微型继电保护1
一、简答题
1.微机保护中A/D的模拟量输入系统通常由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 答：微机保护中A/D的模拟量输入系统通常由电压形成、采样保持、多路开关及数模转换。
电压形成：将被测的输入量变成适合模数变换器工作的电压信号
采样保持：采样保持电路由模拟开关、存储元件和缓冲放大器A组成。在采样时刻，加到模拟开关上的数字信号为低电平，此时模拟开关被接通，使存储元件（通常是电容器）两端的电压UB随被采样信号UA变化。当采样间隔终止时，D变为高电平,模拟开关断开,UB则保持在断开瞬间的值不变。缓冲放大器的作用是放大采样信号，它在电路中的连接方式有两种基本类型：一种是将信号先放大再存储，另一是先存储再放大。对理想的采样保持电路，要求开关没有偏移并能随控制信号快速动作，断开的阻抗要无限大，同时还要求存储元件的电压能无延迟地跟踪模拟信号的电压，并可在任意长的时间内保持数值不变
多路开关：在多路数据传送过程中，能够根据需要将其中任意一路选出来。 数模转换：就是将离散的数字量转换为连接变化的模拟量.
2.微机保护模拟量输入系统为什么要加模拟低通滤波器？其截止频率应该如何选取？ 答：模拟低通滤波器将高频分量滤掉，这样就可以降低fs，从而降低对硬件提出的要求。低通滤波器是只让低于截至频率通过的滤波器继电保护常常采用普通的一阶（最高二阶的有源或无源）滤波器来限制接近工频分量的谐波信息混进来。 3.简述VFC型模数转换器的基本工作原理。
答：VFC型模数转换器是一个电路，由一个运放、一个零电压比较器、一个单稳触发器、一个电子开关及电阻电容组成。电流、电压信号经电压形成回路后，均变换成与输入信号成比例的电压量，经过VFC后，将模拟电压量变换为脉冲信号，该脉冲信号的频率与输入电压成正比，经快速光电耦合器隔离后，由计数器对脉冲进行计数，随后，微机按采样间隔Ts读取的计数值就与输入模拟量在Ts内积分成正比，达到了将模拟量转换为数字量的目的。
4.绘出微机保护的开关量输入回路和输出回路的典型电路图，简述电路的工作原理。 答：
工作原理：并行口B的输出口线驱动两路开出量电路，即CKJ1和CKJ2。例如，PB⋅7经过与非门后和PB⋅6组合，再经过7400与非门电路控制光电隔离芯片的输入，光电隔离的输出驱动三极管，开出电源+24V经告警继电器的常闭接点AXJ、光电隔离、三极管VT1、二极管VD1驱动出口继电器CKJ1。-24V电源经启动继电器的接点QDJ控制，增加了开出电路的可靠性。
正常运行时，由软件通过并行口发出闭锁开出电路的命令(即PB⋅7=1、PB⋅6=0、PB⋅5=0 )，从而光电隔离不导通，出口继电器均不动作。当线路发生故障后，启动继电器动作，
QDJ的接点闭合。经微机保护程序计算，如故障位于保护区内，则发出跳闸命令(即PB⋅7=0、PB⋅6=1)，从而光电隔离导通，三极管导通，24V电源经告警继电器的常闭接点、三极管、隔离二极管使出口继电器CKJ1动作。软件检查断路器跳闸成功后应收回跳闸命令。
在微机保护装置正常运行时，软件每隔一段时间对开出量电路进行一次检查。检查的方法是：通过并行口发出动作命令(即PB⋅7=0、PB⋅6=1)，然后从并行口的输入线读取状态，当该位为低电平时，说明开出电路正确，否则说明开出电路有断路情况，报告开出电路故障。如检查正确，则再发出闭锁命令(即PB⋅7=1、PB⋅6=0 )，然后从并行口的输入线读取状态，当该位为高电平时，说明开出电路正确，否则说明开出电路有短路情况，报告开出电路故障。
开关量输入电路
工作原理：当外部接点接通时，光电隔离导通，其集电极输出低电位；当外部接点断开，光电隔离不导通，其集电极输出高电位，读并行口该位的状态，即可知道外部接点的状态。 5. 简述半波积分算法的基本原理，写出计算公式。 答
