杨利水电力继保自动装置教案1

授课教案课程名称电力系统继电保护与自动装置授课班级课程形式授课单元电力系统继电保护基础知识课时教学地点授课对象高职电力专业二年级学生教学资料参考教材《电力系统继电保护与自动装置》，杨利水著，中国电力出版社。PPT课件。学情分析“概述”内容强调电力安全、可靠的重要性，电力系统系统继电保护的基本概念、作用、要求等。电力系统继电保护与自动装置的内涵及其分类。作为第一节课，这些内容对学生来说很重要，是学生学好后续课程的基础。本节课内容较宽泛和概括，高职学生基础水平差异很大，接受本节内容可能会比较困难。教学时应注意这种情况，尽量用通俗易懂的语言讲解，多举案例授课，使学生能感性上对所学知识有所掌握。教学目标知识目标了解电力系统继电保护与自动装置的内涵及主要内容；掌握继电保护的概念、组成、作用、要求等；能力目标初步掌握继电保护的组成和工作原理。素质目标提高电力安全意识，提高科学技术意识。德育目标培养孩子热爱生活、热爱工作的道德情操。强调课堂纪律，培养学生纪律意识和良好的行为习惯。教学重点电力系统继电保护与自动装置的内涵、工作原理；继电保护的主要分类。教学难点继电保护的组成和工作原理。教学设计思路“概述”部分是对本门课程中心内容的介绍，也是对本门课程的整体介绍，在本部分要对本门课的意义、主要内容结构、课程性质、考查方式、纪律要求等做介绍，使学生对课程总体有整体概念。然后，以数据和案例引起学生对电力安全的注意和对继电保护对电力安全作用的理解，进而引入课程。本节课要注重对电力系统继电保护组成和工作原理进行介绍和简单的二次保护回路的讲解，为后续学习打下基础。教学过程及内容教学过程教学内容教学设计说明课前预习提前给学生布置和推送电力安全重要性、继电保护系统概念、基本要求等相关知识的课件和视频，让学生预习。因为这是学期第一节课，提前联系学生较困难，尽力联系，但需少准备预习内容，做好联系不上的准备。课中情境导入（分钟）事故数据和案例引起学生重视电力安全和对继电保护装置的理解。重点难点讲授（分钟）重点：电力系统继电保护与自动装置的内涵、工作原理；继电保护的主要分类。难点：电力系统继电保护的工作原理。问题1.电力系统继电保护与自动装置的内涵如何讲解？解决：电力系统和自动装置分解开来讲，结合电力专业的专业名字，让学生对本课程有个深刻了解。问题2.如何让学生对继电保护有个比较感性的认识解决：继电保护动作原理图的讲解。模拟实训（分钟）课堂测验（分钟）课堂小结（分钟）电力系统继电保护与自动装置的内涵；电力系统继电保护的分类；电力系统继电保护自动动作过程环节。课后预习下节课的继电保护元器件（互感器）的原理图。教学反思教案附页任务一保障电力系统的安全可靠性【任务导读】安全可靠地提供高质量的电能是电力系统的核心任务。1.安全性自身、他人、设备。电力生产工作的方针：安全第一，预防为主。2.可靠性充裕度和安全性。衡量一个国家经济发达程度的标准之一。3.措施电力系统的故障千变万化，提高电力系统故障情况下可靠性的措施也多种多样。可以通过设置电力系统继电保护的方法来提高电力系统的安全可靠性。概述

1.电力系统继电保护与自动装置的内涵及外延电力系统继电保护与自动装置是研究通过自动化元件控制电力系统内电气设备的一门应用技术，是电力系统自动控制实用领域之一。电力系统自动控制是实现电力系统自动化的技术基础，而电力系统继电保护与自动装置作为电力系统自动控制实用领域之一。2.电力系统继电保护与自动装置的分类1)电力系统自动监控;2)电力系统继电保护与自动装置;3)发电厂动力机械自动控制4)电力安全装置模拟：安全性、可靠性、稳定性，移植性数字：价格（一）、微型计算机系统：控制功能单一、简单（二）、工业控制计算机系统：控制功能要求高、软件任务重（三）、集散系统和现场总线系统：分散的多对象的成套监控注：此处举例家庭智能家居，电器智能控制。3.电力系统继电保护与自动装置控制实例一、电力系统继电保护的作用（１）当电力系统的被保护元件发生故障时，继电保护装置应能自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，并保证无故障部分迅速恢复正常运行。（２）当电力系统被保护元件出现异常运行状态时，继电保护应能及时反应，并根据运行维护条件，动作于发出信号、减负荷或跳闸。此时一般不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免不必要动作和由于干扰而引起的误动作。二、继电保护的基本原理和保护装置的组成三、对继电保护的基本要求1.可靠性2.选择性3.灵敏性4.速动性四、电力系统继电保护的发展授课教案课程名称电力系统继电保护与自动装置授课班级课程形式授课单元继电保护的基本元件课时教学地点授课对象高职电力专业二年级学生教学资料参考教材《电力系统继电保护与自动装置》，杨利水著，中国电力出版社。PPT课件。学情分析学生对电压互感器和电流互感器都有接触，通过本节课的学习加深对两种器件的理解，尤其是其在电力系统继电保护中的作用。学生已有知识对于理解本节课程难度并不大。教学目标知识目标了解电压互感器和电流互感器的构造、原理、作用、特性参数；掌握互感器在二次回路中的应用；能力目标初步了解“三步法”和具备用三步法读图的能力。素质目标电力安全意识，培养电力岗位职业素养。德育目标培养孩子热爱生活、热爱工作的道德情操。强调课堂纪律，培养学生纪律意识和良好的行为习惯。