1、年级_；层次_；专业_；姓名_复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 微型继电保护 1一、简答题 1.微机保护中 A/D 的模拟量输入系统通常由哪几部分组成？各部分的作用是什么？微机保护中 A/D 的模拟量输入系统通常由电压形成、采样保持、多路开关及数模转换。电压形成：将被测的输入量变成适合模数变换器工作的电压信号采样保持：采样保持电路由模拟开关、存储元件和缓冲放大器 A 组成。在采样时刻，加到模拟开关上的数字信号为低电平，此时模拟开关被接通，使存储元件（通常是电容器）两端的电压 UB 随被采样信号 UA 变化。当采样间隔终止时，D 变为高电平 ,模拟开关断开,UB 则保持在断开瞬间的值不
2、变。缓冲放大器的作用是放大采样信号，它在电路中的连接方式有两种基本类型：一种是将信号先放大再存储，另一是先存储再放大。对理想的采样保持电路，要求开关没有偏移并能随控制信号快速动作，断开的阻抗要无限大，同时还要求存储元件的电压能无延迟地跟踪模拟信号的电压，并可在任意长的时间内保持数值不变多路开关：在多路数据传送过程中，能够根据需要将其中任意一路选出来。数模转换：就是将离散的数字量转换为连接变化的模拟量.2.微机保护模拟量输入系统为什么要加模拟低通滤波器？其截止频率应该如何选取？模拟低通滤波器将高频分量滤掉，这样就可以降低 ，从而降低对硬件提出的要求。低通sf滤波器是只让低于截至频率通过的滤波器继
3、电保护常常采用普通的一阶（最高二阶的有源或无源）滤波器来限制接近工频分量的谐波信息混进来3.简述 VFC 型模数转换器的基本工作原理。VFC 型模数转换器是一个电路，由一个运放、一个零电压比较器、一个单稳触发器、一个电子开关及电阻电容组成。电流、电压信号经电压形成回路后，均变换成与输入信号成比例的电压量，经过 VFC 后，将模拟电压量变换为脉冲信号，该脉冲信号的频率与输入电压成正比，经快速光电耦合器隔离后，由计数器对脉冲进行计数，随后，微机按采样间隔 Ts 读取的计数值就与输入模拟量在 Ts 内积分成正比，达到了将模拟量转换为数字量的目的。4.绘出微机保护的开关量输入回路和输出回路的典型电路图
4、，简述电路的工作原理。开关量输出电路图工作原理：并行口B的输出口线驱动两路开出量电路，即CKJ1和CKJ2。例如，PB7经过与非门后和PB6组合，再经过7400与非门电路控制光电隔离芯片的输入，光电隔离的输出驱动三极管，开年级_；层次_；专业_；姓名_复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 出电源+24V经告警继电器的常闭接点AXJ、光电隔离、三极管VT 1、二极管VD1驱动出口继电器CKJ1。-24V电源经启动继电器的接点QDJ控制，增加了开出电路的可靠性。正常运行时，由软件通过并行口发出闭锁开出电路的命令(即PB7=1、PB6=0、PB5=0 )，从而光电隔离不导通，出口继电器均不动作
5、。当线路发生故障后，启动继电器动作，QDJ的接点闭合。经微机保护程序计算，如故障位于保护区内，则发出跳闸命令(即PB7=0、PB6=1)，从而光电隔离导通，三极管导通，24V电源经告警继电器的常闭接点、三极管、隔离二极管使出口继电器CKJ1动作。软件检查断路器跳闸成功后应收回跳闸命令。在微机保护装置正常运行时，软件每隔一段时间对开出量电路进行一次检查。检查的方法是：通过并行口发出动作命令(即PB7=0、PB6=1)，然后从并行口的输入线读取状态，当该位为低电平时，说明开出电路正确，否则说明开出电路有断路情况，报告开出电路故障。如检查正确，则再发出闭锁命令(即PB7=1、PB6=0 )，然后从并
6、行口的输入线读取状态，当该位为高电平时，说明开出电路正确，否则说明开出电路有短路情况，报告开出电路故障。开关量输入电路工作原理：当外部接点接通时，光电隔离导通，其集电极输出低电位；当外部接点断开，光电隔离不导通，其集电极输出高电位，读并行口该位的状态，即可知道外部接点的状态。5. 简述半波积分算法的基本原理，写出计算公式。通过对微机保护半波积分算法误差的分析，提出了一种运算量小、硬件简单的自适应式补偿误差的方法。二、相减（差分）滤波单元的差分方程为:y(n)=x(n)-x(n-k)画出其频率响应曲线，导出可滤除的谐波次数 m 与步长 K 之间的关系。 年级_；层次_；专业_；姓名_复习资料，仅
