电力系统微机继电保护答案.docx

内蒙古科技大学考试标准答案及评分标准

课程名称：电力系统微机继电保护 考试班级：电气04-1、2

考试时间：2007年1月8日15时00分至17时00分标准制订人：李子剑

一、 填空题（共10题，每题2分，共20分）

开关量输入/输出接口

2-fs=2fmax

时间窗

主程序软件

采样保持电路

周期检测

不为零

磁通饱和

频率混叠

复用

二、 问答题（共8题，每题10分，共80分）

微机保护中如何选择采样频率？

答案：

奈奎斯特采样定理：如果被采样信号为有限带宽的连续信号，其所含的最高频率成分为fmax；则采样频率fmax应不小于2fmax，原来的模拟信号就可以完全恢复而不会畸变。（4分）

画图说明造成频率混叠现象（图2分；说明2分）

假设被采样信号X中所含最高频率波形如图a所示，图b为T=T时采样得到的波形，为一直）流成分。图c为TT的采样波形，图d为某一陶期为T的低频波形，图e为T=05T的对图a的菜样波形，综合图c、图d、图e可知低频信号与高频信号发生了混叠。

设被采样信号的频率为

采样频率的选择是微机保护硬件设计中的一个关键问题，为此要综合考虑很多因素。因为采样频率越高，要求CPU的速度越高。微机保护是一个实时系统，数据采集系统每隔T便向CPU输入数据，CPU必须要来得及在采样间隔时间T内处理完对每一种采样值所必须作的运算和操作，否则CPU将跟不上实时节拍而无法工作。相反，采样频率过低，又不能真实反映被采样信号的情况。

（2分）

试述VFC变换器的工作原理

答案：

VFC型A/D转换器原理示意图（2分）

U+UR-UR

U

+U

R

-U

R

VFC型A/D转换器工作波形（2分）

_U

0

输出

工作过程：（6分）

将模拟电压U圆球积分器的输入端。当S]、S2打开时，输入积分器的电压只有U,则其输出电压樵与U成积分关系。1 2

U0=—Rc[udt

若U为直流电压，则U0沿负斜线AB下降，

当U达到规定电平U时，比较器A发生跳变，劈去控制逻辑在T时间内发出指令使S或S闭合，晶与U极性相反的U接入积分器，同时时钟脉冲开始计时，则在1T1时间内积分器对U和Ur之和进行积分。

U=U——pUdt--^pi（—U\t=U

0aRC0RC0Rp

由于选择UrU，所以积分曲线沿正斜线BC上升。

当积分时间达到T时积分电压为U，此时控制逻辑指令消失使S或S打

_ 1 … . P_^ . -.,1. 2

开，积分器重新恢复为只对输入电压U积分，但积分开始时已有输出电压U

0=U，此时有

P

U0=UP-Rc?Udt

积分曲线又沿负斜线CD下降，在T时间内U重新回到U，此时比较器A

2 . 0. A 2

发生跳变，启动控制逻辑，重复上述过程，如此反复。

数字滤波器的作用是什么？与模拟滤波器相比有哪些优点？

答案：

作用：通过数学运算和编制程序，由计算机执行该程序以实现滤波，最终取得所需的分量而去掉无用的分量。（5分）

优点（5分）：

1、不存在物理元件特性的差异，装置特性完全一致。

2、 灵活性高。要改变滤波器的性能只要改变程序中的算法或者某些滤波系数。

3、 可靠性高，稳定性好，不存在元件老化问题，滤波性能不受环境和温度的影响。

4、 提高保护的精度。数字滤波器和算法的有机结合可以极大限度地抑制各种对保护无用的分量。

5、 便于时分复用。采用数字滤波器不必每个通道装一个，采用时分复用，一套滤波系统可以完成各个数字的滤波任务。

什么是方向元件的保护死区？如何解决？

答案：

保护死区：由P=Uicos9可知功率的计算不但和电流、电压间的夹角9有关，而且和保护安装处电流、电压的大小有关。当保护安装处附近发生短路时，保护安装处母线电压将很小甚至为零，则功率P很小或为零，方向元件将失去判断的依据。一般把保护安装处附近这段使故障电压很小甚至为零的区域称为“保护死区”。（4分）

解决：将电压和电流按“90o接线”方式接入保护。（3分）

说明“90o接线”方式（2分）。

所谓“90o接线”方式，是指三相对称的情况下，当cos①二1时，加入保护的电流和电压相位差为90o。

采用这种接线后，当保护安装处附近发生两相相间短路时，至少有两相输入保护的电压中含有非故障相电压，而非故障相电压不会降低，所以输入保护的电压仍较高，这就消除了因输入电压过小而引起的保护死区。当保护安装处附近发生三相短路时，按90o接线输入电压均较小，但在故障前瞬间这些电压值仍较大，因此可以利用微机保护的记忆功能或移相功能来使输入电压的幅值增大而保持故障电压的相位特征，从而消除保护的死区。

“90。接线”图（1分）

WXB-11型微机保护装置有哪两类软件