电力系统微型计算机继电保护试题及答案(2002年4月)

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全国2002年4月高等教育自学考试

电力系统微型计算机继电保护试题

课程代码：02313

一、填空题(每小题1分，共20分)1.以微型计算机为核心的继电保护装置称为________。

2.交流电流交换器输出量的幅值与输入模拟电流量的幅值成________。

3.脉冲传递函数定义为：在零初始条件下，离散系统输出响应的Z变换与输入信号的Z变换之________。

4.当离散系统特征方程的根，都位于Z平面的单位圆之外时，离散系统________。

5.在一个控制系统中，只要有一处或几处的信号是离散信号时，这样的控制系统称为________控制系统。

6.反映电力系统输电设备运行状态的模拟电气量主要有两种：来自电压互感器和电流互感器二次侧的交流电压和交流________信号。

7.在一个采样周期内，依次对每一个模拟输入信号进行采样的采样方式称为________采样。

8.脉冲传递函数分子多项式为零的根，称为脉冲传递函数的________。

9.从某一信号中，提取出有用频率成份信号的过程，称为________。

10.合理配置数字滤波器脉冲传递函数的零点，能够________输入信号中不需要的频率成份。

11.合理配置数字滤波器脉冲传递函数的极点，能够提取输入信号中需要的________成份信号。

12.数字滤波器脉冲传递函数的零点zi在脉冲传递函数表达式中以因子________的形式出现。

13.如果设计样本的频率特性频谱的最大截止频率为fmax，则要求对设计样本的单位冲激响应h(t)进行采样时，采样频率要求大于________。

14.为了提高微型机继电保护装置的抗干扰能力，在开关量输入电路中采取的隔离技术是________。

15.利用正弦函数的________瞬时采样值的乘积来计算正弦函数的幅值和相位的算法称为三点采样值乘积算法。

16.在电力系统正常运行时，微型机距离保护的软件程序工作在________并每隔一个采样周期中断一次，进行数据采集。

17.微型机距离保护的软件程序主要有三个模块—初始化及自检循环程序、________和故障处理程序。

18.在电力系统正常运行时，相电流瞬时采值差的突变量起动元件△Ibc等于________。

19.电力系统在非全相运行时，一旦发生故障，则健全相电流差起动元件________。

20.设u1、i1、D1;u2、i2、D2分别是电压、电流和电流一阶导数的采样值，则采用解微分方程算法时，测量电感L的计算值为________。

二、单项选择题(每小题1分，共10分。从每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的号码写在题干后面的括号内。)21.脉冲传递函数零点是哪个方程的根( )

①分母为零 ②分子为零

③分子+分母 ④分母-分子

22.逐次比较式数据采集系统中，模/数转换器输出量正比于输入电压量的( )

①积分值 ②微分值

③绝对值 ④瞬时采样值

23.设被采样的连续时间信号频谱的最大截止频率为fc，则采样频率应为( )

① fc ② 0.5fc

③ 1.5fc ④ 2fc

24.设对于输入信号每个周期采集12个点，则提取四次谐波分量时，数字滤波器的脉冲传递函数表达式为( )

① 1-z-1 ② 1

③ 1+z-2 ④ 1+z-1+z-2

25.在发生AB两相短路故障时，相电流瞬时采样值差的突变量起动元件△Iab、△Ibc、△Ica都动作，其中动作最灵敏的是( )

①△Iab ②△Ibc

③△Ica ④△Iab、△bc

26.解微分方程算法，对于CA两相短路时，电流i(t)应选为ica(t)，电压u(t)应选为( )

①uab(t) ②ubc(t)

③uca(t) ④ (t)

27.在输电线路发生A相单相接地故障时，线路始端A相电流的故障分量最大，B相电流的故障分量与C相电流的故障分量的幅值关系是( )

①△Ib>△Ic ②△Ib

③△Ib=△Ic ④△Ib≠△Ic

28.系统频率不变时，采样值乘积算法的计算误差为( )

①零 ②无穷大

③2% ④3%

29.在未知非周期分量信号的衰减时间常数对傅立叶算法的计算结果进行补偿时，必须增加输入信号的采样数据的个数是( )

①两个 ②三个

③一个 ④四个

30.设N是周期采样点数，则傅立叶算法计算二次谐波正弦分量幅值a2的计算公式为( )

① ②

③ ④

三、简答题(每小题5分，共25分)31.什么是三点乘积算法?怎样理解其计算误差与电力系统运行频率的变化量无关?

