2010全国自考电力系统微型计算机继电保护试题参考分析

全国自考微机继电保护试题参考分析2010年7月一、ABADCCBBAC二、11、更多12、稳定性13、抗干扰能力14、脉冲的个数15、转换时间16、2π/T17、提取18、零19、有关20、滤波21、平均值22、零23、滤除24、滤波25、采样中断服务子程序26、故障处理程序27、相等28、灵敏度29、差模干扰30、故障分量发电机纵差保护算法三、31、画出逐次比较式数据采集系统原理构成图。答：教材P38图3-2。32、答：与传统的模拟滤波器相比，数字滤波器具有以下几方面的优点：1）可靠性高。2）不存在阻抗匹配问题。3）灵活性高4）可分时复用33.什么是三点乘积算法?给出计算正弦电流量有效值的计算公式。答：三点乘积算法是利用正弦电压和电流的三个连续的等时间采样间隔的采样值计算出正弦电压、电流有效值和测量阻抗的数值的算法。此算法可以避免系统频率f的变化对计算结果的影响。231223122222)(4)(42iiiiiiiI34、鉴别变压器励磁涌流有哪些方法?答：鉴别变压器励磁涌流的方法主要有：1）鉴别短路电流与励磁涌流波形差别的间断角制动。2）二次谐波制动。35、干扰进入微机保护装置后可能产生什么后果?干扰进入微机保护装置后可能产生下列后果：1）运算或逻辑出现错误。2）运行程序出轨。3）损坏微型机芯片。四、36、解：（1）差分方程为y(n)=h(k)x(n-k)=-0.5x(n-1)-0.866x(n-2)-x(n-3)-0.866x(n-4)-0.5x(n-5)(2)采样序列x(n)={10,10,10}数字滤波器完成每一次运算，需要输入信号采样值的个数为6个。采样序列x(n)只提供3个采样值，由于无法提供足够的采样值，滤波器无法完成一次运算，数字滤波器处于暂态过程中而没有输出。37、解：U(t)=10+10sin(100πt+300)（1）、基波50Hz，N=12，间隔电角度为300。U(t)信号的采样值与采样时刻的对应关系k0123456U(k)1518.662018.6615105k789101112U(k)1.3401.3451015k123456sin(kπ/6)0.50.86610.8660.50k789101112sin(kπ/6)-0.5-0.866-1-0.866-0.5k123456cos(kπ/6)0.8660.50-0.5-0.866-1k789101112cos(kπ/6)-0.866-0.500.50.866（2）、1112sin)(2NkNkkxNa1112)(2cos)(2)0(2NkNxNkkxxNb（3）、a1=1/6*(18.66*0.5+20*0.866+18.66*1+15*0.866+10*0.5+0-1.34*0.5-0-1.34*1-5*0.866-10*0.5)=1/6*(9.33+17.32+18.66+12.99+5-0.67-1.34-4.33-5)=8.66b1=1/6(15+18.66*0.866+20*0.5+0-15*0.5-10*0.866-5*1-1.34*0.866-0+0+5*0.5+10*0.866)=1/6(15+16.16+10-7.5-8.66-5-1.16+2.5+8.66)=52X12=a12+b12X1=7.0738．已知离散系统的差分方程为7y(k+2)+8y(k+1)+y(k)=u(k)试求：(1)脉冲传递函数G(z)。(2)分析系统稳定性。解：（1）对差分方程两边取Z变换，在y(0)=y(1)=0时，得7Z2Y(z)+8ZY(z)+Y(z)=u(z)∴G(Z)=Y(Z)U(Z)=17Z2+8Z+1(2)特性方程7Z2+8Z+1=0解得Z1=－1Z2=－17因为|Z1|=1所以系统临界稳定。