教学重点电压互感器和电流互感器的构造、原理、作用、特性参数教学难点电压互感器和电流互感器的构造、原理、作用、特性参数教学设计思路学生对电压互感器和电流互感器都有接触，通过本节课的学习加深对两种器件的理解，尤其是其在电力系统继电保护中的作用。学生已有知识对于理解本节课程难度并不大。初步介绍三步法，对电力系统继电保护二次回路的识读图进行简单介绍。教学过程及内容教学过程教学内容教学设计说明课前预习电压互感器和电流互感器的构造、原理、作用、特性参数；掌握互感器在二次回路中的应用；；三步法的理解。课中情境导入（分钟）通过发电厂能发电，进而引导学生知道发电厂也需要耗电，引出厂用电概念。重点难点讲授（分钟）重点：了解电压互感器和电流互感器的构造、原理、作用、特性参数；难点：掌握互感器在二次回路中的应用；三步法读图能力问题：三步法读图能力的学习。解决：首先是用简短词语概括三步法，让学生容易记忆；然后举例实际利用三步法分析和读图。模拟实训（分钟）课堂测验（分钟）互感器在继电保护回路中的动作分析课堂小结（分钟）了解电压互感器和电流互感器的构造、原理、作用、特性参数；互感器在二次回路中的应用；课后教学反思教案附页主要教学内容与时间分配：一、高、低压电流互感器的认知LQJ—10型电流互感器如图2-18所示。高压电流互感器多制成不同准确度级的两个铁心和两个二次绕组，难确度级有0.5级和3级，分别接测量仪表和继电器，以满足测量和保护的不同要求。二、安装内容与步骤把电流互感器接成满足下列要求的接线形式：（1） 一相式；（2） 两相V形；（3） 两相电流差；（4） 三相星形。三、注意事项(1)电流互感器在工作时其二次侧不得开路电流互感器开路时，严重后果：①铁心由于磁通剧增而过热，并产生剩磁，降低铁心推确度；②电流互感器二次绕组匝数远比—欢绕组多，故二次侧可感应出危险的高电压，危及人身和设备安全。因此电流互感器在工作时二次则不允许开路，在安装时，其二次接线要求牢靠，且不允许接入熔断器和开关。(2)电流互感器的二次侧有—端必须接地。为了防止其一、二次绕组间绝缘击穿时，一次侧的高电压窜人二次侧，危及人身和设备安全，电流互感器的二次侧有一端必须接地。(3)电流互感器在连接时，要注意其端子的极性。在安装和使用电流互感器时，一定要注意端子的极性，否则其二次侧所接仪表、继电器中流过的电流就不是预想的电流，影响正确测量，甚至引起事故。授课教案课程名称电力系统继电保护与自动装置授课班级课程形式授课单元继电保护的基本元件（继电器）课时教学地点授课对象高职电力专业二年级学生教学资料参考教材《电力系统继电保护与自动装置》，杨利水著，中国电力出版社。PPT课件。学情分析学生对互感器有了了解，对于继电器这个继电保护中的重要元器件，与互感器有类似的地方，接受本节课有了基础，但更多的是与互感器的不同，需要区分，以免学生混淆。学生在电工实训课程中学习了继电器的原理，本节课主要是学会读二次回路的原理展开图，是对继电器的具体应用。比较抽象，逻辑性强，学生接受有一定难度。教学目标知识目标电磁式继电器的构造和原理；电磁式继电器的动作回路。能力目标学会用三步法进行二次回路原理展开图的读图；电力二次回路图的逻辑分析能力。素质目标细心认真的学习精神；较强的逻辑分析。德育目标认真负责的工作精神，爱岗敬业的价值观念。教学重点常见继电器的结构和工作原理原理；继电保护二次回路原理展开图的分析读图。教学难点继电保护二次回路原理展开图的分析读图。教学设计思路模拟型继电保护的回路原理展开图是电力专业学生的重要学习知识点和技能掌握点，本节课主要介绍基于电流继电器的继电保护原理展开图，因图中涉及到电流继电器等知识，故上课开始，首先对这两个器件进行介绍。然后，按三步法进行逐步讲解，注意使用图片、PPT动画多媒体资料的使用，帮助学生理解，注意逐行逐个元件的给学生讲解，让学生彻底明白，为以后学习打下基础，不要开始就掉队。教学过程及内容教学过程教学内容教学设计说明课前预习电磁式继电器的结构和工作原理。课中情境导入（分钟）继电保护系统的动作原理和过程与人体动作的对应关系，引入正课。重点难点讲授（分钟）重点：常见继电器的结构和工作原理原理；继电保护二次回路原理展开图的分析读图。难点：常见继电器的结构和工作原理原理；继电保护二次回路原理展开图的分析读图。问题1.继电器结构复杂，种类繁多，学生很难抽象的理解其结构和原理。解决：拿真正的继电器给学生展示，并用图片展示其工作原理和内部结构。问题2.继电保护二次回路原理展开图涉及知识较多，逻辑性非常强，如何让学生跟上课程节奏。解决：提前将图中涉及到的较难的知识点单独解决，讲课时“一气呵成”，多提醒学生抬头听讲。模拟实训（分钟）课堂测验（分钟）课堂小结（分钟）常见继电器的结构和工作原理原理；继电保护二次回路原理展开图的分析读图。课后课后作业教学反思教案附页主要教学内容与时间分配：一、继电器1.电磁型电流继电器2.电磁型电压继电器3.电磁式时间继电器4.电磁式信号继电器二、电流互感器选定保护用的电流互感器时，都要按电流互感器误差曲线校验。如果已知电流互感器的一次电流倍数，就可从对应的误差曲线查得允许的二次负荷阻抗。只要实际的二次负荷阻抗≤就满足要求。三、对称分量滤过器四、变换器五、电流继电器的检测（一）检测目的1． 熟悉DL型电流继电器实际结构。2． 掌握动作电流值及返回系数的整定方法。（二）检测原理DL—20c系列电流继电器用于发电机、变压器及输电线路短路和过负荷的继电保护装置中。