電力系統(tǒng)繼電保護(hù)教學(xué)大綱 (一)

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)教學(xué)大綱

課程中文名稱：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)

課程英文名稱：RelayProtectionofPowerSystem

課程編號：C1013

學(xué)分：3

學(xué)時：48（其中：講課學(xué)時：48實(shí)驗(yàn)學(xué)時：0實(shí)踐學(xué)時：0）

先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、電路原理、電機(jī)學(xué)、電力系統(tǒng)分析、發(fā)電廠電氣部分、電

力系統(tǒng)信號分析與處理

適用專業(yè)：電氣工程及其自動化

課程類別：專業(yè)核心課/必修

使用教材：電力系統(tǒng)繼電保護(hù).張保會尹項(xiàng)根.中國電力出版社，2010,第2版

開課單位：電氣與新能源學(xué)院

一、課程性質(zhì)

《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》課程是電氣工程及其自動化專業(yè)必修的核心課程。本課程主要介

紹繼電保護(hù)裝置的基本原理、配置原則、整定計算方法和繼電保護(hù)基本原理在數(shù)字式保護(hù)裝

置中的基本實(shí)現(xiàn)方法。木課程涉及多門理論基礎(chǔ)課程和專業(yè)核心課程的綜合運(yùn)用，具有濃厚

的工程實(shí)際應(yīng)用背景。

二、教學(xué)目標(biāo)

1.本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中畢業(yè)要求2、畢業(yè)要求3和畢業(yè)要求4；

2.本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中畢業(yè)要求2中的指標(biāo)點(diǎn)2：能認(rèn)識到解決工程問題有多

種方案可選擇；

3.本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中畢業(yè)要求2中的指標(biāo)點(diǎn)5：能運(yùn)用電氣工程及其自動化

專業(yè)知識，分析電力生產(chǎn)過程的影響因素，證實(shí)解決方案的合理性；

4.本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中畢業(yè)要求3中的指標(biāo)點(diǎn)3：能夠通過模型構(gòu)建對工藝設(shè)

計、系統(tǒng)參數(shù)和設(shè)備指標(biāo)進(jìn)行計算；

5.本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中畢業(yè)要求3中的指標(biāo)點(diǎn)4：能夠通過集成單元過程完成

電力生產(chǎn)、裝備工藝和系統(tǒng)管理的流程設(shè)計，并對流程設(shè)計方案進(jìn)行優(yōu)選，體現(xiàn)創(chuàng)新意識；

6.本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中畢業(yè)要求4中的指標(biāo)點(diǎn)2：能夠基于專業(yè)理論，根據(jù)對

象特征，選擇研究路線，設(shè)計可行的實(shí)驗(yàn)方案。

三、教學(xué)內(nèi)容及要求

第一章緒論

1.教學(xué)內(nèi)容

（1）電力系統(tǒng)的正常、不正常工作狀態(tài)及故障狀態(tài)；

（2）繼電保護(hù)基本原理及其組成；

（3）對繼電保護(hù)的基本要求；

（4）繼電保護(hù)的發(fā)展簡史。

2.重、難點(diǎn)

（1）對保護(hù)的四項(xiàng)要求及其間的矛盾與統(tǒng)一。

3.考核要點(diǎn)

（1）繼電保護(hù)基本原理及其組成；

（2）對繼電保護(hù)的四項(xiàng)基本要求。

4.教學(xué)方法

本章內(nèi)容屬于介紹性的知識主要采用講授式的教學(xué)方法，以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，

思路引導(dǎo)為主線。通過引導(dǎo)學(xué)生分析故障前后電氣量的變化，講授繼電保護(hù)基本原理；通過

實(shí)例說明，講授繼電保護(hù)裝置的組成；結(jié)合工程實(shí)例，來加深對對保護(hù)的基本要求概念的理

解。

5.作業(yè)安排

與本章節(jié)相關(guān)的習(xí)題兩題

第二章電網(wǎng)的電流保護(hù)和方向性電流保護(hù)

1.教學(xué)內(nèi)容

（1）單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的電流保護(hù)；

（2）雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的方向性電流保護(hù)；

（3）中性點(diǎn)直接地電網(wǎng)中接地短路的零序電流及方向保護(hù)：

（4）中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中單相接地故障保護(hù)。

2.重、難點(diǎn)