7、供参考，补充整理打印，试后上交 三 某数字滤波器的滤波方程为：y(n)=x(n)+x(n-1)采样周期 T=5/3（ms） ，试分析它能否滤除输入信号 x（t）中，频率为 300Hz 的信号分量和直流信号。 四、图说明时间函数的周期性、离散性与其频谱的周期性和离散性之间的关系。 年级_；层次_；专业_；姓名_复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 解答：1、时间函数的周期性对应频谱的离散化如图2、时间函数的离散化对应频谱的周期性如图微型继电保护 2一、 简答题 1.简述微机保护的现状和发展的趋势。解答：微机保护就进入了推广和应用阶段，翻开了国内微机保护应用的新篇章。经过十几年的研究、应用、
8、推广与实践，现在，新投入使用的高中压等级继电保护设备几乎均为微机保护产品，继电保护领域的研究部门和制造厂家已经完全转向进行微机保护的研究与制造，出现了百花齐放、百家争鸣的竞争与发展共存的良好局面。与此同时，在微机保护和网络通信等技术结合后，变电站综合自动化系统、配网自动化系统也已经在全国电力系统中得到了广泛的应用，将保护、测量、控制、录波、监视、通讯、调节、报表和防误操作等多种功能融为一体，为电力系统的安全、稳定和可靠、经济运行奠定了基础，为电网高质量的电能传输和供电提供了良好的技术保障，也为变电站实现无人或少人值班创造了必要的条件。预计未来几年内，微机保护将朝着高可靠性、简便性、开放性、通用
9、性、灵活性和网络化、智能化、模块化、动作过程透明化方向发展，并可以方便地与电子式互感器、光学互感器 实现连接，同时，要跳出传统的“继电器”概念，充分利用计算机的计算速度、数据处理能力、年级_；层次_；专业_；姓名_复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 通信能力和硬件集成度不断提高等各方面的优势，结合模糊理论、自适应原理、行波原理、小波技术和波形特征等，设计出性能更为优良和维护工作量更少的微机保护设备。2.微机保护中 A/D 的模拟量输入系统通常由哪几部分组成？各部分的作用是什么？微机保护的数据采集系统通常由电压形成、采样保持、多路开关及数模转换组成。电压形成：将被测的输入量变成适合模数变
10、换器工作的电压信号采样保持：采样保持电路由模拟开关、存储元件和缓冲放大器 A 组成。在采样时刻，加到模拟开关上的数字信号为低电平，此时模拟开关被接通，使存储元件（通常是电容器）两端的电压 UB 随被采样信号 UA 变化。当采样间隔终止时，D 变为高电平,模拟开关断开,UB 则保持在断开瞬间的值不变。缓冲放大器的作用是放大采样信号，它在电路中的连接方式有两种基本类型：一种是将信号先放大再存储，另一是先存储再放大。对理想的采样保持电路，要求开关没有偏移并能随控制信号快速动作，断开的阻抗要无限大，同时还要求存储元件的电压能无延迟地跟踪模拟信号的电压，并可在任意长的时间内保持数值不变多路开关：在多路数
11、据传送过程中，能够根据需要将其中任意一路选出来。数模转换：就是将离散的数字量转换为连接变化的模拟量.3.微机保护模拟量输入系统为什么要加模拟低通滤波器？其截止频率应该如何选取？模拟低通滤波器将高频分量滤掉，这样就可以降低 ，从而降低对硬件提出的要sf求。低通滤波器是只让低于截至频率通过的滤波器继电保护常常采用普通的一阶（最高二阶的有源或无源）滤波器来限制接近工频分量的谐波信息混进来4.简述 VFC 型模数转换器的基本工作原理。VFC 型模数转换器是一个电路，由一个运放、一个零电压比较器、一个单稳触发器、一个电子开关及电阻电容组成。电流、电压信号经电压形成回路后，均变换成与输入信号成比例的电压量
12、，经过 VFC 后，将模拟电压量变换为脉冲信号，该脉冲信号的频率与输入电压成正比，经快速光电耦合器隔离后，由计数器对脉冲进行计数，随后，微机按采样间隔 Ts 读取的计数值就与输入模年级_；层次_；专业_；姓名_复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 拟量在 Ts 内积分成正比，达到了将模拟量转换为数字量的目的。5.绘出微机保护的开关量输入回路和输出回路的典型电路图，简述电路的工作原理。开关量输出电路图工作原理：并行口B的输出口线驱动两路开出量电路，即CKJ1和CKJ2。例如，PB7经过与非门后和PB6组合，再经过7400与非门电路控制光电隔离芯片的输入，光电隔离的输出驱动三极管，开出电源+
