12微机习题全解.docx

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12微机习题全解

微机

一、填空题

1、电压频率变换器（VFC）构成模数变换器时，其主要优点是（D）

A：

精度高B：

速度快C：

易实现D：

易隔离和抗干扰能力强。

2、为防止频率混叠，微机保护采样频率fs与采样信号中所含最高频率成分的频率fmax应满足（A）

A：

fs>2fmax；B：

fs<2fmax；C：

fs>fmax；D：

fs=fmax；

3、CPU是按一定规律工作的，在计算机内必须有一个（D）

A：

运算器；B：

控制器；C：

寄存器；D：

时钟发生器。

4．电压/频率变换式数据采集系统，在规定时间内，计数器输出脉冲的个数与模拟输入电压量的（C）。

A：

积分成正比B：

积分成反比C：

瞬时值的绝对值成正比

5．采用VFC数据采集系统时，每隔TS计数器中读取一个数。

保护算法运算时采用的是（C）。

A：

直接从计数器中读取得的数B：

TS期间的脉冲个数

C：

2TS或以上期间的脉冲个数

6．数字滤波器是（C）。

A：

由运算放大器构成的B：

由电阻、电容电路构成的C：

由程序实现的

7．在微机保护中经常用全周傅氏算法计算工频量的有效值和相角，当用该算法时正确的说法是（C）。

A：

对直流分量和衰减的直流分量都有很好的滤波作用

B：

对直流分量和所有的谐波分量都有很好的滤波作用

C：

对直流分量和整数倍的谐波分量都有很好的滤波作用

8、微机保护中，每周波采样20点，则（A）。

A：

采样间隔为lms，采样率为1000Hz

B：

采样间隔为5/3ms，采样率为1000Hz

C：

采样间隔为lms，采样率为1200Hz

9．微机保护要保证各通道同步采样，如果不能做到同步采样，除对（B）以外对其他元件都将产生影响。

A：

负序电流元件B：

相电流元件C：

零序方向元件

10．微机保护一般都记忆故障前的电压，其主要目的是（B）。

A：

事故后分析故障前潮流

B：

保证方向元件、阻抗元件动作的正确性

C：

微机保护录波功能的需要

11．微机保护中用来存放原始数据的存储器是（C）。

A：

EPROMB：

EEPROMC：

RAM

12．微机保护硬件中EPROM芯片的作用是（A）。

A：

存放微机保护功能程序代码

B：

存放采样数据和计算的中间结果、标志字等信息

C：

存放微机保护的动作报告信息等内容

12．在微机保护中，掉电会丢失数据的主存储器是（B）。

A：

ROMB：

RAMC：

EPROM

13．微机保护装置在调试中可以做以下事情（A）。

A：

插拔插件B：

使用不带接地的电烙铁C：

触摸插件电路

14．检查微机型保护回路及整定值的正确性（C）。

A：

可采用打印定值和键盘传动相结合的方法

B：

可采用检查VFC模数变换系统和键盘传动相结合的方法

C：

只能用由电流电压端子通入与故障情况相符的模拟量，保护装置处于与投入运行完全相同状态的整组试验方法

15．在保护检验工作完毕后、投入出口连接片之前，通常用万用表测量跳闸连接片电位，当断路器在合闸位置时，正确的状态应该是（C）。

（直流系统为220V）

A：

连接片下口对地为+110V左右，上口对地为-llOV左右

B：

连接片下口对地为+110V左右，上口对地为0V左右

C：

连接片下口对地为0V，上口对地为-llOV左右

D：

连接片下口对地为+220V左右，上口对地为0V

16．采样定理要求采样频率大于被采样连续时间信号最高频率的（A）。

A：

两倍B：

三倍C：

四倍

二、判断题

1、微机保护的模拟量输入/输出回路使用的辅助交流变换器，其作用仅在于把高电压、大电流转换成小电压信号供模数变换器使用。

（×）

2、在公用一个逐次逼近式A／D变换器的数据采集系统中，采样保持回路（S／H）的作用是保证各通道同步采样，并在A／D转换过程中使采集到的输入信号中的模拟量维持不变。

