《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)A》教學(xué)大綱

《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)A》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：05142131課程性質(zhì)：專業(yè)選修課學(xué)分：3.5學(xué)分學(xué)時：56學(xué)時（其中：理論48學(xué)時，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時）先修課程：電路、電機(jī)學(xué)、電力系統(tǒng)分析后續(xù)課程：畢業(yè)設(shè)計適用專業(yè)：電氣工程及其自動化開課單位：電氣工程與自動化學(xué)院一、課程說明《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)A》是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門專業(yè)選修課。本課程著重闡明電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本原理、分析方法和應(yīng)用技術(shù)，通過各個教學(xué)環(huán)節(jié)，運(yùn)用各種教學(xué)手段和方法，使學(xué)生掌握構(gòu)成繼電保護(hù)的基本元件工作原理、輸電線路及元件的整定計算方法，同時學(xué)會常用的電磁型、整流型繼電器的基本實(shí)驗(yàn)方法，保護(hù)配置原則，并對微機(jī)繼電保護(hù)有所了解。注重培養(yǎng)學(xué)生對保護(hù)裝置在實(shí)踐工程中的應(yīng)用能力，為學(xué)生畢業(yè)后從事繼電保護(hù)方面的運(yùn)行、設(shè)計、制造、研究等工作打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：使學(xué)生全面、完整的理解電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本概念、基本工作原理、實(shí)現(xiàn)技術(shù)及解決繼電保護(hù)問題的基本思想方法；包括輸電線路電流保護(hù)、距離保護(hù)、縱聯(lián)保護(hù)、變壓器保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)等保護(hù)的基本概念、基本原理和運(yùn)行分析方法，并能將有關(guān)原理和方法運(yùn)用于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的工程問題。課程目標(biāo)2：使學(xué)生能夠根據(jù)電網(wǎng)、線路和元件在電力系統(tǒng)中所處的位置，提出電網(wǎng)、線路和元件繼電保護(hù)的配置方案和整定計算方法；初步掌握與電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)相關(guān)的電氣工程問題的綜合知識，逐步具備繼電保護(hù)設(shè)計、開發(fā)的能力。課程目標(biāo)3：使學(xué)生了解并適度掌握對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)進(jìn)行數(shù)字化建模、仿真分析、設(shè)計的工程綜合知識。能夠?qū)Ω魈桌^電保護(hù)裝置的性能及存在的問題分析，設(shè)計合理的實(shí)驗(yàn)方案，提出改進(jìn)措施，能夠不斷將繼電保護(hù)新原理、新技術(shù)融入已有知識和能力體系中。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)A》課程教學(xué)目標(biāo)對電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度1.工程知識1.4能夠?qū)㈦姎夤こ碳捌渥詣踊瘜I(yè)知識用于復(fù)雜電氣工程問題解決方案的比較與優(yōu)化。課程目標(biāo)1：使學(xué)生全面、完整的理解電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本概念、基本工作原理、實(shí)現(xiàn)技術(shù)及解決繼電保護(hù)問題的基本思想方法；包括輸電線路電流保護(hù)、距離保護(hù)、縱聯(lián)保護(hù)、變壓器保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)等保護(hù)的基本概念、基本原理和運(yùn)行分析方法，并能將有關(guān)原理和方法運(yùn)用于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的工程問題。H2.問題分析2.2能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，分析并表達(dá)復(fù)雜電氣工程問題的特性，獲得多種解決方案。課程目標(biāo)2：使學(xué)生能夠根據(jù)電網(wǎng)、線路和元件在電力系統(tǒng)中所處的位置，提出電網(wǎng)、線路和元件繼電保護(hù)的配置方案和整定計算方法；初步掌握與電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)相關(guān)的電氣工程問題的綜合知識，逐步具備繼電保護(hù)設(shè)計、開發(fā)的能力。H4.研究4.2能夠根據(jù)復(fù)雜電氣工程問題的特征，選擇研究路線，設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案。課程目標(biāo)3：使學(xué)生了解并適度掌握對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)進(jìn)行數(shù)字化建模、仿真分析、設(shè)計的工程綜合知識。