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。fS 》 2 fmax 3、 模数转换器逐次逼近法原理: 并行接口的PB15~PB0用PA0作输出,有微数字量并微型机通过该口行PB15usc型16位口机往16为A/D转-D/APB0换器试探性地比较器送数。每送一+次数,微型机模拟量输入usr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?nTs??2Isin??nTs??0I???n2Ts?n1Ts???2i1?i?n1Ts??2Isin??n1Ts??0I??2Isin?1I??????i2?i?n2Ts??2Isin??n1Ts??0I???2Isin??1I???2Icos?1I2?2???22I2?i12?i2tg?1I?i1i222U2?u12?u2 tg?1u?u1u22Uu12?u2Z??2Ii12?i2?z??1U??1I?tg?1???u1??1?i1????tg??i??u?2??2?
??Ucos??jUsin?U1U1U??Icos??jIsin?I1I1I??1?u?ju?U212??1?i?ji?I212?u?juU1?2?i?jiI21X?u1i2?u2i12i12?i2R?u1i1?u2i22i12?i2
(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+ 3Z-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)
H?Z??H3?Z?H5?Z??1?3Z?1?2Z?2?3Z?3?Z?4
y?n??x?n??3x?n?1??2x?n?2??3x?n?3??2x?n?4?
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
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Ts=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fVFC=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UR,求数字输入B1B2B3B4=1000时对应的
输出电压usc。
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fS与信号最高频率fmax的关系为: fS 》 2 fmax 。
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 )
H(f)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
-fs-fs/2fs/2fsf1、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f0,谐波大小以有限值表示。 四、计算
,2,3,4,5},x2(n)?{1111,,,},求它们的卷积。1、已知两个有限序列为:x1(n)?{1(参考公
式2-34)
解:y(n)??1,3,6,10,14,12,9,5?
2、某系统的单位冲激响应为h(n)??(n)?2?(n?1)?5?(n?2),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
X(ej?TS)?n????h(nT)eS??j?nTS?1?e?j?0TS?2e?j?1TS?5e?j?2TS ?1?2e?j?TS?5e?j2?TS3、设TS=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H0(Z)?1?Z?1,滤去3次谐波的因子为,
H3(Z)?1?Z?2,所以传递函数为
H(Z)?H0(Z)H3(Z)?(1?Z?1)(1?Z?2)?1?Z?1?Z?2?Z?3对应差分方程为
y(n)?x(n)?x(n?1)?x(n?2)?x(n?3)
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。
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