電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)

1.微機(jī)保護(hù)日勺硬件系統(tǒng)由哪幾部分構(gòu)成？并就各部分H勺功

能、構(gòu)成進(jìn)行描述？（10分）

答案：微機(jī)保護(hù)是由一臺計(jì)算機(jī)和對應(yīng)時(shí)軟件（程序）來

實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜功能的繼電保護(hù)裝置。微機(jī)保護(hù)H勺特性重要是

由軟件決定的，具有較大的靈活性，不一樣原理的保護(hù)可

以采用通用的硬件。

微機(jī)保護(hù)包括硬件和軟件兩大部分。硬件一般包括如下三大

部分：

（1）模擬量輸入系統(tǒng)（或稱數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)），包括電壓形成、

模擬濾波、采樣保持、多路轉(zhuǎn)換以及模數(shù)轉(zhuǎn)換等功能，完畢

將模擬輸入顯精確地轉(zhuǎn)換為所需的數(shù)字量。

（2）CPU主系統(tǒng)，包括微處理器（MPU）、只讀存儲器（EPROM包

隨機(jī)存取存儲器（RAM）以及定期器等。MPU執(zhí)行寄存在EPROM

中的程序，對由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸入至RAM區(qū)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行

分析處理，以完畢多種繼電保護(hù)口勺功能。

（3）開關(guān)量（或數(shù)字量）輸入/輸出系統(tǒng)，由若干并行接口適

配器、光電隔離器件及有觸點(diǎn)的中間繼電器等構(gòu)成，以完畢

多種保護(hù)的出口跳閘、信號警報(bào)、外部觸點(diǎn)輸入及人機(jī)對話

等功能。

微機(jī)保護(hù)軟件是根據(jù)繼電保護(hù)的需要而編制日勺計(jì)算機(jī)程序

2.解釋逐次迫近型A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理，參照逐次迫近中

二分搜索法原理，設(shè)計(jì)一種16位無符號數(shù)開平方的算法?

（10分）

答案：逐次迫近ADC包括n位逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器如下

圖所示。它由控制邏輯電路、時(shí)序產(chǎn)生器、移位寄存器、D/A

轉(zhuǎn)換器及電壓比較器構(gòu)成。

其轉(zhuǎn)換過程中的逐次迫近就是按照對分比較或者對分搜索

日勺原理進(jìn)行的。其信號轉(zhuǎn)換的工作原理如下：在啟動信號控

制下，首先置數(shù)控制邏輯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(gè)內(nèi)容，通過DAC轉(zhuǎn)換成模擬

量Vc,約為滿量程電壓時(shí)二分之一，與輸入歐I模擬量Vx進(jìn)

行比較，由電壓比較器輸出成果。假如Vx>Vc,則電壓比較

器輸出0,同步闡明寄存器中日勺數(shù)字量偏小，應(yīng)當(dāng)保留Dn-

1=1;相反，假如Vx〈Vc,則電壓比較器輸出為1,同步闡明

寄存器中的數(shù)字量偏大，應(yīng)當(dāng)修改為Dn-l=0；然后，再由置

數(shù)控制邏輯把逐次迫近寄存器的下一位置1,進(jìn)行同樣的

轉(zhuǎn)換和比較，并且根據(jù)比較成果決定這一位的保留與否。這

樣日勺轉(zhuǎn)換和比較過程供進(jìn)行n次，一直到最低位D0確定是1

或是0。最終，逐次迫近寄存器的所有位均以確定，轉(zhuǎn)換過

程就算完畢了。這時(shí)，轉(zhuǎn)換完畢(DONE)信號和鎖存容許(LE)

信號同步送出有效電平，LE信號將轉(zhuǎn)換成果鎖存到輸出鎖存

器；DONE信號用于向CPU申明，鎖存器中已經(jīng)準(zhǔn)備好了轉(zhuǎn)換

后的數(shù)字量成果，供CPU讀取。CPU可以送來一種輸出便能

(0E)脈沖，將數(shù)字量從輸出鎖存器中取走。

16位無符號數(shù)開平方的算法：16位數(shù)開平方得到一種8位

無符號數(shù)，先讓該八位數(shù)的最高位為1,平方后與16位數(shù)比

較確定最高位與否為1,然后將次高位為1,平方后與16為

數(shù)比較確定次高位為1或?yàn)榱?，按照這個(gè)措施確定8位數(shù)的

每一位。

3.VFC型轉(zhuǎn)換器有哪些長處。VFC的幅頻特性有何特點(diǎn)，與

VFC的哪些長處相對應(yīng)。(10)

答案：(1)工作穩(wěn)定、線性好，精度高，電路

簡樸

(2)抗干擾能力強(qiáng)