（1）電流保護(hù)的原理和整定計算。

（2）分支系數(shù)的定義和計算；

（3）方向元件的原理和加裝原則；

（4）保護(hù)原理圖的閱讀。

3.考核要點(diǎn)

（1）電流繼電器動作電流、返回電流、返回系數(shù)的概念；

（2）電流保護(hù)的接線方式及其運(yùn)用范圍；

（3）三段式相間電流保護(hù)和零序電流保護(hù)的配置和整定計算；

（4）功率方向元件工作原理和電壓死區(qū)問題；

（5）最大、最小運(yùn)行方式下分支系數(shù)的計算方法；

（6）中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)單相接地故障特征及保護(hù)原理。

4.教學(xué)方法

主要采用講授式的教學(xué)方法，以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，思維訓(xùn)練為主線。通過對電

流保護(hù)概念的講解，整定公式的推導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納、總結(jié)，有效地獲取知識，為后面

學(xué)習(xí)繼電保護(hù)理論打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

5.作業(yè)安排

與本章節(jié)相關(guān)的習(xí)題兩題

第三章電網(wǎng)距離保護(hù)

1.教學(xué)內(nèi)容

（1）距離保護(hù)的基本原理與構(gòu)成；

（2）阻抗繼電器及其動作特性；

（3）阻抗繼電器的實(shí)現(xiàn)方法；

（4）距離保護(hù)的整定計算與對距離保護(hù)的評價；

（5）距離保護(hù)的振蕩閉鎖；

（6）故隙類型判別和故隙選相；

（7）距離保護(hù)特殊問題的分析；

（8）工頻故障分量距禽保護(hù)。

2.重、難點(diǎn)

（1）阻抗繼電器的動作特性和動作方程；

（2）系統(tǒng)振蕩時各電氣量的變化規(guī)律及振蕩閉鎖的措施：

（3）距離保護(hù)的整定計算。

3.考核要點(diǎn)

（1）間和接地阻抗繼電器接線方式的選擇和分析方法；

（2）I回特性、直線特性阻抗繼電器的動作特性和動作方程及其實(shí)現(xiàn)方法；

（7）電流互感器不平衡電流、分布電容電流和負(fù)荷電流對縱聯(lián)電流差動保護(hù)的影響。

4.教學(xué)方法

本章的特點(diǎn)是不同情況下，故障特征的分析與保護(hù)工作原理的分析?，教學(xué)方法以講授為

主，在講授的過程中，提出相應(yīng)的思考題，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣。

5.作業(yè)安排

與本章節(jié)相關(guān)的習(xí)題兩題

第五章自動重合閘

1.教學(xué)內(nèi)容

（1）自動重合閘的作用及對它的基本要求；

（2）輸電線路三相一次自動重合閘；

（3）高壓輸電線路的單相自動重合閘：

（4）高壓輸電線路綜合重合閘簡介。

2.重、難點(diǎn)

（1）重合閘最小時間整定；

（2）檢同期重合閘的同步檢定和無電壓檢定邏輯關(guān)系；

（3）重合閘前加速保護(hù)和后加速保護(hù)的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)；

（4）潛供電流的概念和來源。

3.考核要點(diǎn)

（1）自動重合閘的作用和對重合閘的基本要求；

（2）三相一次自動重合閘構(gòu)成和工作原理；

（3）檢同期自動重合閘的同步檢定和無電壓檢定功能的配合關(guān)系；

（4）重合閘動作時限的影響因素和整定計算原則；

（5）重合閘前加速保護(hù)和重合閘后加速保護(hù)及其配置原則；

（6）單相重合閘工作原理及其與繼電保護(hù)和選相元件的配合關(guān)系；

（7）潛供電流的產(chǎn)生原因及其對單相重合閘時限的影響。

4.教學(xué)方法

本章內(nèi)容屬于概念原理及邏輯性的知識，主要采用講授式的教學(xué)方法，以教師為主導(dǎo)，

學(xué)生為主體，通過基本概念原理的講解、特點(diǎn)的分析和形象的展示，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理解、歸

納、總結(jié)，有效地獲取知識。

5.作業(yè)安排

與本章節(jié)相關(guān)的習(xí)題兩題

第六章電力變壓器保護(hù)