（√）

3、如果不满足采样定理，则根据采样后的数据可还原出比原输入信号中的最高次频率

还要高的频率信号，这就是频率混叠现象。

（×）

4、傅里叶算法可以滤去多次谐波，但受输入模拟量中非周期分量的影响较大。

（√）

5.半周积分法的依据是一正弦量在任意半个周期内的积分值为一常数。

（√）

6．在VFC数据采集系统中数据窗N中的数值为该区间某点瞬时值的数字量。

（×）

7．在微机保护的算法中付氏算法只能滤出直流分量和偶次谐波。

（×）

8．微机保护应将模拟信号转换为相应的微机系统能接受的数字信号。

（√）

9．在VFC数据采集系统中CPU在某时刻读取计数器的值就是对该时刻模拟量进行采样。

（√）

10．在微机保护的算法中半周积分算法能滤出偶次谐波。

（√）

11.在微机保护中，输入的模拟量一般均要经过低通滤波器去除高频分量后，才进入模数转换器。

（√）

12．用逐次逼近式原理的模数转换器（A／D）的数据采样系统中有专门的低通滤波器，滤除输入信号中的高次分量，以满足采样定理。

用电压—频率控制器（VFC）的数据采样系统中，由于用某一段时间内的脉冲个数来进行采样，这种做法本身含有滤波功能，所以不必再加另外的滤波器。

（√）

13．微机保护“看门狗”（Watchdog）的作用是：

当微机保护的直流电源消失时，快速地将备用电源投入，以保证微机保护正常运行。

（×）

14．线路微机保护在软件上有滤波功能，可以滤掉直流成分，因此零漂稍大不影响保护的计算。

（√）

15．对微机保护可采用检查模数变换系统、打印核对定值、进行开出量传动检查的方法，来检查回路及定值的正确性。

（×）

16．微机保护装置常使用电压／频率变换、采样保护变换和逐次比较式等三种原理的MD变换器件进行模／数转换。

（×）

17．微机保护硬件中RAM常用于存放采样数据和计算的中间结果、标志字等信息，一般也同时存放微机保护的动作报告信息等内容。

（√）．

18．对微机保护装置，若失去交流电压后不及时处理，遇有区外故障或系统操作使其启动，则只要有一定的负荷电流，距离保护将误动。

（×）

19．一般微机保护的“信号复归”按钮和装置的“复位”键的作用是相同的。

（×）

20．微机保护对MD变换器的转换速度要求不小于35μs（×）

21．微机继电保护装置在运行中需要改变己固化好的定值时，应由继电保护人员按规定的方法改变定值，此时必须停用继电保护装置，但应立即打印（显示）出新定值，并与主管调度核对定值。