（三）实训内容与步骤1．电流继电器的动作电流和返回电流测试1）选择THEEGP-1型继保及电气二次实训柜的一只DL—23C/6型电流继电器，确定动作值并进行初步整定。本实训中整定值为2A及4A的两种工作状态见表1-3-1。2）按图2-16接线，检查无误后，启动电源，调节自耦调压器或变阻器，缓慢增大输出电流，使继电器动作。读取能使继电器恰好动作的最小电流值，即使常开触点由断开变成闭合的最小电流，记入表1-3-1；动作电流用Iop表示。继电器动作后，反向调节自耦调压器及变阻器缓慢降低输出电流，使触点开始返回至原来位置时的最大电流称为返回电流，用Ire表示，读取此值并记入表2-3，并计算返回系数；继电器的返回系数是返回电流与动作电流的比值，用Kre表示。授课教案课程名称电力系统继电保护与自动装置授课班级课程形式授课单元输电线路电流保护（速断）课时教学地点授课对象高职电力专业二年级学生教学资料参考教材《电力系统继电保护与自动装置》，杨利水著，中国电力出版社。PPT课件。学情分析学生学习完模拟型继电保护的基本元器件装置后，对继电保护有了一定了解，有助于接受本节内容；但是学习了上节课内容后可能会对学生形成一种惯性思维，以分析电路结构和功能为唯一重要的学习点，造成学习障碍。应该让学生转换思维，从结构、功能到参数和逻辑并重。教学目标知识目标(1)会计算电流电压保护整定值。(2)熟悉电流电压保护接线。能力目标会进行线路电流电压保护装置参数的整定。素质目标学习和利用科学和知识到实际中的能力。德育目标爱岗敬业的工作精神教学重点输电线路继电保护装置结构和功能；计算电流电压保护整定值；熟悉电流电压保护接线。教学难点输电线路继电保护装置结构和功能；计算电流电压保护整定值。教学设计思路学生前续学习完模拟型继电保护装置的基本元器件后，对继电保护的主要功能有了一定了解，有助于接受本节内容；但是学习了上节课内容后可能会对学生形成一种惯性思维，以分析电路结构和功能为唯一重要的学习点，造成学习障碍。应该让学生转换思维，从结构、功能到参数和逻辑并重。首先，让学生通过图片和动画了解模拟型继电保护设备和数字型设备，有直观的认识；然后，在此基础上介绍模拟型机电保护系统的结构和功能、工作原理，让学生尽快转换到本节课的思维分析思路上来。最后，分析电路图时候，注意利用逻辑电路图的知识。教学过程及内容教学过程教学内容教学设计说明课前预习输电线路继电保护系统的分类和组成。课中情境导入（分钟）利用输电线路的所处环境特点（室外、距离长）分析引入课程，使学生迅速转换到本节课的思路上。重点难点讲授（分钟）重点：输电线路继电保护装置结构和功能；计算电流电压保护整定值；熟悉电流电压保护接线。难点：输电线路继电保护装置结构和功能；计算电流电压保护整定值。问题.逻辑图分析对于学生来说比较陌生，如何引导？解决：在讲逻辑图之前，先给学生复习补习逻辑运算相关知识。模拟实训（分钟）课堂测验（分钟）课堂小结（分钟）输电线路继电保护装置结构和功能；计算电流电压保护整定值；熟悉电流电压保护接线。课后课后作业教学反思教案附页一、无时限电流速断保护（一）无时限电流速断保护的工作原理和整定计算当系统电源电势一定，线路上任一点发生短路故障时，短路电流的大小与短路点至电源之间的电抗（忽略电阻）及短路类型有关，三相短路和两相短路时，流过保护安装地点的短路电流可用下式表示（二）线路—变压器组瞬时电流速断保护（三）接线实训1． 掌握过流保护的电路原理，深入认识继电保护二次原理接线图和展开接线图。2． 掌握识别本实训中继电保护实际设备与原理接线图和展开接线图的对应关系，为以后各项实训项目打下良好的基础。3． 进行实际接线操作,掌握过流保护的整定调试和接线方法。二、实训原理三、实训内容与步骤对于3～66kV供电线路,作为线路的相间短路保护，主要采用带时限的过电流保护和瞬时动作的电流速断保护。如果过电流保护时限不大于0.5～0.7s时，可不装设电流速断保护。相间短路动作于跳闸，以切除短路故障。授课教案课程名称电力系统继电保护与自动装置授课班级课程形式授课单元输电线路接地保护课时教学地点授课对象高职电力专业二年级学生教学资料参考教材《电力系统继电保护与自动装置》，杨利水著，中国电力出版社。PPT课件。学情分析学生前续学习了三段式电流速断保护的结构和原理，有了一定的二次回路原理展开图的分析能力和继电保护工作原理的分析能力。但是本任务涉及零序的概念，难度更大，原理更复杂，对学生要求很高。教学目标知识目标1、了解三相交流电的相序问题。2、理解零序接地保护的工作原理。3、掌握零序接地保护的适用情况。能力目标1、线路零序接地保护的接线和安装；2、线路零序接地保护的运行维护。素质目标电力工作的安全意识德育目标热爱电力专业工作的工作精神。教学重点理解零序接地保护的工作原理教学难点三相交流电的相序问题教学设计思路学生前续学习了三段式电流速断保护的结构和原理，有了一定的二次回路原理展开图的分析能力和继电保护工作原理的分析能力。但是本任务涉及零序的概念，难度更大，原理更复杂，对学生要求很高。首先应该讲明白三相对称交流电的相序问题，零序电流正常情况为零，异常时候不为零，这是理解零序接地保护的关键。然后，通过检测零序电流判断接地。教学过程及内容教学过程教学内容教学设计说明课前预习三相交流电的相序。首先应该明白三相对称交流电的相序问题，零序电流正常情况为零，异常时候不为零，这是理解零序接地保护的关键。。