全國2010年7月高等教育自學(xué)考試電力系統(tǒng)微型計算機(jī)繼電保護(hù)試題及答案.doc

八桂招考網(wǎng)試題下載頻道/html/shitixiazai/index.html全國2010年7月高等教育自學(xué)考試電力系統(tǒng)微型計算機(jī)繼電保護(hù)試題課程代碼：02313一、單項選擇題(本大題共10小題，每小題1分，共10分)在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯選、多選或未選均無分。1單位階躍信號1(t)被采樣后，其采樣信號的Z變換是2如果f(k)的Z變換為F(z)，則f(k+1)的Z變換為z F(z)-f(0)3采樣頻率是500Hz時，無失真采樣對模擬信號的最高允許頻率是250Hz4如果ZG1(s)=G1(z)，ZG2(s)=G2(z)，則圖示離散控制系統(tǒng)響應(yīng)y(n)的Z變換Y(z)為G1G2X(z)5某正弦電氣量的兩個采樣值為6、8，間隔的電角度為90，則該正弦量的幅值是106濾波方程是：y(n)=x(n)-2x(n-2)+3x(n-3)的數(shù)字濾波器，當(dāng)采樣周期是ms時，其時間窗是ms7全周期傅立葉算法利用N點(diǎn)周期采樣值x(0)x(N)計算二次諧波正弦分量幅值a2的計算公式是8對于CA兩相短路，采用解微分方程算法時，電壓u(t)應(yīng)選為Uca(t)，電流i(t)應(yīng)選為ica(t)9100Hz正弦電氣量周期采樣點(diǎn)數(shù)為12時，則相鄰兩個采樣點(diǎn)間隔的電角度是3010輸電線路始端相電流故障分量的特征是B,C兩相幅值相同，相量之和為零，A相幅值為零，則線路發(fā)生的故障是BC兩相短路二、填空題(本大題共20小題，每小題1分，共20分)請在每小題的空格中填上正確答案。錯填、不填均無分。11與常規(guī)繼電保護(hù)相比，微型機(jī)繼電保護(hù)提供的故障信息和保護(hù)動作行為信息更多。12離散系統(tǒng)引入零階保持器后不增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。13開關(guān)量輸出電路中采用光電隔離技術(shù)后，提高了微型機(jī)繼電保護(hù)裝置的抗干擾能力。14VFC型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的計數(shù)器用于計量VFC元件輸出的脈沖的個數(shù)。15逐次比較式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將模擬電氣量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量時，需要一定的轉(zhuǎn)換時間。16采樣周期是T的離散控制系統(tǒng)，其頻率特性H(ejT)的周期是2/T。17合理設(shè)置數(shù)字濾波器脈沖傳遞函數(shù)極點(diǎn)可以把模擬量中有用的頻率分量提取。18系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行時，相電流瞬時采樣值差突變量起動元件Ica等于零。19兩點(diǎn)乘積算法的計算精度與電網(wǎng)頻率變化值有關(guān)。20傅立葉算法不需要對電流、電壓的周期采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波。21解微分方程算法需要電流的平均值代替其采樣值。22在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時，三相電壓采樣值之和為零。23零點(diǎn)濾波器能夠?qū)⑤斎胄盘栔械哪承╊l率信號濾除。24從某一信號中，提取其中有用頻率信號的過程稱為濾波。25微型機(jī)距離保護(hù)的軟件程序主要有三個模塊初始化及自檢循環(huán)程序、故障處理程序和采樣中斷服務(wù)子程序。26在電力系統(tǒng)故障時，相電流差突變量起動元件用來起動微型機(jī)距離保護(hù)程序中的故障處理程序。27發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時，中性點(diǎn)與發(fā)電機(jī)機(jī)端同相電流大小相等。