（×）

22．检查微机保护回路及整定值的正确性时应采用打印定值和键盘传动相结合的方法。

（×）

23．变电站综合自动化系统中的微机保护装置，为合理利用资源，可以依赖判部通信网完成被保护元件所需的各种保护功能。

（×）

24．逐次逼近式模数变换器的转换过程是由最低位向最高位逐次逼近。

（×）

25.微机保护的程序存储器在12.5～21V电压下固化，5V电压下运行。

（√）

26．微机保护每周波采样12点，则采样率为600Hz。

（√）

27．共模电压是指在某一给定地点所测得在同一网络中两导线间的电压。

（×）

28．数字滤波器无任何硬件附加于计算机中，而是通过计算机去执行一种计算程序或算法，从而去掉采样信号中无用的成分，以达到滤波的目的。

（√）

29．RS232C串行接口标准的信号传输速率最高为20kbps，最大传输距离为30m。

（√）

30．微机保护中硬件或软件“看门狗”（Watchdog）的作用是防止病毒进入到微机保护程序中。

（×）

31．103规约适用于具有编码的位串行数据传输的继电保护设备（或间隔单元）和控制系统交换信息。

（√）．

32．常规的变电站，只要有RTU远动设备即可以实现无人值班；变电站综合自动化不仅可以实现无人值班，而且大大提高了变电站的自动化水平。

（√）

三、填空题

1．微机保护装置由（模拟量输入系统）、（CPU主系统）、开关量输入输出系统、（人机接口）、通信接口及电源部分构成。

2．基于逐次逼近原理的模拟量输入系统由（电压形成回路）、低通滤波、（取样保持电路）、模拟量多路转换开关及（模数转换器）构成。

3．与模拟滤波器相比，数字滤波器不存在阻抗的（匹配）问题。

4．周期函数都可以分解为直流分量、基频和基频整数倍频的高次谐波分量的（叠加）的形式。

5．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：

来自电压互感器二次侧的（电压）信号和电流互感器二次侧的（电流）信号。

6．光电耦合器常用于开关量信号的隔离，使其输入与输出之间电气上完全隔离，尤其是可以实现地电位的隔离，这可以有效地抑制（干扰）。

7．共模电压是指在某一给定地点对一任意参考点（一般为地）所测得为各导线（共有）的电压；差模电压是指在某一给定地点所测得在（同一网络中两导线间的）电压。

8．A/D变换器的两个重要指标是A/D转换的（分辨率）和（转换速度）。

9．某型微机保护装置每周波采样12个点，则采样间隔是：

（5/3）ms，采样率为（600）Hz。

10．微机保护使用的两点乘积法的原理是利用任意两个相隔（

）的正弦量的瞬时值，算出该正弦量的（有效值、相角）。

11．一个完整的RS-232串口接口共22根线，采用标准的25芯插头座，其信号传输速率最高（20K）bit/s，最大传输距离（30）m。

12．RS-485串口常用的信号传输速率有4800、9600、19200bit/s，典型传输距离为（1000）m。

13．二进制1011101011110010的十六进制为（BAF2）。

某微机保护定值中的（控制字）KG=847BH，将其转化为二进制为（1000010001111011）B。

14．微机保护装置在采样之前加上低通模拟滤波回路，主要是防止出现（频率混叠）现象，当采样频率为只时，低通滤波器的截止频率应小于（1/2）/s。

15．按照采样定律，采样频率

必须大于

（2）倍的输入信号中的最高次频率

，否则会出现（频率混叠）现象。

16．按次序分别写出采样频率

为600Hz、1000Hz、1200Hz时的采样周期

分别为：

（1.666ms）、（1ms）、（0.833ms）。

17．根据模数转换的原理不同，我国微机保护采用的数据采集系统有两种类型，它们是：

采用[逐次逼近式模数转换器（A／D）]的数据采集系统和[电压一频率变换器（VFC）]的数据采集系统。

18．微机保护硬件中的程序存储器用于存放微机保护功能程序代码，常在（12.5～21）V电压下固化，（5）V电压环境下运行。

19．微机保护对程序进行自检的方法是：

ROM累加和自检校验，（CRC）校验。

20．微机保护利用计算机具有的两个重要特点，即（良好的记忆存储能力）和（强大的运算能力），实现各种保护功能。

21．微机保护中，主要元器件之间靠（总线）相互连接。

22．50Hz电源，每个周波采样20点，则采样间隔

=

（1）ms，采样率

：

（1000）HZ。

23．微机保护的采样频率为2500Hz，则每周波有（50）个采样点，采样间隔时间为（0.4）ms。

24．二次回路干扰的种类有：

①50Hz干扰；②（高频干扰）；⑧雷电引起的干扰；④（控制回路产生的干扰）；⑤高频辐射干扰。

四、简答题

1.微机保护数据采集系统中共用A/D条件下S/H的作用是什么？

答：

上述情况下S/H的作用是：

①保证在A/D变换过程中输入模拟量保持不变。

②保证各通道同步采样，使各模拟量的相位关系经过采样后保持不变。

2、试论述逐次遁近式与压频变换式数据采集系统的使用特点。

答：

（1）逐次逼近式得到的数字量可直接用于继电器的算法：

而压频变换式在每一时刻读出的计数器数值不能直接使用；

（2）逐次逼近式对芯片的转换时间有严格要求，而压频变换式不存在转换速度的问题；

（3）逐次逼近式一旦芯片选定，其输出数字量的位数不可变化，即分辨率不能改变，而压频变换式则可通过增大计算脉冲数时间间隔来提高分辨率。

