《電力系統(tǒng)繼電保護》課程教學大綱

《電力系統(tǒng)繼電保護》教學大綱課程名稱：電力系統(tǒng)繼電保護（RelayProtectionofPowerSystem）課程編碼：1502ZY072 課程類別：專業(yè)課程-選修學 分：3分總學時：48學時，其中，理論學時：42學時；實驗學時：6學時適用專業(yè)：電氣工程及其自動化先修課程：電路理論、電子技術、電機學、電力系統(tǒng)分析一、課程性質(zhì)《電力系統(tǒng)繼電保護》課程是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門專業(yè)選修課，是一門理論性和實踐性都很強的專業(yè)課。主要任務：通過本課程學習，應使學生深刻地認識到,電力系統(tǒng)繼電保護在保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行中所起的重要作用；使學生掌握電力系統(tǒng)繼電保護的基本原理、基本概念、基本實驗技能，畢業(yè)后為從事本專業(yè)范圍內(nèi)的實際工作奠定基礎。二、課程目標（一）育人目標從培養(yǎng)學生的辯證思維方式，愛國教育、社會責任、人生領悟、民族自信等方面入手，將育人要素和電力系統(tǒng)繼電保護專業(yè)知識嵌入到專業(yè)教學課堂中，凝聚學生對社會主義核心價值觀的共識。運用馬克思主義哲學的方法論，引導學生正確做人和做事；注重在課程教學中把馬克思主義立場觀點方法的教育與科學精神的培養(yǎng)結合起來，提高學生正確認識問題、分析問題和解決問題的能力；注重強化學生工程倫理教育，培養(yǎng)學生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當。讓學生成為德才兼?zhèn)?、又紅又專、全面發(fā)展的人才。（二）知識和能力目標掌握電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)與繼電保護的聯(lián)系，熟悉電網(wǎng)的過電流保護，距離保護的基本原理及保護整定值的計算；熟悉各種繼電器的結構，原理及整定值的調(diào)整和故障分析；（支撐畢業(yè)要求4.2）掌握輸電線路縱聯(lián)保護的概念，基本原理，能讀懂并設計相應的保護方案；（支撐畢業(yè)要求3.2）理解輸電線路自動重合閘的意義和使用場合，掌握變壓器保護、發(fā)電機保護和母線保護的基本配置原則并從經(jīng)濟和社會效益等方面進行合理評價；（支撐畢業(yè)要求6.2）課程目標與畢業(yè)要求指標點對應關系課程目標畢業(yè)要求指標點課程目標13.2能夠在解決方案的框架下，設計/開發(fā)滿足方案要求的電氣系統(tǒng)，對電氣系統(tǒng)中關鍵器件的選型和參數(shù)進行優(yōu)化和計算.課程目標24.2能夠根據(jù)研究路線設計可行的實驗方案，選用或搭建實驗平臺，設計合理的算法，開展實驗，正確地采集實驗數(shù)據(jù).課程目標36.2能客觀評價電氣設備與電力系統(tǒng)在生產(chǎn)、使用和運行過程中對社會、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應承擔的責任與義務.三、基本要求通過本課程的學習，使學生認識和了解電力系統(tǒng)繼電保護的基本概念、基本要求和基本方法，同時，學會分析和計算電力系統(tǒng)中電網(wǎng)保護，變壓器保護，發(fā)電機保護，母線保護的整定值，掌握各種保護的配置原則，為電力系統(tǒng)的規(guī)劃設計及運行和可靠性計算分析打好基礎。