课中情境导入（分钟）家庭用电的零线为何验电笔测不带电？重点难点讲授（分钟）重点：理解零序接地保护的工作原理。难点：三相交流电的相序问题。模拟实训（分钟）课堂测验（分钟）课堂小结（分钟）三相交流电的相序问题；零序接地保护的工作原理。零序接地保护的适用情况。课后教学反思教案附页2.1任务的导入：在中性点非直接接地的电网（又称小电流接地系统）中发生单相接地时，由于故障点的电流很小，而且三相之间的线电压仍然保持对称，对负荷供电影响小，在故障不扩大的情况下，可以运行1～2h。要求保护装置发信号，而不必跳闸，只在对人身和设备的安全有危险时，才动作于跳闸。。2.2零序接地继电保护的概念、应用背景及主要功能１.绝缘监视装置绝缘监视装置是利用单相接地时出现零序电压的特点来构成的。在发电厂或变电站的母线上装设三相五柱式电压互感器，其二次侧有两组绕组，一组接成星形，接3只电压表用以测量各相对地电压，另一组接成开口三角形，以取得零序电压，过电压继电器接在开口处用来反应系统的零序电压，并接通信号回路。。正常运行时，系统三相电压对称，无零序电压，过电压继电器不动作，3块电压表读数相等。当发生单相接地时，系统各处都会出现零序电压，因此开口三角有零序电压输出，使继电器动作并起动信号继电器发信号。若要判断是哪一相发生了故障，可以通过电压表读数来判别，接地相对地电压为零，非故障相电压升高根3倍。查找故障的方法：由装置的动作，可知系统发生了接地故障和故障的相别，但不知道接地故障发生在哪条线路上，因此绝缘监视装置是无选择性的。为查找故障线路，需要由值班人员依次短时断开每条线路，再用自动重合闸将断开线路投入。当断开某条线路时，零序电压消失，3只电压表读数相同，即说明该线路发生了故障。2.零序电流保护当发生单相接地时，故障线路的零序电流是所有非故障元件的零序电流之和，故障线路零序电流比非故障线路大，利用这个特点可以构成零序电流保护。保护装置通过零序电流互感器取得零序电流，电流继电器用来反映零序电流的大小并动作于信号。4.零序功率方向保护利用故障线路与非故障线路零序功率方向不同的特点，可以构成有选择性的零序功率方向保护。查找故障的方法：发生接地故障时，故障线路的零序电流滞后于零序电压90°，若使零序功率方向继电器的最大灵敏角为90度，则此时保护装置灵敏动作。非故障线路的零序电流超前零序电压90°，零序电流落入非动作区，保护不动作。授课教案课程名称电力系统继电保护与自动装置授课班级课程形式授课单元输电线路距离保护课时教学地点授课对象高职电力专业二年级学生教学资料参考教材《电力系统继电保护与自动装置》，杨利水著，中国电力出版社。PPT课件。学情分析本节课是本项目的重点和核心内容，也是难点内容。涉及自动重合闸装置的功能原理分析、读图能力等，新增阻抗继电器知识点，是一种非电流保护的继电保护，基础不好的同学，本节课难度较大。教学目标知识目标阻抗继电器的结构和工作原理；距离保护的组成、功能、基本工作原理；自动重合闸的概念。能力目标二次回路原理展开图读图能力；自动重合闸回路逻辑分析能力。素质目标认真、细心、钻研的学习习惯德育目标爱岗敬业的操守，热爱生活的精神教学重点阻抗继电器的结构和工作原理；距离保护的组成、功能、基本工作原理。教学难点阻抗继电器的结构和工作原理；距离保护的组成、功能、基本工作原理。教学设计思路本节课是本项目的重点和核心内容，也是难点内容。涉及自动重合闸装置的功能原理分析、读图能力等，新增阻抗继电器知识点，是一种非电流保护的继电保护，基础不好的同学，本节课难度较大。。针对这种情况，拟采用问题式教学法，首先，根据课程内容，提出几个相关问题，问题贯穿内容形成课程线索脉络；然后，让学生自己寻求问题的答案，在此过程中锻炼学生的读图和自学能力；最后，以解答问题的形式讲授课程内容，传授课程。教学过程及内容教学过程教学内容教学设计说明课前预习欧姆定律、高压输电网、重合闸。重合闸装置的作用和意义即是针对电力系统的两种故障设置的，不同的故障要求不同的处理，这是讲清重合闸装置的基础。课中情境导入（分钟）重点难点讲授（分钟）重点：阻抗继电器的结构和工作原理；距离保护的组成、功能、基本工作原理。难点：阻抗继电器的结构和工作原理；距离保护的组成、功能、基本工作原理。问题1.模拟型重合闸装置的作用和功能要求。解决：通过分析电力系统两种故障类型，引入重合闸装置的主要功能。进而分析具体要求。模拟实训（分钟）课堂测验（分钟）课堂小结（分钟）阻抗继电器的结构和工作原理；距离保护的组成、功能、基本工作原理；自动重合闸的概念。课后教学反思教案附页1.本节课的主要内容（一）距离保护的基本概念（二）距离保护的阶段时限特性及整定（三）阻抗继电器（四）阻抗继电器的接线方式（五）影响距离保护正确动作的因素2.距离保护的基本概念电流保护：反应短路电流增大而动作的保护。优点：简单、经济、可靠；缺点：受电网接线方式和系统运行方式的影响，在35kV以上电压的复杂网络中很难满足选择性、灵敏性及快速切除故障的要求。距离保护（阻抗保护）：反应故障点至保护安装地点之间的距离(或阻抗)，并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。距离保护（阻抗保护）：反应故障点至保护安装地点之间的距离(或阻抗)，并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。