能夠?qū)Ω魈桌^電保護(hù)裝置的性能及存在的問題分析，設(shè)計合理的實(shí)驗(yàn)方案，提出改進(jìn)措施，能夠不斷將繼電保護(hù)新原理、新技術(shù)融入已有知識和能力體系中。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配1.理論部分理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時實(shí)驗(yàn)學(xué)時對應(yīng)的課程目標(biāo)1.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本概念1.1電力系統(tǒng)系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用1.2繼電保護(hù)的基本原理及其組成1.3對繼電保護(hù)的基本要求1.4繼電保護(hù)的硬件構(gòu)成教學(xué)要求：學(xué)生理解電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用、技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r、基本原理，掌握電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求，掌握繼電保護(hù)的硬件構(gòu)成重點(diǎn)：繼電保護(hù)的基本原理、組成、作用；以及硬件構(gòu)成。難點(diǎn)：繼電保護(hù)的基本要求和硬件構(gòu)成。212.電網(wǎng)的電流保護(hù)2.1單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)的相間短路的電流保護(hù)2.2雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的方向性電流保護(hù)2.3中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中接地短路的零序電流及方向保護(hù)2.4中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中單相接地故障的保護(hù)教學(xué)要求：使學(xué)生掌握三段式電流保護(hù)動作電流整定、靈敏度校驗(yàn)、動作時間整定、電壓及方向保護(hù)的原理、接線；理解功率方向繼電器的原理和構(gòu)成；掌握零序電流保護(hù)的整定原則及計算方法；了解零序電壓保護(hù)的結(jié)構(gòu)和原理。重點(diǎn)：三段式電流保護(hù)原理、整定計算、接線、展開圖；零序電流保護(hù)原理與動作值整定。難點(diǎn)：三段式電流保護(hù)和零序電流保護(hù)的原理、動作電流整定、靈敏度校驗(yàn)、動作時間整定；方向性電流保護(hù)的原理、接線與整定計算。1241、2、33.電網(wǎng)距離保護(hù)3.1距離保護(hù)的基本原理與構(gòu)成3.2阻抗繼電器及其動作特性3.3距離保護(hù)的整定計算對距離保護(hù)的評價3.4距離保護(hù)的振蕩閉鎖3.5距離保護(hù)特殊問題的分析教學(xué)要求：理解電網(wǎng)距離保護(hù)的原理；掌握圓特性阻抗繼電器的動作方程、動作特性及特性分析；理解阻抗繼電器的接線方式；掌握距離保護(hù)的整定計算；了解過渡電阻、振蕩等影響距離保護(hù)正確工作的因素分析。重點(diǎn)：三種圓特性阻抗繼電器的動作特性；距離保護(hù)的結(jié)構(gòu)、原理、整定計算；距離保護(hù)的振蕩閉鎖的方法及分析。難點(diǎn)：距離保護(hù)的整定計算；距離保護(hù)的振蕩閉鎖分析。1021、2、34.輸電線路縱聯(lián)保護(hù)4.1輸電線路縱聯(lián)保護(hù)概述4.2輸電線路縱聯(lián)保護(hù)兩側(cè)信息的交換4.3方向比較式縱聯(lián)保護(hù)4.4縱聯(lián)電流差動保護(hù)教學(xué)要求：理解縱聯(lián)保護(hù)的概念及分類；理解引導(dǎo)線、電力線載波、微波、光纖通信的方式、構(gòu)成和特點(diǎn)；掌握縱聯(lián)電流差動保護(hù)、閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)的工作原理和特性分析。重點(diǎn)：閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)的工作原理、構(gòu)成、過程分析方法；縱聯(lián)電流差動保護(hù)的工作原理、特性分析、整定計算。難點(diǎn)：閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)的工作原理和特性分析。61、2、35.自動重合閘5.1自動重合閘的作用及對它的基本要求5.2輸電線路的三相一次自動重合閘5.3高壓輸電線路的單相自動重合閘教學(xué)要求：理解重合閘的作用、基本要求；掌握單側(cè)電源三相一次重合閘的工作原理；掌握重合閘與繼電保護(hù)的配合；理解單相重合閘基本原理；重點(diǎn)：單、雙側(cè)電源送電線路三相一次重合閘。難點(diǎn)：重合閘與繼電保護(hù)的配合。21、26.電力變壓器保護(hù)6.1變壓器的故障類型和不正常運(yùn)行狀態(tài)6.2變壓器的縱聯(lián)差動保護(hù)6.3變壓器勵磁涌流及鑒別方法6.4變壓器的后備保護(hù)6.5變壓器保護(hù)配置原則教學(xué)要求：掌握變壓器差動保護(hù)構(gòu)成原理、不平衡電流的原因以及整定計算；掌握變壓器勵磁涌流的分析與特點(diǎn)；理解變壓器常用后備保護(hù)；了解變壓器保護(hù)的配置原則。重點(diǎn)：變壓器差動保護(hù)構(gòu)成原理以及不平衡電流的分析方法；變壓器差動保護(hù)的整定計算。難點(diǎn)：差動保護(hù)中引起不平衡電流的原因。821、2、37.