2021年湖北自考电力系统微型计算机继电保护课程考试大纲

第一部分  课程性质与目标
一、课程性质与特点

电力系统微型机继电保护是高等教育自学考试“电气工程及其自动化”专业（专升本）的一门专业课程。课程论述的微型机继电保护装置在性能上具有明显的优越性，能够解决许多常规继电保护不能处理的问题，在提高电力系统运行的稳定性和安全性方面发挥着重要的作用，在电力系统中得到了广泛的应用。

二、课程目标与基本要求
考生通过自学本课程后，应对微型机继电保护装置的硬件原理和各个单元的作用有较全面的了解；掌握微机保护的算法及相关理论，并能理论联系实际，具有与微型机继电保护装置运行和维护相关的理论知识。
三、与本专业其他课程的关系
    在学习本课程之前，考生应具有高等数学、电路、电力系统分析、自动控制理论、微型机原理与应用、电力系统继电保护等课程的相关知识和理论基础。本课程直接面向实际电力系统应用，无后续课程建立在该课程基础上。

第二部分  考核内容与考核目标
第1章 绪论与微机保护的硬件原理
一、学习目的与要求
通过本章学习，学生应对微机继电保护装置的特点和保护硬件的原理有全面认识，理解数据采集系统、开关量输入及输出回路、DSP技术的应用等相关内容。
二、考核知识点与考核目标
（一）绪论（次重点）
1、计算机在继电保护领域中的应用和发展概况（识记）
2、微机继电保护装置特点（识记）
3、微机保护的硬件原理概述（理解）
（二）数据采集系统 （重点）
1、电压形成回路（理解）
2、采样保持电路和模拟低通滤波器（理解采样保持电路的作用及原理、对采样保持电路的要求、采样频率的选择和模拟低通滤波器的应用）。
3、模拟量多路开关（理解）
4、模数转换器（理解模数转换器的一般原理、模数转换器、逐次逼近法模数转换器的基本原理、模数转换器与微型机的接口、微机保护对模数转换器的主要要求）。
5、VFC型数据采集系统（理解VFC工作原理，识记VFC型数据采集系统的特点）。
（三）开关量输入及输出回路（重点）
1、光电耦合器（识记）
2、开关量输入回路（理解）
3、开关量输出回路（理解保护的跳闸出口、本地和中央信号、通信接口、打印机接口）。
（四）DSP技术的应用（次重点）（理解）
(五) 网络化硬件电路（次重点）
1、问题提出（识记）
2、网络化硬件电路（理解）
3、CAN总线特点（理解）
4、网络化硬件结构的优点（识记）
（六）硬件技术的展望（识记）

第2章 数字滤波器
一、学习目的与要求
通过本章学习，学生应掌握数字滤波器的相关知识，具有对数字滤波器进行分析与设计的初步能力。
二、考核知识点与考核目标
（一）概述（一般）（识记）
（二）连续时间系统的频率特性和冲激响应（重点）
1、基本知识和定义（识记系统，理解线性系统、时不变系统、因果系统、稳定系统、冲激函数）。
2、连续时间系统的频率特性（理解）。
3、连续时间系统的冲激特性（理解）。
4、冲激响应和频率特性之间的关系（理解）。
5、卷积的图解法和滤波器的响应时间（识记）。
6、周期性时间函数的傅里叶级数（应用直流量的傅里叶变换、复指数信号的傅里叶变换、正弦和余弦信号的傅里叶变换、周期函数的傅里叶变换、等间隔冲激串的傅里叶变换）。
（三）离散时间信号的频谱（重点）（理解）
（四）Z变换（一般）（识记）
（五）离散时间系统的单位冲激响应和频率特性（次重点）
1、离散时间系统（理解）
2、单位冲激序列和单位冲激响应（理解）
3、离散时间系统的频率特性（理解）
（六）非递归型数字滤波器（重点）
（七）递归型数字滤波器（重点）
（八）零、极点法设计数字滤波器（重点）
1、零、极点对频率特性的影响（理解）
2、零点设计法（应用）
3、极点设计法（应用）
（九）数字滤波器型式的选择（重点）（理解）