距离保护装置的主要元件为距离(阻抗)继电器，它可根据其端子上所加的电压和电流测知保护安装处至短路点间的阻抗值，此阻抗称为继电器的测量阻抗。保护2测量的阻抗是Zk保护1测量的阻抗是ZAB+Zk故障由保护2切除——满足选择性要求。Zm只与故障点k至保护安装处的距离成正比，基本不受系统运行方式的影响，所以距离保护的保护范围基本不随系统运行方式变化而变化。3.阻抗继电器阻抗继电器是距离保护的核心元件。阻抗继电器的作用：测量短路点到保护安装地点之间的线路阻抗，并与整定阻抗值比较，以确定保护是否动作。类型：全阻抗继电器方向阻抗继电器偏移特性的阻抗继电器四边形阻抗继电器动作特性：圆或椭圆或四边形等。区内：动作区；区外：非动作区。全阻抗继电器圆特性阻抗继电器方向阻抗继电器偏移阻抗继电器4.自动重合闸装置。单侧电源电网中，不论在输电线路上发生相间短路还是单相接地短路，继电保护装置动作将线路三相断路器一齐断开，然后重合闸装置动作，将三相断路器重新合上的重合闸方式。如故障为瞬时性，重合成功;如故障为永久性，则继电保护再次将三相断路器一齐断开，不再重合。双侧电源线路的自动重合闸总体上可归纳为两类：一类是检定同期重合闸，如一侧检定线路无电压，另一侧检定同期的重合闸等；另一类是不检定同期的重合闸，如非同期重合闸、快速重合闸、解列重合闸及自同期重合闸等。2.模拟式自动重合闸装置的功能特点根据前面的分析，模拟式自动重合闸装置主要通过各种继电接触和阻容元件来实现各种控制功能，因此在使用中模拟式自动重合闸装置往往要受到元件本身性能的影响，严重限制了自动重合闸装置性能的提高。授课教案课程名称电力系统继电保护与自动装置授课班级课程形式授课单元输电线路差动保护课时教学地点授课对象高职电力专业二年级学生教学资料参考教材《电力系统继电保护与自动装置》，杨利水著，中国电力出版社。PPT课件。学情分析本节课是本项目的重点和核心内容，也是难点内容。涉及差动保护的功能原理分析、读图能力等，新增知识点，学好本知识点对后续学习变压器和电动机的保护有帮助，这是三者通用的一种保护。是一种电流保护的继电保护。教学目标知识目标差动保护的组成、功能、基本工作原理；自动重合闸的概念。能力目标二次回路原理展开图读图能力；素质目标认真、细心、钻研的学习习惯德育目标爱岗敬业的操守，热爱生活的精神教学重点差动保护的组成、功能、基本工作原理；自动重合闸的概念。教学难点差动保护的组成、功能、基本工作原理；自动重合闸的概念。教学设计思路本节课是本项目的重点和核心内容，也是难点内容。涉及差动保护的功能原理分析、读图能力等，新增知识点，学好本知识点对后续学习变压器和电动机的保护有帮助，这是三者通用的一种保护。是一种电流保护的继电保护。针对这种情况，拟采用问题式教学法，首先，根据课程内容，提出几个相关问题，问题贯穿内容形成课程线索脉络；然后，让学生自己寻求问题的答案，在此过程中锻炼学生的读图和自学能力；最后，以解答问题的形式讲授课程内容，传授课程。教学过程及内容教学过程教学内容教学设计说明课前预习电流互感器知识复习。本节课用到电流互感器的电流取差值，复习之前的知识有利于学习本节课。课中情境导入（分钟）重点难点讲授（分钟）重点：差动保护的组成、功能、基本工作原理；自动重合闸的概念。难点：差动保护的组成、功能、基本工作原理；自动重合闸的概念。模拟实训（分钟）课堂测验（分钟）课堂小结（分钟）差动保护的组成、功能、基本工作原理；自动重合闸的概念。课后教学反思教案附页1.纵联保护概念。输电线纵联保护：就是用某种通信手段将输电线两端的保护装置纵向联系起来，将各端的信息传送到对端进行比较判别，以确定故障是在区内还是保护区外，将被保护线路故障有选择性地无时限切除。2.纵联保护按使用通道分类（1）导引线纵联保护（简称导引线保护）（2）电力线载波纵联保护（简称高频保护）（3）微波纵联保护（简称微波保护）（4）光纤纵联保护（简称光纤保护）3.纵联保护按动作原理分类：（1）方向纵联保护与距离纵联保护间接比较线路两侧的电气量，在通道中传送的是逻辑信号。采用电力线载波通道（专用或复用）。；（2）纵联差动保护直接比较两侧的电气量（电流的幅值和相位）。采用光纤通道（专用或复用）；（3）输电线的纵联差动保护：是用某种通信通道将输电线两端的保护装置纵向连接起来，将各端的电气量(电流、功率的方向等)传送到对端，比较两端的电气量，以判断故障在本线路范围内还是在线路范围外，从而决定是否跳闸。输电线路纵联差动保护的原理图2.五种光缆敷设的方法（1）包在架空地线的铝绞线内，称为架空地线复合光缆OPGW；（2）用金属丝捆在架空地线上；（3）埋在沿线路的电缆沟中；（4）用挂环挂在输电线导线或架空地线导线上；（5）专门敷设平行于输电线的架空光缆线路。授课教案课程名称电力系统继电保护与自动装置授课班级课程形式授课单元电力变压器保护装置课时教学地点授课对象高职电力专业二年级学生教学资料参考教材《电力系统继电保护与自动装置》，杨利水著，中国电力出版社。PPT课件。学情分析本节课主要内容是对电力变压器的作用、构成、分类，以及常见故障进行整体介绍。让学生了解电力变压器的特点，然后再据此针对性的设置继电保护。前部分内容对于学生来说不是初次接触，较容易接受，也是后部分继电保护的基础，故由此来讲，由浅入深，从基础到重难点。教学目标知识目标电力变压器的概念、作用、构成和分类；变压器瓦斯保护的构成和工作原理。能力目标变压器的故障分析能力；变压器瓦斯保护的运行和维护能力。素质目标科学、严谨的学习，遵守纪律的意识。