能夠基于電氣工程領域中科學原理和文獻研究，對電氣電力系統(tǒng)中復雜工程問題進行工程建模，擬定解決方案，選擇研究路線，是一門實用性很強的專業(yè)課程。電力系統(tǒng)繼電保護配置可靠性與經(jīng)濟性之間是矛盾的，要掌握根據(jù)實際情況合理分析處理電力系統(tǒng)繼電保護配置與經(jīng)濟性的矛盾，促進電力系統(tǒng)經(jīng)濟可靠的運行，滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。實驗中主要掌握各種繼電器的特性和使用，并能根據(jù)需要調(diào)整整定值，能夠運用繼電器設計相應的保護。四、教學內(nèi)容分章節(jié)說明教學內(nèi)容，課時安排，并說明教學重點與難點、主要教學模式（包括課堂授課、自學、課后練習、課堂討論等）以及對應的知識、能力要求。章節(jié)教學內(nèi)容授課學時教學模式對應課程目標1緒論2課堂授課，出課后練習2-3題，課堂討論12電網(wǎng)的電流保護8課堂授課，課后練習3題，實驗13電網(wǎng)的距離保護8課堂授課，課后練習3題，14輸電線路縱聯(lián)保護6課堂授課，課后練習3題，25自動重合閘4課堂授課，課后練習3題，36電力變壓器的保護6課堂授課，課后練習3題，課堂討論1/37發(fā)電機保護4課堂授課，課后練習4題1/38母線保護4課堂授課，課后練習2題3第一章緒論1、電力系統(tǒng)的正常運行狀態(tài)、不正常運行狀態(tài)和故障狀態(tài)繼電保護的基本要求及它們之間的關系2、繼電保護的基本原理及其組成3、對繼電保護的基本要求4、繼電保護發(fā)展簡史本章重點：重點掌握繼電保護的四個基本要求：選擇性，速動性，靈敏性，可靠性了解繼電保護的原理、組成、繼電保護技術的發(fā)展能力：能運用掌握繼電保護的四個基本要求對工程中保護設計是否合理做出基本的判斷。第二章電網(wǎng)的電流保護1、單側電源電網(wǎng)相間短路的電流保護2、雙側電源網(wǎng)絡相間短路的方向性電流保護3、中性點直接接地電網(wǎng)中接地短路的零序電流及方向保護4、中性點非直接接地電網(wǎng)中單相接地故障保護本章重點：掌握三段式電流保護的作用、原理、整定計算原則、保護的接線圖理解電流保護的接線方式及特點了解功率方向繼電器的工作原理能力：能夠利用電流繼電器對配電網(wǎng)進行過電流保護設計。第三章電網(wǎng)的距離保護1、距離保護的基本原理與構成2、阻抗繼電器及其動作特性3、阻抗繼電器的實現(xiàn)方法4、距離保護的整定計算與對距離保護的評價5、距離保護的振蕩閉鎖6、故障類型判別和故障選相本章重點：理解距離保護的基本原理和阻抗繼電器的動作特性掌握阻抗繼電器的接線方式能力：能夠利用阻抗繼電器實現(xiàn)電網(wǎng)的距離保護，并根據(jù)工程實際需要調(diào)整保護整定值。第四章 輸電線路縱聯(lián)保護1、輸電線路的縱聯(lián)保護的概念2、輸電線路縱聯(lián)保護兩側信息的交換3、方向比較式縱聯(lián)保護4、縱聯(lián)電流差動保護本章重點：掌握輸電線路的縱聯(lián)動保護的工作原理了解方向比較式縱聯(lián)保護掌握縱聯(lián)電流差動保護的原理能力：對縱聯(lián)保護所需通訊通道能根據(jù)保護的可靠性和經(jīng)濟性進行合理配置，能夠分析保護中可能出現(xiàn)的失效問題并提出改進措施。