微型计算机试题与答案汇总概要Word下载.docx
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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（）
①fc②0.5fc
③1.5fc④2fc
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（）
①1-z-1②1
③1+z-2④1+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△Iab②△Ibc
③△Ica④△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>
△Ic②△Ib<
△Ic
③△Ib=△Ic④△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?
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。
32.什么是全零点数字滤波器?
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?
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有何优点?
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.简述离散控制系统稳定的条件。
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.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）。
.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.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。
P=r
（0<
r<
1）
H（z）=
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）
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。
39.什么是共模干扰?
干扰对微机保护有何影响?
（8分）
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.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。
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.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）
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）
全国2007年4月高等教育自学考试
一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）
在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1．如果Z[G1（s）]=G1（z）,Z[G2（s）]=G2（z）,Z[G1（s）G2（s）]=G1G2（z）,Z[G1（s）X（s）]=G1X（z）,
Z[x（t）]=X（z）,则图示离散控制系统响应y（n）的Z变换Y（z）为（ ）
A．[G1（z）+G2（z）]X（z）B．[G1（z）-G2（z）]X（z）
C．G1X（z）G2（z）D．G1（z）G2（z）X（z）
2．采样周期为T=
的离散控制系统，无失真采样允许输入信号的最高频率为（ ）
A．300HzB．500Hz
C．1000HzD．1200Hz
3．离散控制系统不稳定的充要条件是特征方程的部分根位于Z平面（ ）
A．单位圆外B．单位圆内
C．单位圆上D．Z平面上z=-1线左侧
4．非递归型数字滤波器脉冲传递函数H（z）的特点是（ ）
A．只有极点没有零点B．只有零点没有极点（0除外）
C．只有一个极点D．既有极点还有零点