39、解：)()()(mkxkxky（1）z变换得)()()(zXZzXzYmmZZXZYzH1)()()(（2）mwTjmwTeeHjmwTjwTsincos11)(幅频特性)(sin)cos1()(22TmTmeHTj)2sin(2Tm令1,2ff为基波11NfTfs12N，1kff则当nkNmNfkfmTm11222（n=0，1,2,3……）时，0)(TjeHm=3时，即可滤除mnk/12=4n次谐波，（n=0，1,2,3……）40、分析：标积制动式∣IN-IT∣2＞S(INITcosθ）θ为IN与IT的相位角，INITcosθ为标积量；S为标积制动系数。(1)区外发生短路在区外发生短路时，有IN=IT，θ值较小，因此制动量分别为SINITcosθ0。(2)区内发生短路标积制动原理制动量当θ值较大，大于90°，SINITcosθ就变成了负值。负值的制动量在数学上就是动作量，更有助于保护动作。标积制动原理反应区内短路故障的灵敏度很高。(3)发电机未并网前或解列运行时的内部短路在发电机并网前发生的内部短路，由于发电机机端无电流，仅有中性点有短路电流，因此标积原理的制动量为0，而比率制动原理不为0，显然，标积原理的动作裕度更大，对动作更可靠。41、解：（1）、输电线路发生BC两相短路时，列出求R、L的微分方程，并说明计算步骤；答：1、22221111dtdiLRiudtdiLRiu令D1=11dtdi，D2=22dtdi，则2112211221121221DiDiDuDuRDiDiiuiuL2、计算步骤1）AB两相短路，u=ua－ub，i=ia－ib进行分析。2）取三个不同采样时刻分别为tk、tk+1、tk+2，用差分近似代替微分，用平均值代替采样值。222212211112211KKKKKKKKiiiiiiuuuuuusKKsKKTiiDTiiD122113）代入解方程22221111dtdiLRiudtdiLRiu得2112211221121221DiDiDuDuRDiDiiuiuL（2）、动作判据为：Rmtgα≤Xm≤Xset.1+RmtgαXmctg(900+β)≤Rm≤Rset.1+Xmctgθ42、解：（1）滤波器差分方程为Y(n)=U（n）-U（n-1）两边取Z变换，得Y（z）=U（z）（1-Z-1）H（z）=Y（z）U（z）=1-Z-1H（ejwT）=1-e-jwT幅频∣H（ejwT）∣)2sin(2T对工频正弦信号，采样频率fs=600Hz时∣H（ejwT）∣=2sin15°（2）令工频正弦信号为U（t）=2Umsin（ωt+α）可知该正弦函数的绝对值积分为S=[U（0）2+51KU（k）+U（6）2]=mU22U（t）经过上述滤波器滤波输出，其正弦基波的幅值为原来的2sin15°倍，设初相角度变为β，则有U0（t）=2Usin（ωt+β）=2sin15°2Umsin（ωt+β）其绝对值半周积分为S0=U22=mU215sin2*20=2sin15°S∴U=2sin15°Sω22=sin15°ω2[U(0)2+u(1)+u(2)+u(3)+u(4)+u(5)+U(6)2]43、解：H0(z)=1-Z-1H1(z)=1-1.732Z-1+Z-2H2(z)=1-Z-1+Z-2H3(z)=1+Z-2H4(z)=1+Z-1+Z-2H5(z)=1+1.732Z-1+Z-2H(z)=H0(z)H1(z)H2(z)H4(z)H5(z)全国自考微机继电保护试题参考分析2010年4月一、DDABBDBCBC二、11、影响12、更多13、周期函数14、零15、增加16、f0=Uin1/(Ⅰ0t0R)17、光电隔离技术18、同步采样19、衰减性非周期分量20、更高21、零22、误差23、零24、误差25、采样中断服务子程序26、正常27、正常运行或外部故障28、差29、∣IN-IT∣2＞S(INITcosθ）30、串联方式三、31、H（ejwT）=H（z）Iz=ejwT频率特性的物理意义：1、幅频特性是数字滤波器对输入电气量中不同频率分量幅值的放大倍数。