28與無制動特性差動保護(hù)相比，采用比率制動特性的差動保護(hù)，在電氣元件內(nèi)部故障時，提高了差動保護(hù)動作的靈敏度。29以串聯(lián)方式出現(xiàn)于信號回路的干擾稱為差模干擾。30微型機(jī)發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)方案主要有：采樣瞬時值法、基波比率制動法和故障分量發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)算法。三、簡答題(本大題共5小題，每小題4分，共20分)31繪出逐次比較式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理構(gòu)成圖。32簡要說明數(shù)字濾波器的優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)的模擬濾波器相比，數(shù)字濾波器具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：1）可靠性高。2）不存在阻抗匹配問題。3） 靈活性高。4）可分時復(fù)用33什么是三點(diǎn)乘積算法?給出計算正弦電流量有效值的計算公式。什么是三點(diǎn)乘積算法?給出計算正弦電流量有效值的計算公式。答：三點(diǎn)乘積算法是利用正弦電壓和電流的三個連續(xù)的等時間采樣間隔的采樣值計算出正弦電壓、電流有效值和測量阻抗的數(shù)值的算法。此算法可以避免系統(tǒng)頻率f的變化對計算結(jié)果的影響。34鑒別變壓器勵磁涌流有哪些方法? 鑒別變壓器勵磁涌流有哪些方法?答：鑒別變壓器勵磁涌流的方法主要有：1）鑒別短路電流與勵磁涌流波形差別的間斷角制動。2）二次諧波制動。35干擾進(jìn)入微機(jī)保護(hù)裝置后，可能帶來什么后果?抗干擾軟件對策有哪些? 干擾進(jìn)入微機(jī)保護(hù)裝置后可能產(chǎn)生什么后果?干擾進(jìn)入微機(jī)保護(hù)裝置后可能產(chǎn)生下列后果：1）運(yùn)算或邏輯出現(xiàn)錯誤。2）運(yùn)行程序出軌。3）損壞微型機(jī)芯片。四、計算題(本大題共2小題，每小題6分，共12分)36某濾波器的沖激響應(yīng)為：n0123456h(n)0-0.5-0.866-1-0.866-0.50(1)寫出該濾波器的差分方程；(2)當(dāng)采樣序列x(n)=10，10，10輸入到該濾波器時，求濾波器的輸出。（1）差分方程為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)采樣序列x(n)=10,10,10數(shù)字濾波器完成每一次運(yùn)算，需要輸入信號采樣值的個數(shù)為6個。采樣序列x(n)只提供3個采樣值，由于無法提供足夠的采樣值，濾波器無法完成一次運(yùn)算，數(shù)字濾波器處于暫態(tài)過程中而沒有輸出。37某模擬信號u(t)=10+10sin(100t+30)，經(jīng)采樣頻率fs=600Hz對其進(jìn)行采樣，試求：(1)寫出一個周期的采樣值序列；(2)寫出傅立葉算法提取基波分量實、虛部的表達(dá)式；(3)經(jīng)傅立葉算法對(1)中的采樣序列進(jìn)行提取基波分量計算，其準(zhǔn)確的有效值應(yīng)是多少?解：U(t)=10+10sin(100t+300)（1）、基波50Hz，N=12，間隔電角度為300。U(t)信號的采樣值與采樣時刻的對應(yīng)關(guān)系k0123456U(k)1518.662018.6615105k789101112U(k)1.3401.3451015k123456sin(k/6)0.50.86610.8660.50k789101112sin(k/6)-0.5-0.866-1-0.866-0.5k123456cos(k/6)0.8660.50-0.5-0.866-1k789101112cos(k/6)-0.866-0.500.50.866（2）、（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+b12 X1=7.07五、分析題(本大題共2小題，每小題6分，共12分)38已知離散系統(tǒng)的差分方程為7y(k+2)+8y(k+1)+y(k)=u(k)試求：(1)脈沖傳遞函數(shù)G(z)。