13、24V经告警继电器的常闭接点AXJ、光电隔离、三极管VT 1、二极管VD1驱动出口继电器CKJ1。-24V电源经启动继电器的接点QDJ控制，增加了开出电路的可靠性。正常运行时，由软件通过并行口发出闭锁开出电路的命令(即PB7=1、PB6=0、PB5=0 )，从而光电隔离不导通，出口继电器均不动作。当线路发生故障后，启动继电器动作，QDJ的接点闭合。经微机保护程序计算，如故障位于保护区内，则发出跳闸命令(即PB7=0、PB6=1)，从而光电隔离导通，三极管导通，24V电源经告警继电器的常闭接点、三极管、隔离二极管使出口继电器CKJ1动作。软件检查断路器跳闸成功后应收回跳闸命令。在微机保护装置正常
14、运行时，软件每隔一段时间对开出量电路进行一次检查。检查的方法是：通过并行口发出动作命令(即PB7=0、PB6=1)，然后从并行口的输入线读取状态，当该位为低电平时，说明开出电路正确，否则说明开出电路有断路情况，报告开出电路故障。如检查正确，则再发出闭锁命令(即PB7=1、PB6=0 )，然后从并行口的输入线读取状态，当该位为高电平时，说明开出电路正确，否则说明开出电路有短路情况，报告开出电路故障。开关量输入电路工作原理：当外部接点接通时，光电隔离导通，其集电极输出低电位；当外部接点断开，光电隔离不导通，其集电极输出高电位，读并行口该位的状态，即可知道外部接点的状态。年级_；层次_；专业_；姓名
15、_复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 6.数字滤波器有什么特点？数 字 滤 波 器 具 有 高 精 度 、 高 可 靠 性 、 可 程 控 改 变 特 性 或 复 用 、 便 于 集 成 等 优 点二、 相减（差分）滤波单元的差分方程为:y(n)=x(n)-x(n-k)画出其频率响应曲线，导出可滤除的谐波次数 m 与步长 K 之间的关系。三假设某连续时间函数 x(t)的频谱函数 X(f)如下图所示：现利用采样频率 fs 对 x(t)采样，分fc-fc fX年级_；层次_；专业_；姓名_复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 别按 fs2fc、fs=2fc 和 fs2fc 三种情况，
16、绘出采样后的离散信号 x(nTs)的频谱 X*(f)。 四 、说明用程序查询方式实现数据采集系统与 CPU 接口的原理。 解答：微机通过程序查询前向通道中 AD 转换器的工作状态，当查询到 AD 转换器的工作状态为就绪时，说明 AD 转换器已经完成了数据的采集，此时微机通过程序可以把转换好的数据输入。若查询到AD 转换器的状态没有准备好，则继续等待，直到 AD 转化器的状态就绪为止。年级_；层次_；专业_；姓名_复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 微型继电保护 3一、简答题 1.与传统继电保护相比，微机保护具有哪些突出特点？高可靠性，高选择性，高灵敏度2.微机保护的数据采集系统通常由哪
17、几部分组成？各部分的作用是什么？微机保护的数据采集系统通常由电压形成、采样保持、多路开关及数模转换组成。电压形成：将被测的输入量变成适合模数变换器工作的电压信号采样保持：采样保持电路由模拟开关、存储元件和缓冲放大器 A 组成。在采样时刻，加到模拟开关上的数字信号为低电平，此时模拟开关被接通，使存储元件（通常是电容器）两端的电压 UB 随被采样信号 UA 变化。当采样间隔终止时，D 变为高电平,模拟开关断开,UB 则保持在断开瞬间的值不变。缓冲放大器的作用是放大采样信号，它在电路中的连接方式有两种基本类型：一种是将信号先放大再存储，另一是先存储再放大。对理想的采样保持电路，要求开关没有偏移并能随
18、控制信号快速动作，断开的阻抗要无限大，同时还要求存储元件的电压能无延迟地跟踪模拟信号的电压，并可在任意长的时间内保持数值不变多路开关：在多路数据传送过程中，能够根据需要将其中任意一路选出来。数模转换：就是将离散的数字量转换为连接变化的模拟量.3.微机保护中常用的 A/D 转换器有哪些类型？它们的基本工作原理是什么？一般采用逐次逼近式 A/D 转换器和频率转换（VFC）式两种。逐次逼近式 A/D 转换器：将一待转换的模拟输入信号 Uin 与一推测信号 Ui 相比较，根据推测信号大于还是小于输入信号来决定是增大还是减小该推测信号，直至逼近输入信号为止。推测信号由年级_；层次_；专业_；姓名_复习资