二、相减（差分）滤波单元的差分方程为: y(n)=x(n)-x(n-k)
画出其频率响应曲线，导出可滤除的谐波次数m与步长K之间的关系。 三． 某数字滤波器的滤波方程为： y(n)=x(n)+x(n-1) 采样周期T=5/3（ms），试分析它能否滤除输入信号x（t）中，频率为300Hz的信号分量和直流信号。
四． 图说明时间函数的周期性、离散性与其频谱的周期性和离散性之间的关系。
答：任何时间函数（初等函数）都能通过（扑拓）傅里叶级数让其变成有规律的三角函数
的和。其规律在于sin(nt)中间的参数n.这个参数就是频率。频谱不具有周期性。在频率轴上他是离散的逐渐减小的直线分布。 综上分析可知：
时间函数周期t的倒数的正整数倍就是频谱的定义域。频谱一定是离散的。时间函数则不一定，2者没有必然的逻辑关系
微型继电保护2
一、 简答题
1.简述微机保护的现状和发展的趋势。
答：我国的微机保护研究起步于20世纪70年代末期、80年代初期,尽管起步晚,但是由于我国继电保护工作者的努力,进展却很快。特别是输电线路微机保护已达到了大量实用的程度。我国对计算机继电保护的研究过程中,高等院校和科研院所起着先导的作用。从上世纪九十年代开始不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色，为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。我国继电保护进入了微机时代。随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果，并且应用于实际之中。微机保护有许多优点，其主要特点如下：
a）改善和提高继电保护的动作特征和性能，动作正确率高；b）可以方便地扩充其他辅助功能；c）工艺结构条件优越；d）可靠性容易提高；e）使用灵活方便，人机界面越来越友好。其维护调试也更方便；f）可以进行远方监控。微机保护装置具有串行通信功能，与变电所微机监控系统的通信联络使微机保护具有远方监控特性。
继电保护技术发展趋势向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。随着计算机技术的飞速发展及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用，新的控制原理和方法被不断应用于计算机继电保护中，以期取得更好的效果，从而使微机继电保护的研究向更高的层次发展，出现了一些引人注目的新趋势。
2.微机保护中A/D的模拟量输入系统通常由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 答：微机保护的数据采集系统通常由电压形成、采样保持、多路开关及数模转换组成。 电压形成：将被测的输入量变成适合模数变换器工作的电压信号
采样保持：采样保持电路由模拟开关、存储元件和缓冲放大器A组成。在采样时刻，加到模拟开关上的数字信号为低电平，此时模拟开关被接通，使存储元件（通常是电容器）两端的电压UB随被采样信号UA变化。当采样间隔终止时，D变为高电平,模拟开关断开,UB则保持在断开瞬间的值不变。缓冲放大器的作用是放大采样信号，它在电路中的连接方式有两种基本类型：一种是将信号先放大再存储，另一是先存储再放大。对理想的采样保持电路，要求开关没有偏移并能随控制信号快速动作，断开的阻抗要无限大，同时还要求存储元件的电压能无延迟地跟踪模拟信号的电压，并可在任意长的时间内保持数值不变
多路开关：在多路数据传送过程中，能够根据需要将其中任意一路选出来。 数模转换：就是将离散的数字量转换为连接变化的模拟量.