1.教學(xué)內(nèi)容

（1）電力變壓器的故障類型和不正常工作狀；

（2）變壓器的縱差列保護(hù)；

（3）變壓器的勵磁消流及鑒別方法；

（4）變壓器相間短路的后備保護(hù)；

（5）變壓器接地短路的后備保護(hù)；

（6）變壓器保護(hù)配置原則。

2.重、難點(diǎn)

（1）變壓器的縱差動保護(hù)的特點(diǎn)及其不平衡電流的分析：

（2）變壓器縱差動保護(hù)不平衡電流產(chǎn)生原因及其瀛小方法。

3.考核要點(diǎn)

（1）變壓器的故障類型和不正常工作狀；

（2）變壓器縱差動保護(hù)不平衡電流產(chǎn)生原因及其減小方法；

（3）變壓器縱差動保護(hù)的工作原理和整定計算原則；

（4）變壓器勵磁涌流產(chǎn)生機(jī)理及其鑒別方法；

（5）變壓器相間短路后備保護(hù)的特點(diǎn)；

（6）多臺變壓器并聯(lián)運(yùn)行時的接地保護(hù)配置原則和跳閘邏輯；

（7）變壓器主保護(hù)和后備保護(hù)的配置原則。

4.教學(xué)方法

本章內(nèi)容屬于分析計算性的知識主要采用講授式的教學(xué)方法，以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主

體，思路引導(dǎo)為主線。運(yùn)用類比式教學(xué)法，講授線路縱暇保護(hù)與變壓器差動保護(hù)的相似之處

和區(qū)別，引出變壓器縱差動保護(hù)不平衡電流原因及其對黃；通過單相變壓器空載合閘的具體

實(shí)例，結(jié)合公式推導(dǎo)和作圖法，分析變壓器勵磁涌流產(chǎn)生的原因和勵磁涌流的特點(diǎn)，引出三

相變壓器勵磁涌流的鑒別方法。

5.作業(yè)安排

與本章節(jié)相關(guān)的習(xí)題兩題

笫七章發(fā)電機(jī)保護(hù)

1.教學(xué)內(nèi)容

（1）發(fā)電機(jī)的故障、不正常運(yùn)行狀態(tài)；

（2）發(fā)電機(jī)定子繞組短路故障的保護(hù)：

（3）發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)；

（4）發(fā)電機(jī)負(fù)序電流保護(hù)；

（5）發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)；

（6）發(fā)電機(jī)的失步保護(hù)；

（7）發(fā)電機(jī)勵磁回路接地保護(hù)。

2.重、難點(diǎn)

（1）發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的工作原理和整定原則；

（2）100%保護(hù)范圍的發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)工作原理；

（3）電機(jī)失磁保護(hù)、失步保護(hù)。

3.考核要點(diǎn)

（1）發(fā)電機(jī)的故障類型和不正常工作狀；

（2）發(fā)電機(jī)主保護(hù)和后備保護(hù)的的配置原則；

（3）定子繞組相間短路的縱差保護(hù)工作原理和整定原則；

（4）定子繞組匝間短路的橫差保護(hù)工作原理和整定原則；

（5）基于零序電壓和三次諧波電壓的定子繞組單相接地保護(hù)工作原理和整定原則：

（6）定子繞組不對稱短路的負(fù)序電流保護(hù)工作原理和整定原則；

（7）發(fā)電機(jī)失磁、失步保護(hù)和勵磁系統(tǒng)接地保護(hù)工作原理和整定原則。

4.教學(xué)方法

本章內(nèi)容屬于發(fā)電機(jī)保護(hù)技術(shù)，主要采用講授式的教學(xué)方法，以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主

體，思維訓(xùn)練為主線。通過發(fā)電機(jī)保護(hù)概念的講解，發(fā)電機(jī)故障的分類，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行資料

查詢，背景了解，全面掌握發(fā)電機(jī)保護(hù)的基礎(chǔ)。

5.作業(yè)安排

與本章節(jié)相關(guān)的習(xí)題兩題

第八章母線保護(hù)