德育目标增强电力系统安全意识，热爱电力行业的意识。教学重点电力变压器的概念、作用、构成和分类；变压器瓦斯保护的构成和工作原理。教学难点电力变压器的概念、作用、构成和分类；变压器瓦斯保护的构成和工作原理。教学设计思路本节课主要内容是对电力变压器的作用、构成、分类，以及常见故障进行整体介绍。让学生了解电力变压器的特点，然后再据此针对性的设置继电保护。前部分内容对于学生来说不是初次接触，较容易接受，也是后部分继电保护的基础，故由此来讲，由浅入深，从基础到重难点。针对本节课内容和学生学习情况，让学生对本节课的重点进行真正的掌握，为下节学习打下基础。方法是通过问题式教学和PPT多媒体信息资源直观展示。教学过程及内容教学过程教学内容教学设计说明课前预习电力变压器相关的知识点（结构、原理、常见故障等）。课中情境导入（分钟）人有生老病死，变压器等电力设备也有，如何给变压器“看病”和“治病”。重点难点讲授（分钟）重点：电力变压器的概念、作用、构成和分类；变压器瓦斯保护的构成和工作原理。难点：电力变压器的概念、作用、构成和分类；变压器瓦斯保护的构成和工作原理。模拟实训（分钟）课堂测验（分钟）课堂小结（分钟）电力变压器的概念、作用、构成和分类；变压器瓦斯保护的构成和工作原理。课后教学反思授课教案课程名称电力系统继电保护与自动装置授课班级课程形式授课单元电力变压器电流纵差、速断保护课时教学地点授课对象高职电力专业二年级学生教学资料参考教材《电力系统继电保护与自动装置》，杨利水著，中国电力出版社。PPT课件。学情分析本节课主要内容是对电力变压器的纵差保护、速断保护进行整体介绍。让学生了解电力变压器中纵差保护和速断保护的应用方法、保护作用和原理。前部分内容学生在线路保护中已经学过基础知识，较容易接受，也是后部分继电保护的基础，故由此来讲，由浅入深，从基础到重难点。教学目标知识目标电力变压器的纵差保护和速断保护的概念、作用、构成和分类；变压器纵差保护和速断保护的构成和工作原理。能力目标具体设备，具体分析保护方式应用的分析能力；变压器纵差、速断保护的运行和维护能力。素质目标科学、严谨的学习，遵守纪律的意识。德育目标增强电力系统安全意识，热爱电力行业的意识。教学重点电力变压器的纵差保护和速断保护的概念、作用、构成和分类；变压器纵差保护和速断保护的构成和工作原理。教学难点电力变压器的纵差保护和速断保护的概念、作用、构成和分类；变压器纵差保护和速断保护的构成和工作原理。教学设计思路本节课主要内容是对电力变压器的纵差保护、速断保护的作用、构成、分类，以及保护的常见故障进行整体介绍。让学生了解电力变压器中纵差保护和速断保护的应用。前部分内容对于学生来说不是初次接触，较容易接受，也是后部分学习的基础，故由此来讲，由浅入深，从基础到重难点。针对本节课内容和学生学习情况，让学生对纵差和速断两种保护进行复习，并进一步学习其在变压器中的应用与线路中的异同，使学生更好的掌握两种保护方式。方法是通过问题式教学，对比异同式引导和PPT多媒体信息资源直观展示。教学过程及内容教学过程教学内容教学设计说明课前预习线路中纵差和速断两种保护的应用以及相关的知识点（结构、原理、保护的常见故障等）。课中情境导入（分钟）思考线路中两种保护的应用与变压器中的应用有什么异同。重点难点讲授（分钟）重点：电力变压器的纵差保护和速断保护的概念、作用、构成和分类；变压器纵差保护和速断保护的构成和工作原理。难点：电力变压器的纵差保护和速断保护的概念、作用、构成和分类；变压器纵差保护和速断保护的构成和工作原理。模拟实训（分钟）课堂测验（分钟）课堂小结（分钟）电力变压器的纵差保护和速断保护的概念、作用、构成和分类；变压器纵差保护和速断保护的构成和工作原理，以及与线路中的应用的异同分析。课后教学反思教案附页电力变压器的继电保护系统【任务准备】：以以下问题引入本节课程：1．复习线路中纵差和速断保护？2．比较变压器一二次侧与线路两端电流关系的异同？【主要教学内容】一、变压器纵差保护的基本原理基本原理就是利用电流相量欧姆定律，与线路中纵差保护基本原理相同。二、变压器纵差保护中的不平衡电流1．两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流2．电流互感器实际变比与计算变比不同时产生的不平衡电流3．变压器调压分接头位置改变而产生的不平衡电流5．变压器励磁涌流的影响及防止措施三、用带加强型速饱和变流器的差动继电器构成的纵差保护对应的动作安匝。整定板插头位置A1-A2、B1-B2C1-C2、D1-D2B2-C2A2-B1B2-D121继电器动作安匝6080100120四、变压器的速断保护对于容量较小的变压器，可在其电源侧装设电流速断保护，与瓦斯保护配合反映变压器绕组及引出线上的相间短路故障。电流速断保护的单相原理接线。保护的动作电流按下列条件选择：(1)大于变压器负荷侧K2点短路时流过保护的最大短路电流，即(2)躲过变压器空载投入时的励磁涌流，通常取授课教案课程名称电力系统继电保护与自动装置授课班级课程形式授课单元电力变压器相间短路后备保护、接地保护课时教学地点授课对象高职电力专业二年级学生教学资料参考教材《电力系统继电保护与自动装置》，杨利水著，中国电力出版社。PPT课件。学情分析本节课主要内容是对电力变压器的相间短路保护、零序电流保护进行整体介绍。让学生了解电力变压器中相间短路保护、零序电流保护的应用方法、保护作用和原理。