3.微机保护模拟量输入系统为什么要加模拟低通滤波器？其截止频率应该如何选
取？ 答：模拟低通滤波器将高频分量滤掉，这样就可以降低fs，从而降低对硬件提出的
要求。低通滤波器是只让低于截至频率通过的滤波器继电保护常常采用普通的一阶（最高二阶的有源或无源）滤波器来限制接近工频分量的谐波信息混进来
4.简述VFC型模数转换器的基本工作原理。
答：VFC型模数转换器是一个电路，由一个运放、一个零电压比较器、一个单稳触发器、一个电子开关及电阻电容组成。电流、电压信号经电压形成回路后，均变换成与输入信号成比例的电压量，经过VFC后，将模拟电压量变换为脉冲信号，该脉冲信号的频率与输入电压成正比，经快速光电耦合器隔离后，由计数器对脉冲进行计数，随后，微机按采样间隔Ts读取的计数值就与输入模拟量在Ts内积分成正比，达到了将模拟量转换为数字量的目的。
5.绘出微机保护的开关量输入回路和输出回路的典型电路图，简述电路的工作原理。 答：
工作原理：并行口B的输出口线驱动两路开出量电路，即CKJ1和CKJ2。例如，PB⋅7经过与非门后和PB⋅6组合，再经过7400与非门电路控制光电隔离芯片的输入，光电隔离的输出驱动三极管，开出电源+24V经告警继电器的常闭接点AXJ、光电隔离、三极管VT1、二极管VD1驱动出口继电器CKJ1。-24V电源经启动继电器的接点QDJ控制，增加了开出电路的可靠性。
正常运行时，由软件通过并行口发出闭锁开出电路的命令(即PB⋅7=1、PB⋅6=0、PB⋅5=0 )，从而光电隔离不导通，出口继电器均不动作。当线路发生故障后，启动继电器动作，QDJ的接点闭合。经微机保护程序计算，如故障位于保护区内，则发出跳闸命令(即PB⋅7=0、PB⋅6=1)，从而光电隔离导通，三极管导通，24V电源经告警继电器的常闭接点、三极管、隔离二极管使出口继电器CKJ1动作。软件检查断路器跳闸成功后应收回跳闸命令。
在微机保护装置正常运行时，软件每隔一段时间对开出量电路进行一次检查。检查的方法是：通过并行口发出动作命令(即PB⋅7=0、PB⋅6=1)，然后从并行口的输入线读取状态，当该位为低电平时，说明开出电路正确，否则说明开出电路有断路情况，报告开出电路故障。如检查正确，则再发出闭锁命令(即PB⋅7=1、PB⋅6=0 )，然后从并行口的输入线读取状态，当该位为高电平时，说明开出电路正确，否则说明开出电路有短路情况，报告开出电路故障。
开关量输入电路
工作原理：当外部接点接通时，光电隔离导通，其集电极输出低电位；当外部接点断开，光电隔离不导通，其集电极输出高电位，读并行口该位的状态，即可知道外部接点的状态。
6.数字滤波器有什么特点？
答：数字滤波器具有高精度、高可靠性、可程控改变特性或复用、便于集成等优点
二、 相减（差分）滤波单元的差分方程为: y(n)=x(n)-x(n-k)
画出其频率响应曲线，导出可滤除的谐波次数m与步长K之间的关系。 三．假设某连续时间函数x(t)的频谱函数X(f)如下图所示：
现利用采样频率fs对x(t)采样，分别按fs>2fc、fs=2fc和fs<2fc三种情况，绘出采样后的离散信 X -fc fc f
号x(nTs)的频谱X*(f)。
三、 说明用程序查询方式实现数据采集系统与CPU接口的原理。
微型继电保护3
一、简答题
1.与传统继电保护相比，微机保护具有哪些突出特点？ 答：，其主要特点如下：
高可靠性，高选择性，高灵敏度
a）改善和提高继电保护的动作特征和性能，动作正确率高；b）可以方便地扩充其他辅助功能；c）工艺结构条件优越；d）可靠性容易提高；e）使用灵活方便，人机界面越来越友好。其维护调试也更方便；f）可以进行远方监控。微机保护装置具有串行通信功能，与变电所微机监控系统的通信联络使微机保护具有远方监控特性。
2.微机保护的数据采集系统通常由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 答：微机保护的数据采集系统通常由电压形成、采样保持、多路开关及数模转换组成。 电压形成：将被测的输入量变成适合模数变换器工作的电压信号
采样保持：采样保持电路由模拟开关、存储元件和缓冲放大器A组成。在采样时刻，加到模拟开关上的数字信号为低电平，此时模拟开关被接通，使存储元件（通常是电容器）两端的电压UB随被采样信号UA变化。当采样间隔终止时，D变为高电平,模拟开关断开,UB则保持在断开瞬间的值不变。缓冲放大器的作用是放大采样信号，它在电路中的连接方式有两种基本类型：一种是将信号先放大再存储，另一是先存储再放大。对理想的采样保持电路，要求开关没有偏移并能随控制信号快速动作，断开的阻抗要无限大，同时还要求存储元件的电压能无延迟地跟踪模拟信号的电压，并可在任意长的时间内保持数值不变
多路开关：在多路数据传送过程中，能够根据需要将其中任意一路选出来。 数模转换：就是将离散的数字量转换为连接变化的模拟量.