發(fā)電機(jī)保護(hù)7.1發(fā)電機(jī)的故障、不正常運(yùn)行狀態(tài)及其保護(hù)方式7.2發(fā)電機(jī)定子繞組短路故障的保護(hù)7.3發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)7.4發(fā)電機(jī)負(fù)序電流保護(hù)教學(xué)要求：了解發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)及其相應(yīng)的保護(hù)方式；掌握縱差動保護(hù)的結(jié)構(gòu)、原理和整定計算；了解橫差動保護(hù)的基本原理；掌握100％定子接地保護(hù)的原理；了解負(fù)序過電流保護(hù)的原理。重點(diǎn)：發(fā)電機(jī)縱差動保護(hù)的原理、整定計算；發(fā)電機(jī)100％定子單相接地保護(hù)的原理。難點(diǎn)：發(fā)電機(jī)100％定子單相接地保護(hù)的原理。61、2、38.母線保護(hù)8.1母線故障和裝設(shè)母線保護(hù)基本原則8.2母線差動保護(hù)基本原理8.3斷路器失靈保護(hù)簡介教學(xué)要求：理解母線故障類型和裝設(shè)母線保護(hù)的基本原則；掌握完全電流差動母線保護(hù)的接線和原理；了解斷路器失靈保護(hù)的原理。重點(diǎn)：母線保護(hù)配置基本原則；常見母線差動保護(hù)的工作原理。難點(diǎn)：母線完全差動保護(hù)以及元件固定連接電流差動保護(hù)工作原理。21、2、3合計4882.實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表3。表3實(shí)驗(yàn)項目、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)時實(shí)驗(yàn)項目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求實(shí)驗(yàn)學(xué)時對應(yīng)的課程目標(biāo)1.電磁型繼電器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：可在電磁式電流繼電器、電壓繼電器、時間繼電器、中間繼電器、信號繼電器等繼電器中任選一到兩個繼電器進(jìn)行結(jié)構(gòu)和工作特性測試。實(shí)驗(yàn)要求：學(xué)會如何測試?yán)^電器的工作特性。21、22.三段式電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：熟悉線路三段式電流保護(hù)的原理，通過實(shí)驗(yàn)理解三段式保護(hù)之間的配合，加深對二次回路的認(rèn)識。實(shí)驗(yàn)要求：掌握三段式電流保護(hù)的原理。21、2、33.距離保護(hù)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：掌握輸電線路距離保護(hù)的原理以及特點(diǎn)，通過實(shí)驗(yàn)熟悉電網(wǎng)距離保護(hù)的處理流程，掌握距離保護(hù)的參數(shù)設(shè)置以及故障處理。實(shí)驗(yàn)要求：掌握輸電線路距離保護(hù)的原理。21、2、34.變壓器保護(hù)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：掌握變壓器的保護(hù)原理和配置方式，通過理解保護(hù)原理完成實(shí)驗(yàn)接線，調(diào)整實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)動作值的整定。實(shí)驗(yàn)要求：掌握根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)動作值的整定。21、2、3合計8五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，結(jié)合討論、案例、視頻資源共享、實(shí)驗(yàn)等教學(xué)手段完成課程教學(xué)任務(wù)和相關(guān)能力的培養(yǎng)。課程為省級在線開放課程，提供靈活的自主學(xué)習(xí)平臺，線上線下相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力；精選教學(xué)內(nèi)容，精講多練，安排習(xí)題課，鞏固課堂所學(xué)知識，促進(jìn)學(xué)生積極思考，開發(fā)學(xué)生的潛能。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，通過啟發(fā)式教學(xué)、討論式教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生繼電保護(hù)的基本理論、基本知識和基本技能。培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)際動手能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。六、課程資源1.推薦教材：（1）張保會,尹項根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(第二版)[M].北京:中國電力出版社,2010.2.參考書：（1）賀家李,李永麗.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理(第四版)[M].北京:中國電力出版社,2010.（2）梁國艷,楊捷.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及自動化[M].北京:中國電力出版社,2012.（3）葛耀中.高壓輸電線路高頻保護(hù)[M].北京:水利電力出版社,1987.（4）王維儉.發(fā)電機(jī)變壓器繼電保護(hù)應(yīng)用(第二版)[M].北京:中國電力出版社,2005.3.