2025年电力系统微机继电保护自考试题及答案

電力系统微机继電保护1.微机保护的硬件系统由哪几部分构成?并就各部分的功能、构成進行描述？（10分）答案：微机保护是由一台计算机和對应的软件（程序）来实現多种复杂功能的继電保护装置。微机保护的特性重要是由软件决定的，具有较大的灵活性，不一样原理的保护可以采用通用的硬件。

微机保护包括硬件和软件两大部分。硬件一般包括如下三大部分：

(1)模拟量输入系统(或称数据采集系统)，包括電压形成、模拟滤波、采样保持、多路转换以及模数转换等功能，完毕将模拟输入显精确地转换為所需的数字量。

(2)CPU主系统，包括微处理器(MPU)、只讀存储器(EPROM)、随机存取存储器(RAM)以及定期器等。MPU执行寄存在EPROM中的程序，對由数据采集系统输入至RAM区的原始数据進行分析处理，以完毕多种继電保护的功能。

(3)開关量(或数字量)输入/输出系统，由若干并行接口适配器、光電隔离器件及有触點的中间继電器等构成，以完毕多种保护的出口跳闸、信号警报、外部触點输入及人机對话等功能。

微机保护软件是根据继電保护的需要而编制的计算机程序2.解释逐次迫近型A/D转换器的工作原理，参照逐次迫近中二分搜索法原理，设计一种16位無符号数開平方的算法？（10分）答案：逐次迫近ADC包括n位逐次比较型A/D转换器如下图所示。它由控制逻辑電路、時序产生器、移位寄存器、D/A转换器及電压比较器构成。其转换過程中的逐次迫近就是按照對分比较或者對分搜索的原理進行的。其信号转换的工作原理如下：在启動信号控制下，首先置数控制逻辑給逐次迫近寄存器最高位Dn-1置1，其他位都清0。寄存器的這個内容，通過DAC转换成模拟量Vc，约為满量程電压的二分之一，与输入的模拟量Vx進行比较，由電压比较器输出成果。假如Vx≥Vc，则電压比较器输出0，同步阐明寄存器中的数字量偏小，应當保留Dn-1=1；相反，假如Vx<Vc，则電压比较器输出為1，同步阐明寄存器中的数字量偏大，应當修改為Dn-1=0；然後，再由置数控制逻辑把逐次迫近寄存器的下一位置1，進行同样的转换和比较，并且根据比较成果决定這一位的保留与否。這样的转换和比较過程供進行n次，一直到最低位D0确定是1或是0。最终，逐次迫近寄存器的所有位均以确定，转换過程就算完毕了。這時，转换完毕(DONE)信号和锁存容許(LE)信号同步送出有效電平，LE信号将转换成果锁存到输出锁存器；DONE信号用于向CPU申明，锁存器中已經准备好了转换後的数字量成果，供CPU讀取。CPU可以送来一种输出使能(OE)脉冲，将数字量從输出锁存器中取走。16位無符号数開平方的算法：16位数開平方得到一种8位無符号数，先让该八位数的最高位為1，平方後与16位数比较确定最高位与否為1，然後将次高位為1，平方後与16為数比较确定次高位為1或為零，按照這個措施确定8位数的每一位。3.VFC型转换器有哪些長处。VFC的幅频特性有何特點，与VFC的哪些長处相對应。（10）答案：（1）工作稳定、线性好，精度高，電路简朴（2）抗干扰能力强（3）与CPU接口简朴（4）可以很以便的实現多CPU共享一套VFC变换装置。4.微机保护中的開关量输入、输出回路怎样构成？出口回路為何要设置一种启動继電器以及出口继電器正電源要由报警继電器的長闭接點闭锁。（10分）答案：答案為書本21页图1-20和1-215.微机保护可以针對自身元件進行自動检测，請就微机保护中各类元件的自動检测措施進行简介。（10分）答案：自動检测是指對装置的内部各元件与否有损壞或故障的检测。在微机保护中采用自動检测软件程序来实現對各元件自動检测。检测分為即時检测和周期检测。按检测對象不一样分為元器件检测和成组功能检测。元器件检测是指:ROM、RAM、A/D转换器，接口芯片，多种定值输入電路等元器件检测。成组功能检测:运用模拟系统发生故障的模拟程序和数据处理，判断装置内部与否存在缺陷。可讀写存储器RAM自检:對装置RAM区的每一种地址，可以循环地進行自動检测。通過對该RAM地址写入全“0”即00H和全“1”即FFH检测其与否良好。应當注意對于某些寄存重要標志字的RAM地址的检测不容許被中断，必须在最高优先权级的中断服务程序中進行。2.只讀存储器EPROM(EEPROM)自检:為了检测固化中的数码（程序的指令）与否变化，一种最简朴的也是常用的措施是累加求和自检。即将EPROM中寄存的所有数码字节（或双字节）累加，舍去累加過程中溢出的部分，保留累加成果的一种字节（或双字节）的和数同预先寄存在EPROM中某地址的已知的和数進行比较，以判断固化的内容与否变化開关量输入通道自检:對開关量输入通道的检测重要是指對各光電耦合器件及传送開关量的并行接口的检测。首先在保护整定好後的各開入量状态（0或1）构成一种“字节”或“字”，作為對的的開入量状态字存入RAM中。在自检時，扫描開入量各位，得到目前的開入量状态字，与RAM中的已存储的對的状态校對，假如不一致，表达開入量受干扰或人员误碰发生了变化，应當报警。4.開关量输出回路自检:自检的原理运用了继電器K的吸和時间遠不小于電子電路的反应時间這一特點。對開关量输出回路進行自检時可以用软件通過并行接口传送一种继電器動作命令，使光耦合器件G1的光敏三极管导通，然後CPU通過并行接口2监视光耦合器件G2与否导通，假如此開关量输出通道正常，G2应很快导通，CPU检测到G2导通後立即撤回從并行口1送出的驱動命令。由于這一過程极短，仅几种微妙，继電器K不會吸合。假如此開关量输出通道有元件损壞，则CPU通過预定的時间收不到G2导通的信号，也应立即撤回驱動命令并发出警报。6.給出距离保护的振荡闭锁逻辑框图和工作原理（15分）答案：P100-1027.解释突变量電流算法与选相元件算法（15分）答案：P47-498.從個人理解的角度比较傅氏算法和半周积分法。（10分）答案：（1）半周积分算法的根据是：即正弦函数半周积分与其幅值成正比。式中的积分可以用梯形法则近似求出：式中uk——第K次采样值;N——一周期T内的采样點数;u0——k＝0時的采样值;uN/2——k＝N/2時的采样值。求出积分值S後，可求得幅值。這种算法具有如下的特點：数据窗長度為半個周期2）具有滤波功能，對高频分量有克制作用，但不能克制直流分量3）精度和采样频率有关，频率越高，误差越小，精度越高4）计算量小傅裏叶算法自身具有滤波作用，在计算基频分量時，能克制恒定直流和消除各整多次谐波，但對衰減的直流分量将导致基频（或其他倍频）