微机继电保护原理问题答案

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1、1、当前主流微机保护硬件系统是如何构成的，微机保护通过哪些关节从电力系统获取信息，这些获取信息的环节各有何特点？  １、微机保护装置的硬件构成     微机继电保护装置一般采用插件式结构，通常包含交流变换插件、模数转换和微处理器插件、人机管理插件、开关量输入插件、电源插件和继电器插件等。尽管不同厂家的产品采用的微处理器和模数转换方式可能不同，但微机保护装置的结构却基本相同。其中模数转换包括Ａ／Ｄ和ＶＦＣ两种不同方式，开关量输入和开关量输出一般都经过光电隔离，以增强抗干扰能力。 2、试解释一下什么是递归型滤波器、什么是非递归型滤波器？它们各自有何优缺点？1.递归型数字滤波器递归型滤波器的特点是输

2、出不但取决于输入值（包括即时输入和过去输入）而且还取决于输出值所以递归型数字滤波器的差分方程可以由式（5.2-3）改写成（6.8-1）此时，相应的离散系统函数为（6.8-2）12所谓数字滤波器的实现，可以通过离散系统函数写成数字滤波器的差分方程，然后按差分方程编写计算机程序，通过计算机完成所要求的数字滤波任务。这种实现方法称为软件实现法。也可以使用模拟离散系统的三种基本运算单元构成离散系统函数的模拟框图，也能完成所要求的数字滤波任务，这种实现方法称为硬件实现法。从已知离散系统函数作出框图方法即数字滤波的硬件实现方法，根据实现的结构不同，可分为直接实现、并联实现和级联实现等不同方式。直接实现是指

3、用离散系统函数或差分方程直接作出框图，这种实现方法已在上章第二节中讨论过，这里不再重复。并联实现是把式（6.8-2）展开成部分分式的形式；可以写成（6.8-3）若其中有对共轭复根，再将它们合成为二阶实系数的部分分式，即得（6.8-4）式中为一阶或二阶子滤波器。式（6.8-4）表明，整个数字滤波可以由一个乘法器和一些子滤波器的并联组成。级联实现是将离散系统函数分成若干一阶或二阶子系统之积，可参见式（6.6-1），即（6.8-5）式（6.8-5）表明，整个滤波器可以由一个乘法器和一些滤波器的级联组成。由于递归型数字滤波器含有反馈环路，因此，系统的单位函数响应通常是无限长的，所以递归型数字滤波器一般

4、属于IIR型滤波器。2.非递归型数字滤波器当式（6.8-1）中时，差分方程为（6.8-6）其离散系统函数为12（6.8-7）上式表明，非递归滤波器的除z=0点外，只有零点没有极点，因此，它属于“全零点数字滤波器”。当然，这种系统总是稳定的，由于的长度是有限的，因此这类滤波器属于FIR型滤波器。这种结构类似于抽头延迟线系统，所以，通常又称为“抽头延迟线滤波器”或“横向滤波器”。我们在这里简要介绍了一些数字滤波器的内容，更加深入前面的讨论将在后续课程“数字信号处理”中进行。 4对比说明半周积分算法、富氏算法以及微分方程算法的各有什么优缺点。第三节微机保护的算法一、数字滤波数字滤波器不同于模拟滤波器

5、，它不是一种纯硬件构成的滤波器，而是由软件编程去实现，改变算法或某些系数即可改变滤波性能，即滤波器的幅频特性和相频特性。在微机保护中广泛使用的简单的数字滤波器，是一类用加减运算构成的线性滤波单元。差分滤波它们的基本形式加法滤波积分滤波等 以差分滤波为例做简单介绍。差分滤波器输出信号的差分方程形式为(8—1)12式中，x(n)、y(n)分别是滤波器在采样时刻n(或n)的输入与输出；x(n-k)是n时刻以前第k个采样时刻的输入，k≥1。对式(8-1)进行Ｚ变换，可得传递函数H(z)（8—2）将代入式(8-2)中，即得差分滤波器的幅频特性和相频特性分别为式(8-3)及式(8-4) （8—3）（8—4

6、）由式(8-3)可知，设需滤除谐波次数为m，差分步长为k(k次采样)，则此时ω=mω1=m·2ƒ1，应使=0。令则有；（8—5）当N（即ƒs和ƒ1）取值已定时，采用不同的l和k值，便可滤除m次谐波。二、正弦函数模型算法1．半周积分算法半周积分算法的依据是12（8—6）即正弦函数半周积分与其幅值成正比。式(8-6)的积分可以用梯形法则近似求出：（8—7）式中　　——第K次采样值;N——一周期T内的采样点数;——k＝0时的采样值;——k＝N/2时的采样值。求出积分值S后，应用式(8-6)可求得幅值。2．导数算法导数算法是利用正弦函数的导数为余弦函数这一特点求出采样值的幅值和相位的一种算法。设则（8

7、—8）很容易得出（8—9）（8—10）12和（8—11）根据式(8-8)，我们也可推导出（8—12）（8—13）式(8-9)～式(8-13)中，u、i对应tk时为uk、ik，均为已知数，而对应tk-1和tk+1的u、i为uk-1、uk+1、ik-1、ik+1，也为已知数，此时（8—14）（8—15）（8—16）（8—17）导数算法最大的优点是它的“数据窗”即算法所需要的相邻采样数据是三个，即计算速