前部分内容学生在线路保护中已经学过基础知识，较容易接受，也是后部分继电保护的基础，故由此来讲，由浅入深，从基础到重难点。教学目标知识目标电力变压器的纵差保护和速断保护的概念、作用、构成和分类；变压器相间短路保护、零序电流保护的构成和工作原理。能力目标具体设备，具体分析保护方式应用的分析能力；变压器相间短路保护、零序电流保护的运行和维护能力。素质目标科学、严谨的学习，遵守纪律的意识。德育目标增强电力系统安全意识，热爱电力行业的意识。教学重点电力变压器的相间短路保护、零序电流保护的概念、作用、构成和分类；变压器相间短路保护、零序电流保护的构成和工作原理。教学难点电力变压器的相间短路保护、零序电流保护的概念、作用、构成和分类；变压器相间短路保护、零序电流保护的构成和工作原理。教学设计思路本节课主要内容是对电力变压器的相间短路保护、零序电流保护的作用、构成、分类，以及保护的常见故障进行整体介绍。让学生了解电力变压器中相间短路保护、零序电流保护的应用。前部分内容对于学生来说不是初次接触，较容易接受，也是后部分学习的基础，故由此来讲，由浅入深，从基础到重难点。针对本节课内容和学生学习情况，让学生对相间短路保护、零序电流保护两种保护进行复习，并进一步学习其在变压器中的应用与线路中的异同，使学生更好的掌握两种保护方式。方法是通过问题式教学，对比异同式引导和PPT多媒体信息资源直观展示。教学过程及内容教学过程教学内容教学设计说明课前预习线路中相间短路、零序电流两种保护的应用以及相关的知识点（结构、原理、保护的常见故障等）。课中情境导入（分钟）思考线路中两种保护的应用与变压器中的应用有什么异同。重点难点讲授（分钟）重点：电力变压器的相间短路保护、零序电流保护的概念、作用、构成和分类；变压器相间短路保护、零序电流保护的构成和工作原理。难点：电力变压器的相间短路保护、零序电流保护的概念、作用、构成和分类；变压器相间短路保护、零序电流保护的构成和工作原理。模拟实训（分钟）课堂测验（分钟）课堂小结（分钟）电力变压器的相间短路保护、零序电流保护的概念、作用、构成和分类；变压器相间短路保护、零序电流保护的构成和工作原理，以及与线路中的应用的异同分析。课后教学反思教案附页电力变压器的继电保护系统【任务准备】：以以下问题引入本节课程：1．复习线路中相间短路保护、零序电流保护？2．与线路保护比较，变压器除了相间短路，还有什么短路故障？【主要教学内容】一、过电流保护过电流保护宜用于降压变压器，其原理接线如图4-10所示。过电流保护采用三相式接线，且保护应装设在电源侧。保护的动作电流按躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定，即（4-7）式中——可靠系数，一般取1.2～1.3；——返回系数。二、复合电压起动的过电流保护三、负序电流和单相低电压起动的过电流保护四、变压器的过负荷保护授课教案课程名称电力系统继电保护与自动装置授课班级课程形式授课单元发电机工作原理、常见故障及保护装置课时教学地点授课对象高职电力专业二年级学生教学资料参考教材《电力系统继电保护与自动装置》，杨利水著，中国电力出版社。PPT课件。学情分析本节课主要内容是对发电机工作原理、常见故障及保护装置进行整体介绍。让学生了解发电机的结构、工作原理、常见故障及保护装置、保护作用和原理。本部分内容在电机拖动课程中已经学过基础知识，较容易接受，但这是后部分发电机继电保护的基础，需要学生进一步了解和学习。教学目标知识目标发电机的结构、工作原理、常见故障及保护装置、保护作用和原理。能力目标分析发电机发电原理和常见故障的能力；发电机继电保护装置的运行和维护能力。素质目标科学、严谨的学习，遵守纪律的意识。德育目标增强电力系统安全意识，热爱电力行业的意识。教学重点发电机的结构、工作原理；发电机常见故障及保护装置、保护作用和原理。教学难点发电机的结构、工作原理；发电机常见故障及保护装置、保护作用和原理。教学设计思路本节课主要内容是对发电机的结构、分类、发电原理，以及常见故障进行整体介绍。让学生了解电力发电机的结构，发电原理，为理解发电机常见故障以及故障设置的保护打下基础。前部分内容对于学生来说不是初次接触，较容易接受，也是后部分学习的基础，故由此来讲，由浅入深，从基础到重难点。针对本节课内容和学生学习情况，让学生对发电机的结构、分类、发电原理进行复习，并进一步学习发电机常见故障以及为故障设置的保护，使学生更好的理解发电机相关的基础知识，为后续学习打下基础。方法是通过问题式教学，对比异同式引导和PPT多媒体信息资源直观展示。教学过程及内容教学过程教学内容教学设计说明课前预习发电机的结构、原理、保护的常见故障等。课中情境导入（分钟）思考发电机和变压器结构有什么异同，对应的保护呢？重点难点讲授（分钟）重点：电力发电机的结构，发电原理；发电机常见故障以及故障设置的保护。难点：发电机常见故障以及故障设置的保护。模拟实训（分钟）课堂测验（分钟）课堂小结（分钟）发电机常见故障以及故障设置的保护。课后教学反思教案附页电力发电机的继电保护系统【任务准备】：以以下问题引入本节课程：1．复习发电机的结构、发电原理，思考其与变压器的异同。2．根据变压器的保护设置，初步设想一下发电机会有哪些保护？【主要教学内容】一、发电机可能发生的故障及其相应的保护1.发电机定子绕组相间短路2.发电机定子绕组匝间短路3.发电机定子绕组单相接地4.