5．对正弦电气量采样频率为600Hz，采用两点乘积算法计算其幅值时，算法的时间窗为（ ）
A．
B．
C．
D．
6．全相运行时，相电流瞬时采样值差突变量起动元件ΔIca的计算式为（ ）
B．
D．
7．输电线路发生C相接地短路时，解微分方程算法电压u（t）应选择为uc（t），电流i（t）应选择为ic（t）+KL3i0（t）和（ ）
A．ia（t）+KL3i0（t）B．ia（t）+KR3i0（t）
C．ic（t）+KR3i0（t）D．ib（t）+KL3i0（t）
8．全周期傅立叶算法利用周期信号x（t）N点周期采样值x（0）~x（N-1）计算二次谐波正弦分量幅值a2的计算公式是（ ）
9．在输电线路始端相电流故障分量Δ
、Δ
中，ΔIB、ΔIC较大且Δ
+Δ
=0Δ
接近于零，则线路上发生的故障是（ ）
A．AC两相短路B．C相接地
C．B相接地D．BC两相短路
10．在未知非周期分量的衰减时间常数并要求对全周期傅立叶算法的计算结果进行补偿时，需要增加信号的采样数据个数是（ ）
A．四个B．三个
C．两个D．一个
二、填空题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）
请在每小题的空格中填上正确答案。
错填、不填均无分。
11．与常规继电保护相比，微型机继电保护工作的可靠性_更高_。
12．微型机继电保护装置的硬件电路由五个功能单元构成，它们是工作电源、微型机系统、人机对话系统、开关量输入输出电路和_数据采集系统_。
13．采样过程将连接时间信号转换成_离散时间信号_。
14．两个采样信号之和的Z变换等于两个信号的Z变换_之和_。
15．异步采样方式中，采样频率与电力系统实际运行频率_无关_。
16．电流变换器实质上是小型的_变压器_。
17．分时采样方式中，各电气量的采样时刻_不同_。
18．逐次比较式模数转换器（A/D）的转换位数越多，其量化误差越_小_。
19．VFC式数据采集系统，数字量与模拟电气量的什么量成正比_积分值_。
20．利用软件算法，从故障电气量的采样值中提取出故障特征量采样值的方法称为数字滤波。
21．三点乘积算法的计算值与电网频率变化值_无关_。
22．合理配置数字滤波器的极点能够将输入信号中的某些频率信号_提取_。
23．采用傅立叶算法时，要求对信号的采样形式是_同步采样_。
24．解微分方程算法是利用电流、电压采样值、输电线路的数学模型和故障类型计算故障点至保护安装处的_测量阻抗值_。
25．由于采用平均值代替电气量的采样值，故导数算法在原理上就存在着_误差_。
26．解微分方程算法的计算结果与故障电气量中非周期分量数值的大小_无关_。
27．微型机距离保护运行软件主要有：
采样中断软件、故障处理程序和_初始化和自检循环程序_。
28．相电流瞬时采样值差突变量起动元件动作时，表明电力系统发生了_故障_。
29．微型机发电机纵差保护方案有：
基波比率制动式、基波标积制动式和_采样瞬时值_。
30．三相电压瞬时采样值求和用于_数据采集系统检测_。
三、简答题（本大题共5小题，每小题4分，共20分）
31．绘出电压频率变换式数据采集系统的构成原理图。
P47
32．电力系统故障电流有何特点？
请给出表达式并加以说明。
电力系统发生故障时，故障的电流量不是时间的周期函数，而是在基波正弦量的基础上叠加有衰减的非周期分量和其他高次谐波分量。
P106（5-72）
33．何谓两点乘积算法，其使用条件是什么？
给出计算公式。
两点乘积算法是利用正弦电压和电流的两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。
此算法受系统频率f的变化对计算结果的影响。
34．什么是故障分量？
采用故障分量实现的纵差保护原理有何特点？
故障分量是指从实际短路电流中减去故障前的负荷电流后，所得到的故障电流分量。
采用故障分量实现的纵差保护，可以减小负荷电流分量在电气元件内部故障时，对纵差保护动作灵敏度的影响，以短路电流故障分量作为纵差保护的动作量和制动量，可提高纵差保护的选择性和灵敏性。
35．简要说明微型机继电保护抗干扰的软件对策。
微型机继电保护装置搞干扰的软件对策
1、对输入模拟量采样数据采取抗干扰措施
2、在运算过程中的核对措施
3、出口的闭锁
4、防止程序出轨的对策
四、计算题（本大题共2小题，每小题6分，共12分）
36．求下列函数的Z变换（假设采样周期为T）