(2)分析系統(tǒng)穩(wěn)定性。已知離散系統(tǒng)的差分方程為7y(k+2)+8y(k+1)+y(k)=u(k)試求：(1)脈沖傳遞函數(shù)G(z)。(2)分析系統(tǒng)穩(wěn)定性。解：（1）對差分方程兩邊取Z變換，在y(0)= y(1)=0時，得7Z2Y(z)+8ZY(z)+ Y(z)=u(z)G(Z)= =(2)特性方程 7Z2+8Z+1=0解得 Z1=1 Z2=因為|Z1|=1 所以系統(tǒng)臨界穩(wěn)定。39分析差分濾波器y(k)=x(k)+x(k-3)的濾波性能。解： z變換得 （2）幅頻特性令為基波 ，則當(dāng)（n=0，1,2,3）時， m=3時，即可濾除=4n次諧波，（n=0，1,2,3）六、應(yīng)用題(本大題共2小題，每小題6分，共12分)40發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)方案中，基波相量法標(biāo)積制動式如何提高內(nèi)部故障的靈敏性和外部故障的選擇性?分析：標(biāo)積制動式IN-IT2S(INITcos）為IN與IT的相位角，INITcos為標(biāo)積量；S為標(biāo)積制動系數(shù)。(1)區(qū)外發(fā)生短路在區(qū)外發(fā)生短路時，有IN=IT，值較小，因此制動量分別為SINITcos0。(2)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路標(biāo)積制動原理制動量當(dāng)值較大，大于90 ，SINITcos就變成了負(fù)值。負(fù)值的制動量在數(shù)學(xué)上就是動作量，更有助于保護(hù)動作。標(biāo)積制動原理反應(yīng)區(qū)內(nèi)短路故障的靈敏度很高。(3)發(fā)電機(jī)未并網(wǎng)前或解列運(yùn)行時的內(nèi)部短路在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)前發(fā)生的內(nèi)部短路，由于發(fā)電機(jī)機(jī)端無電流，僅有中性點(diǎn)有短路電流，因此標(biāo)積原理的制動量為0，而比率制動原理不為0，顯然，標(biāo)積原理的動作裕度更大，對動作更可靠。41(1)輸電線路發(fā)生BC兩相短路時，列出求R、L的微分方程，并說明計算步驟；(2)圖示為多邊形阻抗元件的動作特性，寫出其動作判據(jù)。解：（1）、輸電線路發(fā)生BC兩相短路時，列出求R、L的微分方程，并說明計算步驟；答：1、 ， 令D1=，D2=， 則2、計算步驟1）AB兩相短路，u=uaub， i=iaib進(jìn)行分析。2）取三個不同采樣時刻分別為tk、tk+1、tk+2，用差分近似代替微分，用平均值代替采樣值。 3）代入解方程 得 （2）、動作判據(jù)為： Rm tgXmXset.1+ Rm tgXm ctg(900+)RmRset.1+ Xm ctg七、綜合題(本大題共2小題，每小題7分，共14分)42設(shè)采樣頻率為fs=600Hz，對一工頻正弦信號u(t)進(jìn)行采樣，得到一離散序列u(n)試證明：先經(jīng)一階差分濾波u(n)-u(n-1)，再給半周絕對值積分算法，計算其有效值的表達(dá)式為：解：（1）濾波器差分方程為Y(n)=U（n）-U（n-1）兩邊取Z變換，得 Y（z）=U（z）（1-Z-1） H（z）= =1- Z-1 H（e jwT）=1-e-jwT 幅頻 H（e jwT） 對工頻正弦信號，采樣頻率fs=600Hz時 H（e jwT）=2sin15（2）令工頻正弦信號為 U（t）=Um sin（t+）可知該正弦函數(shù)的絕對值積分為S=+U（k）+ = U（t）經(jīng)過上述濾波器濾波輸出，其正弦基波的幅值為原來的2sin15倍，設(shè)初相角度變?yōu)?，則有U0（t）=U sin（t+）=2sin15Umsin（t+）其絕對值半周積分為S0= = =2sin15SU= =+u(1)+ u(2)+ u(3)+ u(4)+ u(5)+ 43設(shè)采樣頻率為600