微机继电保护复习要点总结(华电)

微机保护复习重点：

1、微机保护的特点：维护调试方便，可靠性高，易于获得附加功能，灵活性高，保护性能得到了很好的改善。

2、采样定理及其要求：

采用低通滤波器，可以消除频率混叠问题，从而降低采样频率；次奥出频率混叠后，采样频率的选择基本取决于保护的原理和算法。f S 》 2 f max

3、 模数转换器逐次逼近法原理：

并行接口的

PB15~PB0用作输出，有微型机通过该口往16为A/D 转换器试探性地送数。每送一次数，微型机通过读取并行

口的PA0（作为输入）的状态（0或1）来观察试送的16位数位相对于模拟输入量是偏大还是偏小。如果偏大，即D/A 转换器的输出Usc 大于待转换的模拟输入电压，则比较器输出0，否则为1.通过软件的方法如此不断地修正送往D/A 转换器的16位二进制数，直到找到最近的二进制数值，这个二进制数就是A/D 转换器的转换结果。

4、 两点乘积算法：

假定原始数据为纯正弦量的理想采样值

()()

I s s nT I nT i 0sin 2αω+=

()2

12π

ω=-s s T n T n ()()I

I s s I T n I T n i i 10111sin 2sin 2ααω=+==()I I I s s I I T n I T n i i 110122cos 22sin 22sin 2απαπαω=??? ?

?+=??? ??++==222122i i I +=2

1

1i i tg I =α2

1

122212 2u u tg u u U u =+=α22

212221i i u u I U Z ++==???? ??-???? ??=-=--21121111i i tg u u tg I U z ααα并行口PA 0PB 15PB 016位D/A 模拟量输入u sr -+比较器u sc 数字量微型机

（导数法差不多，看书）

5、 零极点法设计数字滤波器

例：设Ts=5/3ms(即N=12)，用零点设计法设计出能同时滤除3次和5次谐波分量的数字滤波器传递函数

解: (1)滤3次的因子H3(Z)=1+Z-2

(2)滤5次的因子H5(Z)=1+ Z-1+Z-2

（这个通过书上（2-54）可以推出来，考试不给直接H （z ）的） ()()()4321533231----++++==Z Z Z Z Z H Z H Z H

()()()()()()42332213-+-+-+-+=n x n x n x n x n x n y

6、 软件上提高保护可靠性的措施

1> 抗干扰措施 （1）对输入采样的抗干扰纠错，利用默写输入量之间错在的规

律（2）运算过程的校核纠偏：复算，或数据窗移位或复算（3）出口的闭锁：不允许一条指令就出口；中间加入核对程序（4）程序出格的自恢复。

2> 希望能够做到内部任意原件损坏时都不会引起误动，并能立即自动检测出并

发出警报。.

7、网络化硬件结构的优点

– 模块之间的连接简单、方便

– 可靠性高、抗干扰能力强

– 扩展性好

– 升级方便

– 便于实现出口逻辑的灵活配置

– 降低了对微型机或微控制器并行口的数量要求

每章的基础性题目

绪论题目

22

212211i i i u i u R ++=22211

221i i i u i u X +-=1

212ji i ju u I U ++= ()1221ju u U += ()122

1ji i I += U

U jU U U 11sin cos αα+= I

I jI I I 11sin cos αα+= 3

1、什么是微机继电保护？

答：微机继电保护就是，利用微机来反映电力系统故障或不正常的运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动化装置。

