电力系统微机保护教学大纲

电力系统微机保护教学大纲课程中文名称：电力系统微机保护课程英文名称：MicrocomputerRelayProtectionofPowerSystem课程编号：204T0577学分：1学时：16先修课程：单片机原理及应用、电力系统信号分析与处理、电力系统继电保护适用专业：电气工程及其自动化、电气工程及其自动化（输电线路工程方向）课程类别：专业拓展课/选修使用教材：《微型机继电保护基础》（第四版）杨奇逊、黄少峰编著中国电力出版社2013开课单位：电气与新能源学院课程简介：“电力系统微机保护”重点介绍了如何用微型机来实现继电保护功能的各种基本方法，包括微机保护的硬件原理、数字滤波器、微机保护的算法、提高微机保护可靠性的措施和微机保护程序流程等。通过本课程的学习，有利于学生掌握微机保护原理及技术，为学生毕业后从事变电站综合自动化、微机保护的工作和继电保护相关科学研究打下必要的理论基础。一、课程性质本课程是电气工程及其自动化专业和电气工程及其自动化（输电线路工程方向）专业的专业拓展选修课程。微机保护是指将微型机、微控制器等器件作为核心部件并与继电保护原理结合构成的微型机继电保护装置，微机保护在电力系统中得到了迅速的推广和应用。学习这门课程有利于学生掌握微机保护装置的基本构成和原理，为学生毕业后从事变电站综合自动化、微机保护的工作和继电保护相关科学研究打下必要的理论基础。二、课程目标：课程目标1：通过课程学习，掌握微机保护的硬件构成和程序流程。课程目标2：通过课程学习，了解数字滤波器的类型和设计方法，并能选取恰当的方法设计微机保护所需要的数字滤波器。课程目标3：通过课程学习，掌握微机保护中常用的、实现继电保护不同功能的算法。三、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标对毕业要求的支撑关系1.工程知识指标点1.4：能够将数学、自然科学、工程科学的知识和数学模型方法用于电力系统专业工程问题解决方案的比较与综合。课程目标22.问题分析指标点2.3：能认识到解决电力系统工程问题有多种方案可选择，会通过文献研究寻求可替代的解决方案。课程目标33.设计/开发解决方案指标点3.1：掌握电力系统工程设计和产品开发全周期、全流程的基本设计/开发方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。课程目标1四、教学内容及要求第一章微机保护的硬件原理1.教学内容：了解微机保护的定义，DSP技术的应用，网络化硬件电路，硬件技术的展望，掌握数据采集系统，开关量输入及输出回路。2.重点难点：数据采集系统、开关量输入及输出回路3.课程思政融入点：从我国微机保护的发展与推广，与发达国家相关产业对比，培养学生的爱国情怀和奋发图强的精神4.考核要点：两种不同类型数据采集系统的构成、开关量输入和输出信号类型5.教学方法：讲授、雨课堂及多媒体教学、课堂讨论、课外作业6.作业安排：查阅资料了解继电保护装置发展过程、分析微机保护相对传统继电保护的优势第二章数字滤波器1.教学内容：了解连续时间系统的频率特性和冲激响应，离散时间信号的频谱，Z变换，离散时间系统的单位冲击相应和频率特性，非递归型数字滤波器，递归型数字滤波器，掌握零、极点法设计数字滤波器，数字滤波器型式的选择。2.重点难点：零、极点法设计数字滤波器3.课程思政融入点：结合电力系统生产需求设计数字滤波器的教学过程中，引入在实际工作中应努力探索未知，培养学生追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。4.考核要点：零、极点法设计数字滤波器5.教学方法：讲授、雨课堂及多媒体教学、课堂讨论、课外作业6.作业安排：利用零、极点法分别设计高压输电线路保护、制动特性变压器差动保护和发电机定子绕组接地保护所需的数字滤波器第三章微机保护的算法1.