2、相频特性是数字滤波器对不同频率的输入信号分量相角的移动量。32、变换器作用：1）将输入信号转换成与微机装置相匹配的允许电平。2）将微机继保装置与外部互感器回路完全隔离，提高抗干扰能力。33、答：1）零点的作用：与某一零点对应的特定频率f1，数字滤波器的频率特性在该频率f1下的值为零，说明数字滤波器对输入信号中的频率为f1的分量能完全滤除。2）极点的作用：与某一极点对应的特定频率f2，数字滤波器对于输入频率为f2的分量具有很大的幅值放大倍数，即在数字滤波器的输出信号中，频率为f2的分量数值最大。34、采用傅立叶算法时，要求电气量为周期函数，才能用傅立叶算法将其分解成直流分量、基波分量、高次谐波分量之和的形式。35、干扰的定义：影响微机保护装置正常工作可能导致误动作或拒动的现象干扰源：影响装置正常工作的一些电磁信号。电磁干扰三要素：干扰源、耦合通道、敏感回路36、解：（1）n=0时，y(0)+0.5y(-1)+0.06y(-2)=X(0)y(0)+0+0=1∴y(0)=1n=1时，y(1)+0.5y(0)+0.06y(-1)=X(1)y(1)+0.5+0=1∴y(1)=0.5n=2时，y(2)+0.5y(1)+0.06y(0)=x(2)y(2)+0.25+0.06=1∴y(2)=0.69（2）对差分方程两边取Z变换，得Y(z)+0.5Z-1Y(z)+0.06Z-2Y(Z)=X(Z)H(Z)=Y(Z)X(Z)=11+0.5Z-1+0.06Z-2=Z2Z2+0.5Z+0.06特性方程Z2+0.5Z+0.06=0Z1=－0.3Z2=－0.2|Zi|1所以系统稳定37、解：（1）对差分方程两边取Z变换，得Y(z)=X(Z)+3Z-1X(Z)+X-2X(Z)H(Z)=Y(Z)X(Z)=1+3Z-1+Z-2=Z2+3Z+1Z2令Z2+3Z+1=0得零点Z1=－32+12jZ2=-－32－12j(2)令Z=ejwT，H(ejwT)=1+3e-jwT+e－j2wT38、答：采用正弦型算法时，电气量的采样值应进行数字滤波。因为算法是基于正弦波的原理实现的，而故障电流中含有基波分量、高次谐波分量和衰减性的直流分量，因而需将电气量中的基波或某次谐波分量的采样值单独提取出来，方能使用。39、答：变压器内部发生严重不对称故障且伴随有励磁涌流时，由于在差动电流中产生较大的二次谐波分量，使纵差保护被制动，直到二次谐波分量衰减后，纵差保护才能动作，延误了保护的动作时间。在此情况下，可采取加速保护动作的措施：差动速断：当差动电流大于可能出现的最大励磁涌流时，纵差保护应立即动作跳闸。40、分析：标积制动式∣ΔIN-ΔIT∣2＞S(ΔINΔITcosθ）θ为IN与IT的相位角，INITcosθ为标积量；S为标积制动系数。具有多个并联分支的大型发电机组，在发生带过渡电阻的小匝间短路故障时，短路电流中的负荷电流分量不可再忽略，它将影响到纵差保护灵敏性的提高。为了排除负荷电流分量的影响，采用故障分量原理。(1)区外发生短路制动量分别为SΔINΔITcosθ0。(2)区内发生短路标积制动原理制动量当θ值较大，大于90°，SΔINΔITcosθ就变成了负值。负值的制动量在数学上就是动作量，更有助于保护动作。标积制动原理反应区内短路故障的灵敏度很高。(3)发电机未并网前或解列运行时的内部短路在发电机并网前发生的内部短路，由于发电机机端无电流，仅有中性点有短路电流，因此标积原理的制动量为0，而比率制动原理不为0，显然，标积原理的动作裕度更大，对动作更可靠。41、答：异步采样，也称为定时采样，即采样周期或采样频率永远地保持固定不变。同步采样也称为跟踪采样，即为了使采样频率始终与系统实际运行频率保持固定