32.什么是全零点数字滤波器?

33.在逐次比较式数据采集系统中，对模拟量采样之前，为什么要装设模拟低通滤波器?

34.采用故障分量实现纵差保护原理有何优点?

35.简述离散控制系统稳定的条件。

四、计算题(每小题7分，共14分)36.某离散控制系统的差分方程为：

y(k+2)+0.4y(k+1)+0.4y(k)=0

其中：y(0)=0,y(1)=1；试求：y(2),y(3),y(4)。

37.设采样周期为T=5/3(ms)。要求提取输入信号中的频率为100Hz的信号分量，试计算出数字滤波器脉冲传递函数极点，并给出脉冲传递函数表达式。

五、分析题(共15分)

38.怎样理解导数算法在原理上存在着计算误差?(7分)

39.什么是共模干扰?干扰对微机保护有何影响?(8分)

六、应用题(每小题8分，共16分)40.数字滤波器脉冲传递函数为H(Z)=1+Z-2，试写出数字滤波器的差分方程

41.设采样周期为T=5/3(ms)，要求滤除输入信号x(t)中的直流分量和频率为100Hz、150Hz、200Hz的信号分量，试用零点配置法设计出数字滤波器脉冲传递函数H(z)

全国2002年4月自学考试电力系统微型计算机继电保护答案

课程代码：02313

一、填空题(每小题1分，共20分)1.微型机继电保护装置

2.正比

3.比值

4.不稳定

5.离散

6.电流

7.顺序

8.零点

9.滤波

10.滤除

11.频率

12.1-ZiZ-1

13.2fmax

14.光电隔离

15.三个

16.自检循环

17.采样中断程序

18.零

19.起动

20.(u1u2-u2i1)/(i2D1-i1D2)

二、单项选择题(每小题1分，共10分)21.② 22.④ 23.④ 24.④ 25.①

26.③ 27.③ 28.① 29.① 30.①

三、简答题(每小题5分，共25分)31.利用正弦量在连续三个采样时刻采样值之间的乘积运算，计算正弦量的幅值(或有效值)和相角的算法，称为三点乘积算法。

从其有效值的计算公式：2I2=

可以看出，I的计算结果与电力系统的运行频率无关。

32.只有脉冲传递函数零点，没有脉冲传递函数数点的数字滤波器，称为全零点数字滤波器它能够滤除输入信号中，有限个频率的输入信号

33.在一定采样频率下，为了防止无用的高频信号，进入采样过程造成采样信号的失真，为此，在采样前应对模拟输入量进行数字滤波

34.采用故障分量实现纵差保护原理在灵敏度方面优于基波相量纵差保护原理。

在选择性方面，不会降低保护的选择性

35.当离散控制系统脉冲传递函数极点的幅值都小于1时，离散控制系统稳定

四、计算题(每小题7分，共14分)36.y(k+2)=-0.4y(k+1)-0.4y(k)

y(2)=-0.4y(1)-0.4y(0)=-0.4

y(3)=-0.4y(2)-0.4y(1)=-0.24

y(4)=-0.4y(3)-0.4y(2)=0.256

37.P=r (0

H(z)=

五、分析题(共15分)38.由于导数量的采样值不能直接得到只能用两个采样时刻的采样值之间的差分来代替两个采样时刻中点的导数量采样值；用两个采样时刻采样值的平均值代替计算时刻的采样值，所以在原理上，该算法存在计算误差

39.引起回路对地电位发生变化的干扰称为共模干扰

干扰对微机保护影响

①运算或逻辑出现错误

②程序出轨

③损坏硬件

六、应用题(每小题8分，共16分)40.因为：Y(Z)=H(Z)、X(Z)

Y(Z)=X(Z)+Z-2X(Z)

所以y(n)=x(n)+x(n-2)

41.滤除输入信号x(t)中直流分量的脉冲传递函数因子为：

H0(z)=1-z-1

滤除输入信号x(t)中频率为100Hz信号分量的脉冲传递函数因子为：

H2(z)=1-z-1+z-2

滤除输入信号x(t)中频率为150Hz信号分量的脉冲传递函数因子为：

H3(z)=1+z-2

滤除输入信号x(t)中频率为200Hz信号分量的脉冲传递函数因子为：

H4(z)=1+z-1+z-2

所以，满足上述滤波要求的数字滤波器的脉冲传递函数H(z)为：

H(z)=H0(z) H2(z) H3(z) H4(z)