（4）逐次逼近式需要由定时器按规定的采样时刻，定时给采样保持芯片发出采样和保持信号，而压频变换式只需按采样时刻读出计数器的数值。

3、在11型微机保护中启动元件三取二闭锁跳闸的作用是什么？

答：

在11型保护的高频闭锁、方向零序、距离三个CPU插件中均设有一个启动元件，故障时其中任二个动作均可开放跳闸回路，称为“三取二”闭锁跳闸方式。

如不采用这种方式，当某一CPU插件有问题时，可能会误出口跳闸。

4、11型微机保护中零序方向元件3Uo的取用原则？

答：

零序保护方向元件的3Uo正常情况下均取用自产3Uo，即用软件相加Ua+Ub+Uc获得。

故障前Ua+Ub+Uc＝0，则用自产3Uo；如果故障前Ua+Ub+Uc≠0，则表明一相或两相电压断线，取用外接开口三角。

当PT失压，即Ua、Ub、Uc均小于8V也取用外接开口三角3Uo。

5、11型微机保护距离插件中对出口故障用什么方法保证距离保护的方向性？

答：

在距离插件中，对于出口故障，为保证其方向性采用故障前电压与故障后电流比相的方法，以消除电压死区。

6、10千伏电磁机构开关手动合闸开关合不上有哪些原因？

答：

有下列原因：

1、控制开关⑤⑧接点接触不好；2、防跳继电器常闭接点接触不好；3、合闸熔丝熔断或合闸接触器损坏；4、开关辅助接点不好或开关机构失灵。

7、11型微机保护中3Uo突变量闭锁零序保护的作用是什么？

答：

为防止电流互感器回路断线导致零序保护误动作而设置了3Uo突变量闭锁，此功能可由控制字整定为投入或退出。

8、理想运算放大器有哪些特征？

答：

理想运算放大器具有以下特征：

1）开环差模电压增益A0为∞；

2）差模输入电阻Rid＝∞；3）失调电压及失调电流均为零；

4）频带宽度比CMRR＝∞；5）共模抑制比＝∞，即共模增益为零。

9、简述微机保护控制字整定中二进制码与十六进制码的对应关系。

答：

二进制码与十六进制码的对应关系如下表所示：

二进制1111111011011100101110101001100001110110010101000011001000010000

十六进制FEDCBA9876543210

10．微机型保护的数据采集系统的作用是什么?

答：

将模拟量转换为微机保护可使用的数字量。

11．什么是采样与采样定理?

并计算N=12／周波时的采样频率

和采样周期

的值。

答：

采样就是周期性地抽取连续信号，把连续的模拟信号A变为数字量D，每隔△T时间采样一次，△T称为采样周期，1/△T称为采样频率。

采样定理表述的内容为：

为了根据采样信号完全重现原来的信号，不产生频率混叠现象，采样频率

必须大于输入连续信号最高频率的2倍，即

，当N=12/周时，

；

。

12．若微机保护每周波采样16点时，它的采样率

为多少?

采样间隔

的长度为多少?

答：

若微机保护每周波采样16点时，则采样率

；采样间隔

。

13．微机保护采用每周波采样12点，请问微机保护能正确反映电流和电压的最高次谐波为多少次谐波?

答：

微机保护能正确反映的最高次谐波电流和电压为6次谐波（采样频率为

，根据采样定律，被采样信号所含最高频率成分为

，为6次谐波）。

14．电压频率变换器（VFC）型数据采集系统有哪些特点?

答：

1）电路简单。

2）积分特性本身具有一定的滤波作用；采用光电耦合器，使数据采集系统与CPU系统电气上完全隔离。

3）与CPU的接口简单，VFC的工作不需CPU控制。

4）多个CPU可共享一套VFC，且接口简单。

5）精度会受到电源波动的影响。

15．采样回路为电压频率变换模式的微机保护装置，为什么要在电压频率变换器（VFC）的输入回路中设置一个偏置电压?

答；因为VFC并不能反应输入电压的极性，加入偏置电压是为了将双极性的输入电压变为单极性。

16．如果VFC的最大工作频率为4MHz，那么，取多大的采样间隔

才能使其计数值相当于12位A/D转换精度?

答：

17．A/D转换的量化误差与位数的关系。

答：

若A/D的位数为n、A/D最大输入值为Umax，则量化误差为：

。

输出的数字量位数越多，转换出的数字量的舍入误差越小。

18．逐次逼近型A/D变换器的两个重要指标是什么?

答：

①A/D转换的分辨率（或称位数）；②A/D转换的转换速度。

19．10位的A/D交换器转换直流0～+10.24V电压，问分辨率为多少V?

答：

10.24/1024=0.01V。

20．A/D转换电路前的低通滤波器作用是什么?

答：

滤除模拟量中的高频分量，保证采样系统频率满足采样定理要求。

21.分析和评价算法的标准是什么?

答：

运算速度和精度，包括数据窗长度、滤波能力、受频率影响程度等。

22．微机保护中，“看门狗”的作用是什么?

答：

微机保护运行时，由于各种难以预测的原因导致CPU系统工作偏离正常程序设计的轨道，或者进入某个死循环时，由“看门狗”经一个事先设定的延时将CPU系统强行复位，重新拉入正常运行的轨道。

23．微机保护通常采用的对程序的自检方法有哪些?

答：

累加和校验，常用于在线实时自检。

循环冗余码（CRC）校验，用于确认程序版本。

24．简述微机保护中光电耦合器的作用。

答：

微机保护中光电耦合器常用于开关量信号的隔离，使其输入与输出之间电气上完全隔离，尤其是可以实现地电位的隔离，这可以有效地抑制共模干扰。

25．开关量输出电路的作用是什么?

答：

将动作信号、命令等转换为接点量输出。

26.开关量输入回路的作用是什么?