(3)與CPU接口簡樸

(4)可以很以便的實(shí)現(xiàn)多CPU共享一套VFC變換

裝置。

4.微機(jī)保護(hù)中的開關(guān)量輸入、輸出回路怎樣構(gòu)成？出口回

路為何要設(shè)置一種啟動繼電器以及出口繼電器正電源要由

報(bào)警繼電器時(shí)長閉接點(diǎn)閉鎖。（10分）

答案：答案為書本21頁圖1-20和1-21

5.微機(jī)保護(hù)可以針對自身元件進(jìn)行自動檢測，請就微

機(jī)保護(hù)中各類元件的自動檢測措施進(jìn)行簡介。（10分）

1.答案：自動檢測是指對裝置H勺內(nèi)部各兀件與否有損壞或

故障日勺檢測。在微機(jī)保護(hù)中采用自動檢測軟件程序來實(shí)現(xiàn)對

各元件自動檢測。

檢測分為即時(shí)檢測和周期檢測。按檢測對象不一樣分為元器

件檢測和成組功能檢測。元器件檢測是指:ROM、RAM、A/D轉(zhuǎn)

換器，接口芯片，多種定值輸入電路等元器件檢測。成組功

能檢測:運(yùn)用模擬系統(tǒng)發(fā)生故障的模擬程序和數(shù)據(jù)處理，判

斷裝置內(nèi)部與否存在缺陷。

可讀寫存儲器RAM自檢：對裝置RAM區(qū)日勺每一種地址，可

以循環(huán)地進(jìn)行自動檢測。通過對該RAM地址寫入全“0”即

00H和全“1”即FFH檢測其與否良好。應(yīng)當(dāng)注意對于某些寄

存重要標(biāo)志字的RAM地址的檢測不容許被中斷，必須在最高

優(yōu)先權(quán)級H勺中斷服務(wù)程序中進(jìn)行。

2.只讀存儲器EPROM（EEPROM）自?：為了檢測固化中的數(shù)碼

（程序日勺指令）與否變化，一種最簡樸的也是常用的措施是

累加求和自檢。即將EPROM中寄存的所有數(shù)碼字節(jié)（或雙字

節(jié)）累加，舍去累加過程中溢出的部分，保留累加成果的一

種字節(jié)（或雙字節(jié)）的和數(shù)同預(yù)先寄存在EPROM中某地址的

已知日勺和數(shù)進(jìn)行比較，以判斷固化的內(nèi)容與否變化

開關(guān)量輸入通道自檢：對開關(guān)量輸入通道的檢測重要是指

對各光電耦合器件及傳送開關(guān)量時(shí)并行接口H勺檢測。首先在

保護(hù)整定好后的各開入量狀態(tài)（0或1）構(gòu)成一種“字節(jié)”

或"字"作為對H勺H勺開入量狀態(tài)字存入RAM中。在自檢時(shí),

掃描開入量各位，得到目前的開入量狀態(tài)字，與RAM中的已

存儲的對的狀態(tài)校對，假如不一致，表達(dá)開入量受干擾或

人員誤碰發(fā)生了變化，應(yīng)當(dāng)報(bào)警。

4.開關(guān)量輸出回路自?.自檢的原理運(yùn)用了繼電器K的吸和時(shí)

間遠(yuǎn)不小于電子電路的J反應(yīng)時(shí)間這一特點(diǎn)。對開關(guān)量輸出回

路進(jìn)行自檢時(shí)可以用軟件通過并行接口傳送一種繼電器動

作命令，使光耦合器件G1歐|光敏三極管導(dǎo)通，然后CP.通過

并行接口2監(jiān)視光耦合器件G2與否導(dǎo)通，假如此開關(guān)量輸

出通道正常，G2應(yīng)很快導(dǎo)通，CPU檢測到G2導(dǎo)通后立即撤

回從并行口1送出的驅(qū)動命令。由于這一過程極短，僅幾種

微妙，繼電器K不會吸合。假如此開關(guān)量輸出通道有元件損

壞，則CPU通過預(yù)定的時(shí)間收不到G2導(dǎo)通H勺信號，也應(yīng)立

即撤HI驅(qū)動命令并發(fā)出警報(bào)。

6,給出距離保護(hù)的振蕩閉鎖邏輯框圖和工作原理（15分）

答案：P100-102

7.解釋突變量電流算法與選相元件算法（15分）

答案：P47-49

8.從個(gè)人理解的角度比較傅氏算法和半周積分法。（10分）

答案：（1）半周積分算法的根據(jù)是：

S=HUmsin(otdt=一支cos小=-[/?,=-U?,

Jo610(o71

即正弦函數(shù)半周積分與其幅值成正比。

式中日勺積分可以用梯形法則近似求出:

式中uk——第K次采樣值;

網(wǎng)將陶潮庫點(diǎn)數(shù)

2k=i2

uO——k=0時(shí)時(shí)采樣值；

uN/2——k=N/2時(shí)的采樣值0

求出積分值S后，可求得幅值。

1）這種算法具有如下日勺特點(diǎn)：

2）數(shù)據(jù)窗長度為半個(gè)周期

2）具有濾波功能，對高頻分量有克制作用，但不能克制直

流分量

3）精度和采樣頻率有關(guān)，頻率越高，誤差越小，精度越高

4）計(jì)算量小

傅里葉算法自身具有濾波作用，在計(jì)算基頻分量時(shí)，