教学内容：了解假定输入量为正弦量的算法，突变量电流算法，傅里叶级数算法，最小二乘方算法，算法的动态特性，算法的选择，掌握选相方法，R-L模型算法，故障分量阻抗继电器，阻抗继电器的补偿系数与按相补偿，减小过渡电阻影响的方法。2.重点难点：了选相方法、R-L模型算法、故障分量阻抗继电器、减小过渡电阻影响的方法3.课程思政融入点：以微机保护为寻求更快速更准确计算高压线路保护所需要的信息为例，介绍各种算法的发展和改进，强化学生工程伦理教育，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。4.考核要点：选相算法、R-L模型算法、减小过渡电阻影响的方法5.教学方法：讲授、雨课堂及多媒体教学、课堂讨论、课外作业6.作业安排：利用仿真软件编写相关微机保护算法程序。第四章提高微机保护可靠性的措施1.教学内容：掌握干扰源和串入微机弱电系统的途径，抗干扰措施，了解自动检测，多重化和容错技术、电磁兼容。2.重点难点：干扰源和串入微机弱电系统的途径、抗干扰措施3.课程思政融入点：从实际电力系统中微机保护装置可能面对的多种干扰源，可能导致微机保护工作出错从而对整个电力系统产生危害的后果，提高学生正确认识、分析和解决问题的能力，培养学生精益求精的科学精神。4.考核要点：抗干扰措施5.教学方法：讲授、雨课堂及多媒体教学、课堂讨论、课外作业6.作业安排：查阅资料寻找实际生产中微机保护装置的抗干扰的措施。第五章微机保护程序流程1.教学内容：了解程序流程的基本结构，掌握电流保护流程图，高压线路保护流程图2.重点难点：高压线路保护流程图3.课程思政融入点：以高压线路保护流程图中各环节的功能为例，引导学生掌握微机保护程序设计的基本设计和开发方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素，培养学生严谨的科学态度。4.考核要点：高压线路保护流程图5.教学方法：讲授、雨课堂及多媒体教学、课堂讨论、课外作业6.作业安排：查阅微机保护装置生产厂家资料学习220kV及以上高压输电线路的保护配置和程序流程。五、教学内容对课程目标的支撑关系章节教学内容支撑的毕业要求指标点学时分配讲课实验第1章概述、数据采集系统，开关量输入及输出回路，DSP技术的应用，网络化硬件电路，硬件技术的展望3.12第2章连续时间系统的频率特性和冲激响应，离散时间信号的频谱，Z变换，离散时间系统的单位冲击相应和频率特性，非递归型数字滤波器，递归型数字滤波器，零、极点法设计数字滤波器，数字滤波器型式的选择1.44第3章假定输入量为正弦量的算法，突变量电流算法，选相方法，傅里叶级数算法，R-L模型算法，故障分量阻抗继电器，阻抗继电器的补偿系数与按相补偿，减小过渡电阻影响的方法，最小二乘方算法，算法的动态特性，算法的选择2.36第4章干扰源和串入微机弱电系统的途径，抗干扰措施，自动检测，多重化和容错技术、电磁兼容3.12第5章程序流程的基本结构，电流保护流程图，高压线路保护流程图3.12合计16六、考核方式及成绩评定标准1.课程考核方式：课堂考勤及表现、平时及作业、单元测试、课堂讨论和期末考试，期末考试采用开卷考试。支撑毕业要求课程目标考核与评价方式合计平时成绩（40%）期末考试（60%）课堂表现15%课堂讨论5%课程作业15%单元测试15%开卷考试指标点1.4课程目标2101525指标点2.3课程目标3203050指标点3.1课程目标1101525总分占比%40601002.课程成绩评定标准课程目标考核要求评分标准高于预期达到预期低于预期优秀良好合格不合格课程目标1：通过课程学习，掌握微机保护的硬件构成和程序流程。（25分）平时表现课程作业单元测试课堂讨论课程考试23-2520-2215-19<15课程目标2：通过课程学习，了解数字滤波器的类型和设计方法，并能选取恰当的方法设计微机保护所需要的数字滤波器。（50分）平时表现课程作业单元测试课堂讨论课程考试45-5040-4430-39<30课程目标3：通过课程学习，掌握微机保护中常用的、实现继电保护不同功能的算法。（25分）平时表现课程作业单元测试课堂讨论