答：

将信号、接点等信息转换为保护可接受的数字量。

27．简述硬件电路对外引线的抗干扰基本措施。

答：

1）交流输入端子采用变换器隔离，一、二次线圈间有屏蔽层且屏蔽层可靠接地；2）开关量输入、输出端子采用光电耦合器隔离；3）直流电源采用逆变电源，高频变压器线圈间有屏蔽层；4）机箱和屏蔽层可靠接地。

28．根据国标规定，电力系统谐波要监测的最高次数为19次谐波。

一台录波装置要达到上述要求，从采样角度出发，每周波（指工频50Hz）至少需采样多少点?

答：

至少需采样38点（谐波频率为19×50=950Hz，根据采样定律，采样频率至少为

，采样点为

点）。

29．在对微机继电保护装置进行哪些工作时应停用整套保护?

答：

1）微机继电保护装置使用的交流电流、电压，开关量输入、输出回路上工作。

2）微机继电保护装置内部作业。

3）输入或修改定值。

30．何谓差模干扰、共模干扰?

它们的主要危害是什么?

答：

简单地说，差模干扰是指影响输入信号的干扰，共模干扰是指外引线对地之间的干扰。

差模干扰的主要危害是影响输入信号的大小，产生误差。

共模干扰的主要危害是影响逻辑功能，甚至使程序走乱、损坏芯片。

31．变电站二次回路干扰的种类，可以分为几种?

答：

1）50Hz干扰；2）高频干扰；3）雷电引起的干扰；4）控制回路产生的干扰；5）高能辐射设备引起的干扰。

32．请问保护装置或继电器抗干扰试验项目有哪些?

答：

1）抗高频干扰试验；2）抗辐射电磁干扰试验。

33．简述逐次逼近型A/D转换器的工作原理，它的两个重要指标是什么?

答：

逐次逼近型A/D转换器的原理可以用图1-16来说明。

转换一开始，控制器首先在数码设定器中设置一个数码，并经D/A转换为模拟电压U0，反馈到输入侧，使之与待转换的输入模拟电压U相比较，控制器根据比较器的输出结果重新给出数码设定器的输出，在反馈到输入侧与U进行比较，并根据比较结果重复上述做法，直到所设定的数码总值转换成的反馈电压U0与U尽可能地接近，使其误差小手所设定数码中可改变的最小值（一个单位的量化刻度），此时数码设定器中的数码输入值即为转换结果。

逐次逼近型，是指数码设定方式是从最高位到低位逐次设定每位的数码为“1”或“0”，并逐次将所设定的数码转换为基准电压（反馈电压）U0与待转换电压U相比较，从而确定各位数码应该是“1”还是“0”。

这种转换方式具体是这样工作的：

转换器启动后，首先将最高位（MSB）数码设定为“1”，即置数码为100．．．00，若U0U，则去掉“1”换成“0”；接着将第二高位置“1”，若此时的U0U，则去掉“1”换成“0”；以下类推，直到最低位（LSB）为止。

逐次逼近型A/D变换器的两个重要指标是：

（1）A/D转换的分辨率，A/D转换输出的数字量位数越多，分辨率越高，转换出的数字量的舍入误差越小。

。

（2）A/D转换的转换速度，微机保护对A/D转换的转换速度有一定要求，一般应小于25μs。

34．简述采样定理、采样，采样中断，采样率概念。

答：

采样定理的基本内容是，在一个数据采集系统中，如果被采样信号中所含最高频率成分的频率为

，则采样频率

，否则将造成频率混叠。

采样是指微机保护中，CPU通过模数转换器获得输入的电压、电流等模拟量（也可以含开关量输入）的过程。

采样中断，为CPU设置一个定时中断，这个中断时间一到，CPU就执行采样过程。

即启动MD转换，并读取A/D转换结果。

当采样周期为

时，采样率

。

35．为防止损坏芯片，在进行微机继电保护装置校验时应注意什么问题?

答：

（1）微机继电保护装置屏应有良好接地，接地电阻符合设计规定。

用使用交流电源的电子仪器测量电路参数时，电子仪器测量端子与电源应绝缘良好，仪器外壳应与保护屏在同一点接地。

（2）检验中不宜使用烙铁，如必须使用，应使用专用电烙铁，并将电烙铁与保护屏在同一点接地。

（3）用手接触芯片的管脚时，应有防止人身静电损坏集成电路芯片的措施。

（4）只有在断开直流电源后才能插、拔插件。

（5）拔芯片应用专用起拔器，插入芯片应注意芯片插入方向，插入芯片后应经第二人检验无误后，方可通电检验或使用。

（6）测量绝缘电阻时，应拔出装有集成电路芯片的插件（光耦及电源插座除外）。