1.教學(xué)內(nèi)容

（1）母線故障和裝設(shè)母線保護(hù)基本原則；

（2）母線差動保護(hù)基本原理；

（3）母線保護(hù)的特疚問題及具對策；

（4）斷路器失靈保護(hù)簡介。

2.重、難點(diǎn)

（1）母線保護(hù)的特歡問題及其對策。

3.考核要點(diǎn)

（1）母線保護(hù)的作用和配置原則；

（2）固定連接母線差動保護(hù)的工作原理和整定原則；

（3）電流比相式母線差動保護(hù)的工作原理；

（4）比率制動式母線差動保護(hù)的基本判據(jù)和整定原則；

（5）電流互感器飽和、母線運(yùn)行方式切換和斷路器接線方式對母差保護(hù)的影響；

（6）中阻抗母線差匆保護(hù)和數(shù)字式母線差動保護(hù)的抗電流互感器飽和原理；

（7）斷路器失靈保護(hù)的工作原理和動作邏輯。

4.教學(xué)方法

本章內(nèi)容屬于介紹性的知識主要采用講授式的教學(xué)方法，以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，

思路引導(dǎo)為主線。通過與渝電線路、發(fā)電機(jī)、變壓器差動保護(hù)的類比，突出母線差動保護(hù)的

特點(diǎn)；利用多媒體展示母線差動保護(hù)在正常運(yùn)行以及區(qū)內(nèi)外故障情況下的電流分布，幫助學(xué)

生加深對分析方法的掌握，

5.作業(yè)安排

與本章節(jié)相關(guān)的習(xí)題兩題

第九章數(shù)字式繼電保護(hù)技術(shù)

1.教學(xué)內(nèi)容

（1）數(shù)字式保護(hù)裝置硬件原理概述；

（2）數(shù)字式保護(hù)的數(shù)據(jù)采集與數(shù)字漉波；

（3）數(shù)字式保護(hù)的特征量算法；

（4）數(shù)字式保護(hù)的基本動作判據(jù)的算法：

（5）數(shù)字式保護(hù)裝置的軟件構(gòu)成。

2.重、難點(diǎn)

（1）數(shù)據(jù)采集與數(shù)字濾波；

（2）數(shù)字式保護(hù)特征量算法；

（3）保護(hù)基本動作判據(jù)。

3.考核要點(diǎn)

（1）數(shù)字式保護(hù)的概念與與模擬式保護(hù)裝置的區(qū)別；

（2）微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)硬件構(gòu)成各模塊的功能和原理；

（3）簡單數(shù)字源波器基本原理及其設(shè)計方法；

（4）正弦信號的幅值、相位和功率的數(shù)字式保護(hù)算法；

（5）非正弦信號特征量的全周傅式算法；

（6）啟動判據(jù)、相位比較判據(jù)、幅值比較判據(jù)和功率方向判據(jù)的數(shù)字式保護(hù)算法；

（7）數(shù)字式保護(hù)裝置的軟件的基本功能，能夠保護(hù)裝置軟件的故障處理流程。

4.教學(xué)方法

本章內(nèi)容屬于保護(hù)數(shù)字化實(shí)現(xiàn)技術(shù)，是學(xué)習(xí)微機(jī)保護(hù)的基礎(chǔ)，主要采用講授式的教學(xué)方

法，以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，思維訓(xùn)練為主線。通過微機(jī)保護(hù)概念的講解，軟硬件的構(gòu)

成，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行資料查詢，背景了解，有效地獲取知識，為下面學(xué)習(xí)微機(jī)保護(hù)實(shí)現(xiàn)理論打

下堅(jiān)實(shí)的某礎(chǔ)。

5.作業(yè)安排

與本章節(jié)相關(guān)的習(xí)題兩題

四、學(xué)時分配及對畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐

支撐的畢業(yè)學(xué)時分配

章節(jié)教學(xué)內(nèi)容

要求指標(biāo)點(diǎn)講課實(shí)驗(yàn)實(shí)踐

電力系統(tǒng)的正常、不正常工作狀態(tài)及故障狀

第一章

態(tài)：維電保護(hù)基本原理及其組成：對納電保2-2200

緒論

護(hù)的基本要求；繼電保護(hù)的發(fā)展簡史。

第二章單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相同短路的電流保護(hù)；雙側(cè)電

電網(wǎng)的電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的方向性電流保護(hù)：中性點(diǎn)