（1）x（t）=
（3分）
（2）X（s）=
（1）x（KT）=1
X（Z）=∑x（KT）Z-kK=0,1,2,…
=1+Z-1+Z-2+…+Z-k+…
=Z/（Z-1）
（2）X（s）=1/（s+3）（s+4）=1/（s+3）-1/（s+4）
X（Z）=Z/（Z-e-3T）-Z/（Z-e-4T）
37.已知离散控制系统的差分方程为y（k）=x（k）+
（k-1）+x（k-2）,试求：
（1）脉冲传递函数G（z）（3分）
（2）频率特性表达式（3分）（假设采样周期为T）
五、分析题（本大题共2小题，每小题6分，共12分）
38．如何检测随机存贮器RAM是否发生了故障？
随机存储器RAM的检测
可利用先写入数据，后读出该数据，通过两者的比较，诊断随机存储器RAM是否发生了故障。
39．什么是励磁涌流？
其出现对变压器纵差保护有何影响？
如何鉴别？
在变压器空载投入和外部故障切除后，可能出现数值较大的励磁涌流，最大时可达到额定值的6~8倍。
会导致变压器纵差保护误动作。
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。
六、应用题（本大题共2小题，每小题6分，共12分）
40．简要说明同步采样的特点。
电气量采用该采样方式时对傅立叶算法有影响吗？
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的比例关系，必须使采样频率随系统运行频率的变化而实时地调整。
傅立叶算法要求对电压、电流信号采样时，必须要得到一个完整的周期采样值，电气量采用同步采样方式时对傅立叶算法没有影响。
41．电力系统发生振荡时，振荡中心处电压幅值有何特点？
在振荡中心附近安装的距离保护将怎样运行？
如何避免？
振荡时，各节点电压幅值均随时间呈周期性变化；
变化的速度较慢。
振荡时线路电流与线路始端电压之间的相位关系随线路两侧电源的相位差变化而变化。
测量阻抗中的电阻分量或电抗分量随线路两侧电源的相位差变化而变化。
在振荡中心附近，距离保护可能会发生误动作。
为避免振荡时距离保护误动作，采用振荡闭锁：
一是利用负序分量是否出现的实现原理；
二是利用电流电压或测量阻抗的变化速度的不同的实现原理。
七、综合题（本大题共2小题，每小题7分，共14分）
42．设采样频率为600Hz，要求保留三次谐波分量，完全滤除直流和其它谐波分量，（假设输入信号基波频率为50Hz，且含有的最高谐波次数为k=5）。
试用零点配置法设计数字滤波器的脉冲传递函数H（z）。
H0（z）=1-Z-1H1（z）=1-1.732Z-1+Z-2H2（z）=1-Z-1+Z-2H3（z）=1+Z-2
H4（z）=1+Z-1+Z-2H5（z）=1+1.732Z-1+Z-2
H（z）=H0（z）H1（z）H2（z）H4（z）H5（z）
43．试分析滤波方程为y（k）=x（k）+x（k-4）的数字滤波器滤波性能（假设采样周期为T）。
差分滤波器
加法滤波器
脉冲传递函数为
频率特性
幅频特性
令
为基波，
，
，
只有当
，（n=1,2,3……），
即
时，才有
当
，k不是整数，所以，该数字滤波器无法滤除任何整数次谐波。
全国2008年4月自考试卷电力系统微型计算机继电保护试题
1.如果f（k）的Z变换为F（z），则f（k+1）的Z变换为（）
A.zF（z）B.z[F（z）-f（0）]
C.z[F（z）+f（0）]D.F（z）·
f（0）
2.滤波方程是y（n）=x（n）+2x（n-2）-x（n-5）的数字滤波器，当采样周期是
ms时，其时间窗为（）
A.
msB.
ms
C.
msD.
3.递归型数字滤波器脉冲传递函数极点的幅值一定要（）
A.等于1B.大于1
C.小于1D.等于无穷大
4.狭窄带通滤波器极点的幅值越接近于1，其通带宽度将（）
A.变窄B.变宽
C.不变D.和输入信号有关
5.采样周期为1（ms）的正弦模型两点乘积算法时间窗是（）
A.1（ms）B.2（ms）
（ms）D.
（ms）
6.当连续时间信号中的最高频率为300Hz时，则无失真采样频率fs，应选择为（）
A.fs=300HzB.fs=150Hz
C.150Hz<
fs<
300HzD.fs≥600Hz
7.在发生CA两相短路故障时，相电流瞬时采样值差突变量起动元件ΔIab、ΔIca和ΔIbc中，动作最灵敏的是（）
A.ΔIbcB.ΔIab