第五章自動重合閘1、自動重合閘的作用及對它的基本要求輸電線路三相一次自動重合閘工作原理2、高壓輸電線路的單相自動重合閘3、高壓輸電線路的綜合自動重合閘簡介本章重點：重點掌握單電源三相一次自動重合閘工作原理及繼電保護與重合閘的配合掌握雙電源線路采用重合閘的特殊要求和類型能力：能夠根據(jù)需要對輸電線路配置重合閘裝置。第六章電力變壓器的保護1、電力變壓器的故障類型，不正常運行狀態(tài)及其保護措施2、變壓器縱聯(lián)差動保護3、變壓器的勵磁涌流及其鑒別方法4、變壓器相間短路的后備保護5、變壓器接地短路的后備保護6、變壓器零序電流的差動保護7、變壓器保護配置原則本章重點：理解變壓器瓦斯保護的工作原理掌握變壓器縱聯(lián)差動保護的基本原理了解變壓器接地和相間保護的工作原理了解變壓器的零序電流保護能力：能夠根據(jù)變壓器的容量以及在電網(wǎng)中的作用合理配置變壓器的主保護和后備保護。第七章發(fā)電機保護1、了解發(fā)電機的故障類型，不正常運行狀態(tài)及其相應的保護方式2、發(fā)電機定子繞組短路故障的保護3、發(fā)電機定子繞組單相接地保護4、發(fā)電機的負序電流保護5、發(fā)電機的失磁保護6、發(fā)電機的失步保護7、發(fā)電機勵磁回路接地保護本章重點：掌握發(fā)電機故障類型，不正常運行狀態(tài)掌握發(fā)電機的主要保護方式了解發(fā)電機失步保護和發(fā)電機勵磁回路接地保護能力：能夠根據(jù)發(fā)電機的容量以及重要性合理配置發(fā)電機的主保護和后備保護。第八章母線保護主要內(nèi)容：1、母線故障和裝設母線保護基本原則2、母線差動保護基本原理3、母線保護的特殊問題及其對策4、斷路器失靈保護簡介本章重點：掌握母線保護的配置原則掌握母線差動保護基本原理了解母線保護的特殊問題及其對策能力：能針對不同等級的變電站母線設計合理的保護。五、實驗與學時分配實驗項目與類型序號實驗項目學時實驗性質(zhì)支撐課程目標支撐畢業(yè)要求指標點演示驗證綜合設計1電磁型電流繼電器和電壓繼電器實驗2√1/33.2/4.22電磁型時間繼電器實驗2√36.23信號繼電器、中間繼電器實驗2√2/34.2/6.2實驗一電磁型電流繼電器和電壓繼電器實驗目的要求掌握DL型電流繼電器和DY型電壓繼電器的實際結構，工作原理、基本特性。掌握動作電流、動作電壓參數(shù)的整定。了解繼電器返回系數(shù)的定義；實驗裝置和材料電力系統(tǒng)繼電保護專用實驗平臺中，DL-20C電流繼電器和DY-20C電壓繼電器，連接導線若干。實驗二電磁型時間繼電器實驗1.目的要求了解DS-20C系列時間繼電器的實際結構，工作原理，基本特性；掌握時限的整定和試驗調(diào)整方法掌握數(shù)字電秒表的使用方法；2.實驗裝置電力系統(tǒng)繼電保護專用實驗平臺，DS-20C時間繼電器，電秒表，連接導線若干。實驗三信號繼電器、中間繼電器實驗目的要求了解中間繼電器和信號繼電器的實際結構，工作原理、基本特性，掌握對中間繼電器的測試和調(diào)整方法；掌握DX-8型繼電器的工作原理，實際結構，基本特性及工作參數(shù)。在試驗過程中要注意安全和試驗接線。實驗裝置電力系統(tǒng)繼電保護專用實驗平臺，DX-8信號繼電器和DZ30系列中間繼電器，電秒表，連接導線若干。六、教學方法本課程是一門理論性、實踐性很強的學科專業(yè)課程。為了提高教學質(zhì)量，增強學生分析問題和解決問題的能力，本課程的教學采用課堂教學、課后作業(yè)、實驗等相結合的教學方式方法，達到使學生掌握繼電保護的基本概念、原理和方法，重點掌握電網(wǎng)的過電流保護尤其是三段式過電流保護和距離保護，熟悉高頻保護的原理和應用特點，了解變壓器保護和發(fā)電機保護的配置原則以及自動重合閘的作用與意義。