第3章 微机保护的算法
一、学习目的与要求
通过本章学习，学生应掌握常用的微机保护算法，对故障分量阻抗继电器、阻抗继电器的补偿系数与按相补偿等内容有正确认识。
二、考核知识点与考核目标
（一）概述（一般）（识记）
（二）假定输人为正弦量的算法（重点）
1、两点乘积算法（理解）
2、导数法（理解）
3、半周积分算法（理解）
4、平均值、差分值的误差分析（理解）
（三）突变量电流算法（重点）
1、原理（理解）
2、频率变化的影响（理解）
（四）选相方法（重点）
1、突变量电流选相（理解单相接地故障、两相不接地短路、两相接地短路、三相短路）。
2、对称分量选相（理解单相接地短路、两相接地短路、选相方法）。
（五）傅里叶级数算法（重点）
1、基本原理（理解）
2、傅氏算法的滤波特性分析（应用）
3、傅氏算法和两点乘积法的统一（理解）
（六）R一L模型算法（重点）
1、基本原理（理解）
2、对R-L模型算法的分析和评价（理解算法的频域分析、R-L模型算法与导数法比较、算法的稳定性分析）。
（七）故障分量阻抗继电器（重点）
1、工作原理与动作方程（理解故障点K在保护范围内、故障点K在保护范围外、故障点K在保护的反方向）。
2、正方向短路的动作特性分析（理解）
3、反方向短路的动作特性分析（理解）
（八）阻抗继电器的补偿系数与按相补偿（重点）
1、补偿系数（理解）
2、按相补偿方法（理解接地阻抗的按相补偿接线、非故障相阻抗特性的影响分析、两相接地短路、三相短路和两相相间短路）。
（九）减小过渡电阻影响的方法（次重点）
1、过渡电阻的影响（理解）
2、减小过渡电阻影响的对策（识记）
（十）最小二乘方算法（次重点）（理解）
（十一）算法的动态特性（一般）（识记）
（十二）算法的选择（次重点）（理解）

第4章 提高微机保护可靠性的措施
一、学习目的与要求
通过本章学习，学生应掌握提高微机保护可靠性的措施，对相关内容有深入理解，并能与实际结合。
二、考核知识点与考核目标
（一）概述（一般）（识记）
（二）干扰来源和窜入微机弱电系统的途径（一般）（识记）
（三）抗干扰措施（重点）
1、对输入采样值的抗干扰纠错（理解）
2、运算过程的校核纠偏（理解）
3、出口的闭锁（理解）
4、程序出格的自恢复（理解）
（四）自动检测（次重点）
1、RAM, FLASH（识记）
2、程序和定值（理解）
3、数据采集系统（理解）
4、开关量输入通道（应用）
5、开关量输出回路（应用）
6、其他部分（识记）
（五）多重化和容错技术（次重点）（理解）
（六）电磁兼容（一般）
1、电磁兼容三要素（识记）
2、电磁骚扰源（识记）
3、电磁骚扰传播途径（识记）


第5章 微机保护程序流程
一、学习目的与要求
通过本章学习，学生应对微机保护程序流程有清楚认识，掌握电流保护流程图、高压线路保护流程图。
二、考核知识点与考核目标
（一）概述（一般）（识记）
（二）程序流程的基本结构（次重点）
1、中断功能的作用（理解）。
2、程序流程的基本结构（理解顺序结构、切换结构、混合结构）。
（三）电流保护流程图（重点）
1、电流保护流程（应用系统程序流程、中断服务程序流程）。
2、方向元件（理解方程比较方法、虚拟阻抗方法）。
3、提高电流保护灵敏度的方法（理解）。
（四）高压线路保护流程图（重点）
1、系统程序流程（应用）。
2、高压线路保护流程（理解）。
3、典型模块的流程（理解突变量启动、阻抗逻辑、振荡闭锁期间的再短路）。
4、微机继电保护的基本逻辑（应用）。

第三部分  有关说明与实施要求
一、考核的能力层次表述
本大纲在考核目标中，按照“识记”、“理解”、“应用”三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：
识记：能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述，是低层次的要求。
理解：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。
应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题，是最高层次的要求。

二、教材
1、指定教材：杨奇逊、黄少锋. 微型机继电保护基础（第四版） 北京：中国电力出版社 2013
2、参考教材：张宇辉.电力系统微型计算机继电保护  北京：中国电力出版社 2