流保護(hù)和直接地電網(wǎng)中接地短路的零序電流及方向保2-2,2-5,3-3,3-41000

方向性電護(hù)：中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中單相接地故障

流保護(hù)保護(hù)。

距離保護(hù)的基本原理與構(gòu)成；阻抗繼電器及

第三章其動作特性：阻抗繼電器的實(shí)現(xiàn)方法：距離

電網(wǎng)距離保護(hù)的整定計算與對距離保護(hù)的評價；距離

2-2,2-5,3-3,3-4800

保護(hù)保護(hù)的振蕩閉鎖;故障類型判別和故障選相:

距離保護(hù)特殊問題的分析；工頻故障分量距

離保護(hù)。

第四章輸電線路縱聯(lián)保護(hù)概述：輸電線路縱聯(lián)保護(hù)

輸電線縱兩側(cè)信息的交換；方向比較式縱聯(lián)保護(hù)；縱2-2,2-5,3-4400

聯(lián)保護(hù)聯(lián)電流差動保護(hù)，

第五章自動重合閘的作用及對它的基本要求；輸電

2-2,2-5,3-4400

自動重合線路三相一次自動重合閘；高壓輸電線路的

閘單相自動重合閘；高壓輸電線路綜合重合閘

簡介。

電力變壓器的故障類型和不正常工作狀；變

第六章

壓器的縱差動保護(hù)：變壓器的勵磁涌流及鑒

電力變壓

別方法；變壓器相間短路的后備保護(hù)；變壓2-2,2-5,3-4600

器保護(hù)

器接地短路的后備保護(hù)：變壓器保護(hù)配置原

則。

發(fā)電機(jī)的故障、不正常運(yùn)行狀態(tài)及其保護(hù)方

第七章

式，發(fā)電機(jī)定子澆組短路故障的保護(hù)，發(fā)電

發(fā)電機(jī)保

機(jī)定子繞組單相接地保護(hù)，發(fā)電機(jī)負(fù)序電流2-2,2-5,3-4600

護(hù)

保護(hù)，發(fā)電機(jī)的失磁保護(hù)，發(fā)電機(jī)的失步保

護(hù)，發(fā)電機(jī)勵磁回路接地保護(hù)。

第八章母線故障和裝設(shè)母線保護(hù)基本原則；母線差

母線保護(hù)動保護(hù)基本原理；母線保護(hù)的特殊問題及其2-2,2-5,3-4400

對策；斷路器失靈保護(hù)簡介。

第九章

數(shù)字式保護(hù)裝置硬件原理概述、數(shù)字式保護(hù)

數(shù)字式繼

的數(shù)據(jù)采集與數(shù)字濾波、數(shù)字式保護(hù)的特征

電保護(hù)技2-2,4-2400

量算法、數(shù)字式俁護(hù)的基本動作判據(jù)的算法、

術(shù)

數(shù)字式保護(hù)裝置的軟件構(gòu)成。

合計4800

五、考核方式及成績評定標(biāo)準(zhǔn)

1、課程考核方式：

考核方式包括：課堂考勤及表現(xiàn)、平時及作業(yè)、專題討論和期末考試。期末考試采用閉

卷筆試。

2、課程成績評定標(biāo)準(zhǔn)

課程成績=課堂考勤及表現(xiàn)x20%+平時作業(yè)x20%+專題討論xlO%+期末考試X50%

成績的具體構(gòu)成如下：

考核形式分值考核細(xì)則

出勤率90%以上；課堂點(diǎn)名回答問題基本概念清晰，解決問

題的方案正確、合理，能提出不同的解決問題方案，積極參與

1.課堂考勤及表現(xiàn)20

課堂交流，能組織同組學(xué)生進(jìn)行討論學(xué)習(xí)，能帶動與激勵同組

伙伴的求知欲，按20%計入課程總成績。

作業(yè)嚴(yán)格按要求并及時完成：書寫清晰、邏輯性強(qiáng)，正確率

2.平時作業(yè)20

95%以上，沒有抄襲情況，按20%計入課程總成績。

基本概念清晰，解決問題的方案正確、合理.，能提出不同的解

3.專題討論10

決問題方案，積極參與課堂交流，按