主要教學環(huán)節(jié)包括課堂教學、習題練習以及課后自學。課堂教學與互動討論課堂教學以“互動式”方法為主導，在這一教學環(huán)節(jié)，學生以聽課為主，并參與討論，采用多媒體和板書相結合的教學手段，并輔視頻仿真教學，以此提高課堂效率。課后作業(yè)和自學課堂上，教師會有針對性的提出作業(yè)要求。通過作業(yè)達到了加深理解、增強學生對高壓電氣設備理解能力的目的，同時開展作業(yè)分析，精選精講作業(yè)的重點難點。給學生推薦網(wǎng)絡教學資源:國家級精品課程、國內(nèi)/國際名校視頻公開課、繼電保護學習論壇，讓學生開闊眼界，共享優(yōu)質(zhì)教學資源，培養(yǎng)學生自主學習的意識和能力。實驗教學根據(jù)本課程理論聯(lián)系實踐的特點，安排有6學時的實驗，主要為驗證性實驗，使學生通過實驗親自動手，進一步加深對繼電保護基礎理論的理解；繼電保護的實驗平臺還可以做多種綜合性實驗，有興趣的學生也可以通過申請做其他實驗，通過親身實踐，掌握課程基本知識內(nèi)容，從而培養(yǎng)學生分析問題與解決問題的思路和方法，提高學生創(chuàng)造能力和適應變化能力。七、考核與評價方式及標準考核標準與成績評定課程考核包括平時成績、期末考試兩個部分。平時成績（百分制），包括作業(yè)，實驗課堂問題回答等。平時成績評價標準基本要求評價標準優(yōu)秀（0.9-1）良好（0.7-0.89）合格（0.6-0.69）不合格（0-0.59）電網(wǎng)保護當中，要求掌握過電流保護和距離保護的基本原理與構成，特別是三段式電流保護的整定計算原則、保護的接線圖；掌握距離中阻抗繼電器的實現(xiàn)方法，整定計算以及距離保護的一些特殊問題；輸電線路保護中掌握縱聯(lián)保護的原理與構成，特別理解全線速動的含義，掌握自動重合閘的配置原則和使用場合；熟悉變壓器故障類型和繼電保護的配置原則，特別是變壓器縱差保護的原理與實現(xiàn)方法，掌握發(fā)電機故障類型，不正常運行狀態(tài)，掌握發(fā)電機的主要保護方式，了解發(fā)電機失步保護和發(fā)電機勵磁回路接地保護；掌握母線保護的配置原則，掌握母線差動保護基本原理，了解母線保護的特殊問題及其對策。對電力系統(tǒng)繼電保護概念理解透徹，能使用常用繼電器及繼電保護裝置；能夠?qū)ΤＳ玫碾姶爬^電器進行整定值調(diào)整，能熟練做出系統(tǒng)各種故障狀態(tài)下的等值網(wǎng)絡并計算相應的短路電流，從而對繼電保護的整定值進行整定和調(diào)整，能熟練對變壓器，發(fā)電機，母線等重要設備和線路進行繼電保護的合理配置。能夠分析繼電保護的原理圖和繪制繼電保護相關圖紙；實驗動手能強。對電力系統(tǒng)繼電保護概念理解清晰，能使用常用繼電器及繼電保護裝置；能夠?qū)ΤＳ玫碾姶爬^電器進行整定值調(diào)整，能做出系統(tǒng)各種故障狀態(tài)下的等值網(wǎng)絡并對繼電保護的整定值進行計算和調(diào)整，能對變壓器，發(fā)電機，母線等重要設備和線路進行繼電保護的合理配置。會分析繼電保護的原理圖和繪制繼電保護相關圖紙；實驗動手能力較強。對電力系統(tǒng)繼電保護概念理解較為清晰，對用常用繼電器及繼電保護裝置較為熟悉；能夠?qū)ΤＳ玫碾姶爬^電器進行整定值調(diào)整，基本具備對繼電保護的整定值進行計算和調(diào)整的能力，能對變壓器，發(fā)電機，母線等重要設備和線路的主保護進行合理配置?；灸芸炊治隼^電保護的原理圖和繪制繼電保護相關圖紙；實驗動手能力一般。