3.微机保护中常用的A/D转换器有哪些类型？它们的基本工作原理是什么？ 答：
4. 绘出微机保护的开关量输入回路和输出回路的典型电路图，说明电路中各部分的作用。
答：
开关量输出电路图
工作原理：并行口B的输出口线驱动两路开出量电路，即CKJ1和CKJ2。例如，PB⋅7经过与非门后和PB⋅6组合，再经过7400与非门电路控制光电隔离芯片的输入，光电隔离的输出驱动三极管，开出电源+24V经告警继电器的常闭接点AXJ、光电隔离、三极管VT1、二极管VD1驱动出口继电器CKJ1。-24V电源经启动继电器的接点QDJ控制，增加了开出电路的可靠性。
正常运行时，由软件通过并行口发出闭锁开出电路的命令(即PB⋅7=1、PB⋅6=0、PB⋅5=0 )，从而光电隔离不导通，出口继电器均不动作。当线路发生故障后，启动继电器动作，QDJ的接点闭合。经微机保护程序计算，如故障位于保护区内，则发出跳闸命令(即PB⋅7=0、PB⋅6=1)，从而光电隔离导通，三极管导通，24V电源经告警继电器的常闭接点、三极管、隔离二极管使出口继电器CKJ1动作。软件检查断路器跳闸成功后应收回跳闸命令。
在微机保护装置正常运行时，软件每隔一段时间对开出量电路进行一次检查。检查的方法是：通过并行口发出动作命令(即PB⋅7=0、PB⋅6=1)，然后从并行口的输入线读取状态，当该位为低电平时，说明开出电路正确，否则说明开出电路有断路情况，报告开出电路故障。如检查正确，则再发出闭锁命令(即PB⋅7=1、PB⋅6=0 )，然后从并行口的输入线读取状态，当该位为高电平时，说明开出电路正确，否则说明开出电路有短路情况，报告开出电路故障。
开关量输入电路
工作原理：当外部接点接通时，光电隔离导通，其集电极输出低电位；当外部接点断开，光电隔离不导通，其集电极输出高电位，读并行口该位的状态，即可知道外部接点的状态 5.与模拟滤波器相比，数字滤波器主要有哪些优点？
答：数字滤波器具有高精度、高可靠性、可程控改变特性或复用、便于集成等优点。
6.微机保护基于正弦函数模型的算法有哪些？各有什么优缺点？
答：半周积分算法：由于进行的是积分算法，故具有滤波功能，对高频分量有抑制作用，但不能抑制支流分量，计算工作量不大； 采样值和导数算法：
正弦曲线拟合算法：
二、相减（差分）滤波单元的差分方程为: y(n)=x(n)-x(n-k)
导出可滤除的谐波次数m与步长K之间的关系。设每工频周期的采样点数为N=12，若
要滤除直流分量、三次谐波和六次谐波，k该取多少？
三、设有一微机保护系统，其采样频率为600Hz，若要完全滤除其输入信号中的三次和五次
谐波，并使基波得到放大，试在Z平面上确定出零点和极点的位置（用图示出）。
四、已知傅氏算法实虚部的计算公式分别为：
设N=12，试导出计算基波和五次谐波电压实部和虚部的具体计算公式。
2N2URnukcosnkNN1N2K2UInuksinnkNK1N
五、设一输电线路的参数可以用电阻和电感来表示，如图所示
试分别用微分方程算法和积分方程算法导出R、L的计算式。
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