2、电力系统对继电保护的要求有哪些？

答：选择性，速动性、灵敏性、可靠性。

3、微机保护相对于传统继电器保护有哪些优点？

答：1）维护调试方便

2）可靠性高

3）易于获得附加功能

4）灵活性大

5）保护性能得到很好的改善

第一章题目

一、填空题

1.某工频信号的数据采集系统，其采样间隔为T s=5/3ms，则其采样频率是600hz ，一

个采样间隔相当于电角度30 ，每个周波有12 个采样点。

2.一个8位的逐次逼近型模数转换器，采用二分搜索法，需要比较8 次后方可确定输

出值。

3.模数转换器的溢出现象有两种，一种是平顶溢出，其危害不大，可以通过数字

滤波方法对它做出一些修正；另一种是清零溢出，这种溢出对微机保护的危害是致命的，必须避免。

4.微机保护选择AD时主要考虑两个指标，转换时间和转换精度。

5.电压频率转换器（VFC）输出的脉冲信号的频率和输入电压成正比，而对脉冲

的计数值和输入模拟量在Ts内的积分成正比。

6.VFC 的分辨率取决于两个因素：一是最高频率；二是采样间隔和积分间

隔的大小。

7.某VFC数据采集系统，最高频率f VFC=4MHz，采样间隔Ts=5/3ms，积分间隔数N=1，

则其最大输出数字量为6667 ，其分辨率相当于12.7 位的AD转换器。

二、问答

1.简述积分间隔对VFC型数据采集系统的影响。

答：积分间隔越大，VFC的精度越高；但作为低通滤波器，积分间隔越大，截止频率越低。

三、计算

1.如图所示的4位模数转换电路，参考电压为U R，求数字输入B1B2B3B4=1000时对应的

输出电压u sc。

第二章题目

一、填空

1、根据采样定理，要使信号采样后能够不失真还原，采样频率f S 与信号最高频率f max 的关系为： f S 》 2 f max 。

2、线性时不变系统的单位冲激响应为h (n )，输入为x (n )，则输出y (n )= h (n )*x(n) 。

3、提高FIR 滤波器频率选择性的主要方法是： 增加窗口长度 ；减小滤波器旁瓣波纹的主要方法是： 采用圆滑的时函窗口 。

二、选择

1、如图所示的滤波器幅频特性曲线，可以确定该滤波器类型为（B ）

A 、低通滤波器

B 、高通滤波器

C 、带通滤波器

D 、带阻滤波器

三、简答 1、与模拟滤波器相比，数字滤波器有哪些优点。

答：一致性好；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；不存在阻抗匹配的问题；灵活性好；精度高。

2、周期函数的傅氏变换和傅氏级数的主要差别。

答：周期函数傅氏变换定义在连续域，各次谐波对应频率上出现冲激，谐波的大小用冲激强度来表示；而周期函数傅氏级数定义在离散域，间隔为基频f 0，谐波大小以有限值表示。

四、计算

1、已知两个有限序列为：1(){12345}x n =，，，，，2(){1111}x n =，，，，求它们的卷积。（参考公

式2-34）

解：{}()1,3,6,10,14,12,9,5y n =

2、某系统的单位冲激响应为()()2(1)5(2)h n n n n δδδ=+-+-，求该系统的频率特性。 解：系统的频率特性即为单位冲激响应的傅氏变换

f s f s /2-f s /2-f s H (f )f

S S

S S S S S

j j S j 0j 1j 2j j2()()e 1e 2e 5e 12e 5e T nT n T T T T T X e h nT ωωωωωωω∞-=-∞-----=

=?++=++∑

3、设T S =3/5ms （即N =12)，用零点法设计出能同时滤除直流和3次谐波分量的FIR 滤波器的差分方程。

解：解：查表可得滤去直流的因子为10()1H Z Z -=-，滤去3次谐波的因子为，23()1H Z Z -=+，所以传递函数为

0312123

()

()()

(1)(1)

1H Z H Z H Z Z Z Z Z Z -----==-+=-+-

对应差分方程为 ()()(1)(2)(3)y n x n x n x n x n =--+---

第三章保护算法

1、基于理想正弦量的算法有：两点乘积算法、导数法和半周积分算法，其中数据窗口最短的是导数法，能够消除高频分量的是半周积分算法。

2、傅氏级数算法的基本原理，与两点乘积算法和导数法相比，它有哪些优点。

答：傅氏算法同时利用两个对基频信号的相移相差90o的数字滤波器，不需要再等5ms ，就可以实现两点乘积算法，与两点乘积相比能缩短延时，又避免了导数法对滤波器特性和采样频率要求高的缺点。

3、简述R-L 模型算法的优缺点。

答： R-L 模型算法的优点是可以不必滤除非周期分量，只需使用低通滤波器，算法的总时窗很短，响应速度快，不受电网频率变化的影响。它存在的缺点是由于滤波器使用的是低通滤波器，获得快速响应的同时，频率特性会变差，导致信号中噪声成分比较大从而影响算法精度。

另外还要重点看一下选相法

第四章题目

1、微机因受到干扰发生读取指令出错，背离程序设计流程的现象称为程序出格。

2、微机保护装置的外部干扰分为共模干扰和差模干扰。

3、对于如图所示的跳闸出口回路，跳闸条件是什么？设计跳闸子程序流程图，注意防止程序出格风险。

答：跳闸跳闸PB0=0，PB1=1。程序流程如图所示。

第五章题目

1、微机保护的程序结构主要有：顺序结构、切换结构和混合结构。

2、在电流保护的终端服务程序中，如何实现Ⅱ段电流的延时动作。

答：可以在中断服务程序中设置一个计数单元，每次进入后进行加1操作，达到设定的延时后断路器动作跳闸。