19、料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 D/A 转换器的输出获得。频率转换（VFC）：经电压形成回路后，经过 VFC，将模拟电压变换为脉冲信号，由计数器进行计数。这样在采样间隔内的计数值就与采样对象的积分值成比例。实现了模数转换4. 绘出微机保护的开关量输入回路和输出回路的典型电路图，说明电路中各部分的作用。开关量输出电路图工作原理：并行口B的输出口线驱动两路开出量电路，即CKJ1和CKJ2。例如，PB7经过与非门后和PB6组合，再经过7400与非门电路控制光电隔离芯片的输入，光电隔离的输出驱动三极管，开出电源+24V经告警继电器的常闭接点AXJ、光电隔离、三极管VT 1、二极管VD1驱动出口继
20、电器CKJ1。-24V电源经启动继电器的接点QDJ控制，增加了开出电路的可靠性。正常运行时，由软件通过并行口发出闭锁开出电路的命令(即PB7=1、PB6=0、PB5=0 )，从而光电隔离不导通，出口继电器均不动作。当线路发生故障后，启动继电器动作，QDJ的接点闭合。经微机保护程序计算，如故障位于保护区内，则发出跳闸命令(即PB7=0、PB6=1)，从而光电隔离导通，三极管导通，24V电源经告警继电器的常闭接点、三极管、隔离二极管使出口继电器CKJ1动作。软件检查断路器跳闸成功后应收回跳闸命令。年级_；层次_；专业_；姓名_复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 在微机保护装置正常运行时，软
21、件每隔一段时间对开出量电路进行一次检查。检查的方法是：通过并行口发出动作命令(即PB7=0、PB6=1)，然后从并行口的输入线读取状态，当该位为低电平时，说明开出电路正确，否则说明开出电路有断路情况，报告开出电路故障。如检查正确，则再发出闭锁命令(即PB7=1、PB6=0 )，然后从并行口的输入线读取状态，当该位为高电平时，说明开出电路正确，否则说明开出电路有短路情况，报告开出电路故障。开关量输入电路工作原理：当外部接点接通时，光电隔离导通，其集电极输出低电位；当外部接点断开，光电隔离不导通，其集电极输出高电位，读并行口该位的状态，即可知道外部接点的状态5.与模拟滤波器相比，数字滤波器主要有哪
22、些优点？数 字 滤 波 器 具 有 高 精 度 、 高 可 靠 性 、 可 程 控 改 变 特 性 或 复 用 、 便 于 集 成 等 优 点与模拟滤波器比较，数字滤波器的优点：（1）灵活性好。只要改变数字滤波器的计算公式或改变某些系数，即可改变滤波器的特性。（2）不存在由于温度变化、元件老化等因素对滤波器特性影响的问题。（3）精度高。通过增长计算字长位数，就可提高计算精度。6.微机保护基于正弦函数模型的算法有哪些？各有什么优缺点？解答：1、两点乘积算法，特点是计算机的判定时间较短2、三采样值积算法，特点延时稍短一些。3、导数算法，特点是需要的数据窗较短，要求数字滤波器有良好的滤去高频分量的能
23、力。二、相减（差分）滤波单元的差分方程为:y(n)=x(n)-x(n-k)导出可滤除的谐波次数 m 与步长 K 之间的关系。设每工频周期的采样点数为 N=12，若要滤除直流分量、三次谐波和六次谐波，k 该取多少？年级_；层次_；专业_；姓名_复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 三、 设有一微机保护系统，其采样频率为 600Hz，若要完全滤除其输入信号中的三次和五次谐波，并使基波得到放大，试在 Z 平面上确定出零点和极点的位置（用图示出） 。 四、 已知傅氏算法实虚部的计算公式分别为：设 N=12，试导出计算基波和五次谐波电压实部和虚部的具体计算公式。 五、设一输电线路的参数可以用电阻和电感来表示，如图所示N1KkRn2ncosu2UIi年级_；层次_；专业_；姓名_复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交 试分别用微分方程算法和积分方程算法导出 R、L 的计算式。 年级_；层次_；专业_；姓名_复习资料，仅供参考，补充整理打印，试后上交