C.ΔIcaD.ΔIbc和ΔIab
8.在发生B相接地故障时，解微分方程算法中的电压u（t）应选择为ub（t），而电流i（t）应选择为ib（t）+KL3i0和（）
A.ic（t）+KR3i0（t）B.ia（t）+KR3i0（t）
C.ib（t）+KR3i0（t）D.ib（t）+KL3i0（t）
9.当输电线路发生C相接地故障时，线路始端相电流故障分量幅值的特征是（）
A.A相最大，B相、C相都等于零B.B相最大，A相、C相都等于零
C.C相最大，A相、B相都等于零D.A相、B相、C相都相等
10.以下哪种现象不属于干扰对继电保护装置的影响（）
A.运行程序出轨B.运行时间过长
C.运算或逻辑出错D.损坏微型机芯片
请在每小题的空格中填上正确答案，错填、不填均无分。
11.与常规继电保护装置相比，微机保护的性能_更优良_。
12.如果采样频率小于被采样连续时间信号最高频率的两倍时，采样信号的频谱将出现_混叠_。
13.三个采样信号之和的Z变换等于每个信号Z变换的_和_。
14.已知x（t）的Z变换为X（z），且X（z）极点的幅值都小于1，则基于X（z）的x（0）计算式为_P18页式（2-36）_。
15.如果离散系统的脉冲传递函数为H（z），则其频率特征表达式为_H（ejwT）=H（z）Iz=ejwT。
16.零阶保持器的传递函数为_G（S）=（1-e-TS）/S_。
17.微型机继电保护装置的硬件电路由五个功能单元构成，它们是数据采集系统，微型机系统，开关量输入输出电路，工作电源和_人机对话微型机系统_。
18.逐次比较式数据采集系统，将模拟电气量转换成数字量需要一定的_转换时间。
19.在不同采样时刻上，依次完成对所有模拟输入信号采样的采样方式称为_顺序采样。
20.分辨率是衡量量化误差的重要依据，逐次比较式模数转换器的转换数据位数越多，其分辨率越高、量化误差就_越小。
21.开关量输出电路中采取光电隔离措施的目的是为了提高微机保护装置的抗干扰能力。
22.VFC式数据采集系统中的计数器用于计算VFC元件输出的_电压信号积分值_。
23.与模拟滤波器相比，数字滤波器不存在前后两级之间阻抗的_匹配问题_。
24.设计非递归型数字滤波器时，要求设计样本的单位冲激响应h（t）具有_有限的时间长度_。
25.零点滤波器能够将输入信号中的某些频率分量信号_滤除_。
26.导数算法要求采样信号是时间的_正弦函数_。
27.在电力系统正常运行时，相电流瞬时采样值差突变量起动元件的工作状态是_不动作_。
28.解微分方程算法需要电压、电流采样值个数至少为_三个_。
29.微型机发电机纵差保护方案主要有：
标积制动法、基波分量法和_故障分量发电机纵差保护算法_。
30.电流量采样数据的自检方法主要采用_ia（k）+ib（k）+ic（k）=i0（k）_。
31.逐次比较式数据采集系统中，设置模拟低通滤波器的用途是什么？
电力系统发生故障时，故障电流、电压中含有一定的高高次谐波分量，这些较高频率的高次谐波分量并不都是继电保护原理所要获取的反映系统故障的主要特征量，如不加以滤除，将要求采样频率过高。
因此，为了保证采样过程满足采样定理，确保采样数据的质量，在各模拟信号的输入通道上，在对各模拟信号采样之前装设模拟低通滤波器，将频率高于某一频率的信号加以滤除。
32.在使用正弦模型算法之前，为什么要使用狭窄带通滤波器对电气量瞬时采样数据进行数字滤波？
正弦模型算法的原理是假定故障电流电压是时间的正弦函数，但实际上故障电流电压信号中，不仅含有基波分量而且还含有其他频率成分，所以应将此电气量采样值经过数字滤波，将故障电气量中的基波或某一次谐波分量的采样值单独提取出来之后，方能使用。
33.使用傅立叶算法时，是否需要对非正弦周期函数电流量的周期采样数据进行数字滤波？
为什么？
不需要滤波。
因为从傅立叶算法的原理看，算法本身就具有滤波的性能，所以可以直接使用电流电压的采样数据来计算所需谐波分量的有效值和相角。
2）电流采样值中含有衰减性非周期分量时，直接计算电流的基波分量幅值和相角时，计算结果和实际值有很大的差别。
因此，必须采取一定的补偿方法加以补偿，促使补偿后的值与实际值相同。
34.在变压器纵差保护中，为什么要识别励磁通流？
有哪些识别方法？
会导致纵差保护误动作，所以必须识别。
2）二次
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