期刊：（1）IEEETransactionsonIndustrialElectronics,IEEE(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,電氣與電子工程師學(xué)會)主辦（2）電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,許昌智能電網(wǎng)裝備試驗(yàn)研究院主辦（3）電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報,天津大學(xué)主辦（4）電力系統(tǒng)自動化,國網(wǎng)電力科學(xué)研究院主辦（5）中國電力,國網(wǎng)能源研究院,中國電機(jī)工程學(xué)會主辦4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）中國大學(xué)MOOC.河南省在線開放課程.河南工學(xué)院.楊捷.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)./course/HAUE-1003363042（2）精品中文慕課(mooc)平臺.西安交通大學(xué).張保會.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)./courses/XJTU/ELEC3053/2015_T2/about（3）中國大學(xué)MOOC.南京工程學(xué)院.韓笑.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)./course/preview/NJIT-1001754184?tid=1001841189七、課程考核對課程目標(biāo)的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構(gòu)成，具體考核/評價細(xì)則及對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表4。表4課程考核對課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細(xì)則課程目標(biāo)123過程性考核課堂表現(xiàn)8（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問題情況進(jìn)行考核，滿分100分；（2）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?42作業(yè)8（1）主要考核學(xué)生對各章節(jié)知識點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨(dú)評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績；（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?42測試16（1）主要考核學(xué)生對各章節(jié)知識點(diǎn)的理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次階段測試單獨(dú)評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績；（3）以階段測試成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?84實(shí)驗(yàn)8（1）根據(jù)每個實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)操作完成情況和實(shí)驗(yàn)報告質(zhì)量單獨(dú)評分，滿分100分；（2）每次實(shí)驗(yàn)單獨(dú)評分，取各次實(shí)驗(yàn)成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績；（3）以實(shí)驗(yàn)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?42期末考核60（1）卷面成績100分，以卷面成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績；（2）主要考核繼電保護(hù)的基本原理、基本分析方法、常用公式及計算方法等內(nèi)容；（3）考試題型為：填空題、選擇題、判斷題、簡答題、計算題和分析題等類型。試卷中基本知識、基本理論、基本技能占50%左右，綜合應(yīng)用題、分析題占50%左右?！獭獭?03010合計：100分305020八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)、作業(yè)、期末考試等方式對學(xué)生進(jìn)行考核評價?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇善谀┰嚲沓煽兒瓦^程性考核成績組成。其中：期末試卷成績?yōu)?00分（權(quán)重60%），試題類型為填空題、選擇題、判斷題、簡答題、計算題和分析題等類型，試卷中基本知識、基本理論、基本技能的試題分值不超過50%，綜合應(yīng)用題、分析題不低于50%；課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)、作業(yè)等過程性考核成績?yōu)?00分（權(quán)重40%）；過程性考核和考試試題分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時基本成比例。2.過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評價標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表5。表5過程性考核方式評價標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x