對電力系統(tǒng)繼電保護概念理解不清晰，不會使用常用繼電器及繼電保護裝置，不具備對繼電保護的整定值進行計算和調(diào)整的能力，對對變壓器，發(fā)電機，母線等重要設備和線路的繼電保護配置分不清主次。不會分析繼電保護的原理圖或繪制繼電保護相關圖紙，實驗動手能力差?；疽疽u價標比（091（07089合格（060.69（0059掌握繼電保護的基本概念，基本要求，掌握過電流保護和距離保護的基本原理與構成，特別是三段式電流保護的整定計算原掌握距離中阻抗繼電器的實現(xiàn)及距離保護的一對電力系統(tǒng)繼電保護概能熟練地對三段式電流對電力系統(tǒng)繼電保護概念理解清晰，較為熟練地對三段式電流保護，距離保護進行電力系統(tǒng)繼電保護概念本掌握對三段式電流保進行整定的電力系統(tǒng)繼電保護概念不清晰，不能掌握對三段式電流保護，距離保護進行整定的目標2熟練運用數(shù)學方法對故障狀態(tài)下的線路，設備進行短路電流計算，并合理配置相應的保護如變壓器的差動保護等。能夠應用數(shù)學工具對電力系統(tǒng)故障狀態(tài)下的各種狀況進行計算分析，并配置相應的保護，保護設置合理。基本能夠應用數(shù)學工具對電力系統(tǒng)故障狀態(tài)下的各種狀況進行計算分析，并配置相應的保護，保護設置較合理。初步能夠應用數(shù)學工具對電力系統(tǒng)故障狀態(tài)下的各種狀況進行計算分析，并配置相應的保護，保護設置較合理。不能夠應用數(shù)學工具對電力系統(tǒng)故障狀態(tài)下的各種狀況進行計算分析，配置保護不能滿足繼電保護的基本要求。30目標3熟悉主保護，后備保護的配置原則，掌握各種保護的使用場合，對繼電保護的邏輯關系非常清楚，會根據(jù)原理圖分析繼電保護配置方案的優(yōu)劣。能正確為線路，設備配置主保護和后備保護，能根據(jù)保護的邏輯關系分析繼電保護的可靠性，會繪制繼電保護原理圖。基本能正確為線路，設備配置主保護和后備保護，基本能根據(jù)保護的邏輯關系分析繼電保護的可靠性，會繪制繼電保護原理圖。初步掌握為線路，設備配置主保護和后備保護的能力，基本能看懂保護的邏輯關系初步掌握繪制繼電保護原理圖。對繼電保護的主保護，后備保護的保護范圍分不清楚，不會分析繼電保護原理中的邏輯關系。20注：該表格中的比例為期末考試試卷成績比例。成績評定為：考試成績*7%+平均平時成績*30%。課程目標達成評價《電力系統(tǒng)繼電保護》課程目標達成評價分析報告一、課程基本信息課程名稱電力系統(tǒng)繼電保護課程性質(zhì)專業(yè)課程，選修學時學分48/3開課學期專業(yè)班級考核方式考試，開卷任課教師：鄒必昌評價人員：鄒必昌，唐桃波，二、課程目標達成評估課程目標支撐指標點課程目標評價數(shù)據(jù)源評價依據(jù)分值平均分達成度值KMi評價方式畢業(yè)要求3.1 能夠?qū)碗s電氣工程問題進行抽象、分解和建模，設計合理的總體解決方案和各個子問題的解決方案.目標1：掌握繼電保護的基本概念，基本要求，掌握過電流保護和距離保護的基本原理與構成，特別是三段式電流保護的整定計算原則、保護的接線圖；掌握距離中阻抗繼電器的實現(xiàn)方法，整定計算以及距離保護的一些特殊問題；。期末考試：電力系統(tǒng)繼電保護的基本概念、基本方法（30分）T10=30試題構成說明T1=22?1*0.7+?1*0.3?10 ?10=0.77?2*0.7+?1*0.3?20 ?10=0.84?1+?2*0.7+?1*0.3?10+?20 ?10=0.803期末考試：電力系統(tǒng)繼電保護選擇題（30分）T20=30試題構成說明T2=25平時作業(yè)A10=100A1=85畢業(yè)要求5.3能夠選擇和使用