2025年电力系统微机继保真题解析与答案汇编

电力系统微机继电保护

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、

构成进行描述？(10分)

答案：微机保护是由一台计算机和对应的软件(程序)来

实现多种复杂功能的继电保护装置。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)，包括电压形成、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为所需的数字量。

(2)CPU主系统，包括微处理器(MPU)、只读存储器

(EPROM).随机存取存储器(RAM)以及定期器等。MPU执

行寄存在EPROM中的程序对由数据采集系统输入至RAM

区的原始数据进行分析处理，以完毕多种继电保护的功能。

(3)开关量(或数字量)输入/输出系统，由若干并行接口适配

器、光电隔离器件及有触点的中间继电器等构成，以完毕多

种保护的出口跳闸、信号警报、外部触点输入及人机对话等

功能。

微机保护软件是根据继电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位无符号数开平方的算法？

（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。它由控制逻辑电路、时序产生器、移位寄存器、D/A

转换器及电压比较器构成。

其转换过程中的逐次迫近就是按照对分比较或者对分搜索

的原理进行的。其信号转换的工作原理如下：在启动信号控

制下，首先置数控制逻辑给逐次迫近寄存器最高位Dn-1置

1,其他位都清0o寄存器的这个内容，通过DAC转换成模

拟量Vc,约为满量程电压的二分之一，与输入的模拟量Vx

进行比较，由电压比较器输出成果。假如Vx>Vc,则电压比

较器输出0，同步阐明寄存器中的数字量偏小，应当保留Dn-

1=1；相反，假如Vx<Vc，则电压比较器输出为1,同步阐

明寄存器中的数字量偏大，应当修改为Dn-1=0;然后，再

由置数控制逻辑把逐次迫近寄存器的下一位置1，进行同样

的转换和比较，并且根据比较成果决定这一位的保留与否。

这样的转换和比较过程供进行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

换过程就算完毕了。这时，转换完毕(DONE)信号和锁存容

许(LE)信号同步送出有效电平，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，锁存器中已经准

备好了转换后的数字量成果，供CPU读取。CPU可以送来

一种输出使能(OE)脉冲，将数字量从输出锁存器中取走。

16位无符号数开平方的算法：16位数开平方得到一种8位

无符号数，先让该八位数的最高位为1，平方后与16位数比

较确定最高位与否为1,然后将次高位为1,平方后与16为

数比较确定次高位为1或为零，按照这个措施确定8位数的

每一位。

3.VFC型转换器有哪些长处。VFC的幅频特性有何特点，与

VFC的哪些长处相对应。(10)

答案：(1)工作稳定、线性好，精度高，电路简朴

(2)抗干扰能力强

(3)与CPU接口简朴

(4)可以很以便的实现多CPU共享一套VFC变

换装置。

4.微机保护中的开关量输入、输出回路怎样构成？出口回路

为何要设置一种启动继电器以及出口继电器正电源要由报

警继电器的长闭接点闭锁。(10分)

答案：答案为书本21页图1-20和1-21

5.微机保护可以针对自身元件进行自动检测，请就微机保护

中各类元件的自动检测措施进行简介。（10分）

答案：自动检测是指对装置的内部各元件与否有损坏或故

障的检测。在微机保护中采用自动检测软件程序来实现对各

元件自动检测。

检测分为即时检测和周期检测。按检测对象不一样分

为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，多种定值输入电路等元器件

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。

1.可读写存储器RAM自检：对装置RAM区的每一种地址,

可以循环地进行自动检测。通过对该RAM地址写入全“0”即

00H和全“1”即FFH检测其与否良好。应当注意对于某些寄

存重要标志字的RAM地址的检测不容许被中断，必须在最

高优先权级的中断服务程序中进行。

2.只读存储器EPROM（EEPROM）自检：为了检测固化中的

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，舍去累加过程中溢出的部分，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

地址的已知的和数进行比较，以判断固化的内容与否变化

3.开关量输入通道自检：对开关量输入通道的检测重要是指

对各光电耦合器件及传送开关量的并行接口的检测。首先在

保护整定好后的各开入量状态（0或1）构成一种“字节”或

“字”，作为对的的开入量状态字存入RAM中。在自检时，扫

描开入量各位，得到目前的开入量状态字，与RAM中的已

存储的对的状态校对，假如不一致，表达开入量受干扰或人

员误碰发生了变化，应当报警。

4.开关量输出回路自检：自检的原理运用了继电器K的吸

和时间远不小于电子电路的反应时间这一特点。对开关量输

出回路进行自检时可以用软件通过并行接口传送一种继电

器动作命令使光耦合器件G1的光敏三极管导通然后CPU

通过并行接口2监视光耦合器件G2与否导通，假如此开关

量输出通道正常，G2应很快导通，CPU检测到G2导通后

立即撤回从并行口1送出的驱动命令。由于这一过程极短，

仅几种微妙，继电器K不会吸合。假如此开关量输出通道有

元件损坏，则CPU通过预定的时间收不到G2导通的信号，

也应立即撤回驱动命令并发出警报。

6.给出距离保护的振荡闭锁逻辑框图和工作原理（15分）

答案：P100-102

7•解释突变量电流算法与选相元件算法（15分）

答案：P47-49

8.从个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：

S=「U„.sincotdt=--cos^rlj=—U=—U

Jo①10COm71m

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内的采样点数；

S4张/批N/2-1为I时J的茅糕簿；

/k=lZ

uN/2——k=N/2时的采样值。

求出积分值S后，可求得幅值。

这种算法具有如下的特点：

1）数据窗长度为半个周期

2）具有滤波功能，对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

（2）傅里叶算法自身具有滤波作用，在计算基频分量时，能

克制恒定直流和