发电机转子绕组一点接地和两点接地二、发电机的不正常工作状态及其相应的保护（1）由于外部短路、非周期合闸以及系统振荡等原因引起的过电流，应装设过电流保护，作为外部短路和内部短路的后备保护。对于50MW及以上的发电机，应装设负序过电流保护。（2）由于负荷超过发电机额定值，或负序电流超过发电机长期允许值所造成的对称或不对称过负荷。针对对称过负荷，应装设只接于一相的过负荷信号保护；针对不对称过负荷，一般在50MW及以上发电机应装设负序过负荷保护。（3）发电机突然甩负荷引起过电压，特别是水轮发电机，因其调速系统惯性大和中间再热式大型汽轮发电机功频调节器的调节过程比较缓慢，在突然甩负荷时，转速急剧上升从而引起过电压。因此，在水轮发电机和大型汽轮发电机上应装设过电压保护。（4）当汽轮发电机主汽门突然关闭而发电机断路器未断开时，发电机变为从系统吸收无功而过渡到同步发电机运行状态，对汽轮发电机叶片特别是尾叶，可能过热而损坏。因此，应装设逆功率保护。授课教案课程名称电力系统继电保护与自动装置授课班级课程形式授课单元电力发电机电流纵差、速断保护课时教学地点授课对象高职电力专业二年级学生教学资料参考教材《电力系统继电保护与自动装置》，杨利水著，中国电力出版社。PPT课件。学情分析本节课主要内容是对发电机的纵差保护、速断保护进行整体介绍。让学生了解电力发电机中纵差保护和速断保护的应用方法、保护作用和原理。前部分内容学生在线路保护中已经学过基础知识，较容易接受，也是后部分继电保护的基础，故由此来讲，由浅入深，从基础到重难点。教学目标知识目标电力发电机的纵差保护和速断保护的概念、作用、构成和分类；发电机纵差保护和速断保护的构成和工作原理。能力目标具体设备，具体分析保护方式应用的分析能力；发电机纵差、速断保护的运行和维护能力。素质目标科学、严谨的学习，遵守纪律的意识。德育目标增强电力系统安全意识，热爱电力行业的意识。教学重点电力发电机的纵差保护和速断保护的概念、作用、构成和分类；发电机纵差保护和速断保护的构成和工作原理。教学难点电力发电机的纵差保护和速断保护的概念、作用、构成和分类；发电机纵差保护和速断保护的构成和工作原理。教学设计思路本节课主要内容是对电力发电机的纵差保护、速断保护的作用、构成、分类，以及保护的常见故障进行整体介绍。让学生了解电力发电机中纵差保护和速断保护的应用。前部分内容对于学生来说不是初次接触，较容易接受，也是后部分学习的基础，故由此来讲，由浅入深，从基础到重难点。针对本节课内容和学生学习情况，让学生对纵差和速断两种保护进行复习，并进一步学习其在发电机中的应用与线路中的异同，使学生更好的掌握两种保护方式。方法是通过问题式教学，对比异同式引导和PPT多媒体信息资源直观展示。教学过程及内容教学过程教学内容教学设计说明课前预习复习变压器中纵差和速断两种保护的应用以及相关的知识点（结构、原理、保护的常见故障等）。课中情境导入（分钟）思考发电机中两种保护的应用与变压器中的应用有什么异同。重点难点讲授（分钟）重点：电力发电机的纵差保护和速断保护的概念、作用、构成和分类；发电机纵差保护和速断保护的构成和工作原理。难点：电力发电机的纵差保护和速断保护的概念、作用、构成和分类；发电机纵差保护和速断保护的构成和工作原理。模拟实训（分钟）课堂测验（分钟）课堂小结（分钟）电力发电机的纵差保护和速断保护的概念、作用、构成和分类；发电机纵差保护和速断保护的构成和工作原理，以及与线路中的应用的异同分析。课后教学反思教案附页电力变压器的继电保护系统【任务准备】：以以下问题引入本节课程：1．复习变压器中纵差和速断保护？2．比较变压器和发电机结构的异同？【主要教学内容】主要教学内容与时间分配：1．差动保护的基本原理发电机纵联差动保护的基本原理是比较发电机两侧的电流的大小和相位，它是反映发电机及其引出线的相间故障。2．原理接线3．差动保护的整定计算(1)大于变压器负荷侧K2点短路时流过保护的最大短路电流，即(2)躲过变压器空载投入时的励磁涌流，通常取授课教案课程名称电力系统继电保护与自动装置授课班级课程形式授课单元电力发电机匝间、相间短路后备保护、零序保护课时教学地点授课对象高职电力专业二年级学生教学资料参考教材《电力系统继电保护与自动装置》，杨利水著，中国电力出版社。PPT课件。学情分析本节课主要内容是对电力发电机的相间短路保护、零序电流保护进行整体介绍。让学生了解电力发电机中相间短路保护、零序电流保护的应用方法、保护作用和原理。前部分内容学生在线路保护中已经学过基础知识，较容易接受，也是后部分继电保护的基础，故由此来讲，由浅入深，从基础到重难点。教学目标知识目标电力发电机的纵差保护和速断保护的概念、作用、构成和分类；变压器相间短路保护、零序电流保护的构成和工作原理。能力目标具体设备，具体分析保护方式应用的分析能力；变压器相间短路保护、零序电流保护的运行和维护能力。素质目标科学、严谨的学习，遵守纪律的意识。德育目标增强电力系统安全意识，热爱电力行业的意识。教学重点电力发电机的相间短路保护、零序电流保护的概念、作用、构成和分类；发电机相间短路保护、零序电流保护的构成和工作原理。教学难点电力发电机的相间短路保护、零序电流保护的概念、作用、构成和分类；发电机相间短路保护、零序电流保护的构成和工作原理。教学设计思路本节课主要内容是对电力变压器的相间短路保护、零序电流保护的作用、构成、分类，以及保护的常见故障进行整体介绍。让学生了解电力变压器中相间短路保护、零序电流保护的应用。前部分内容对于学生来说不是初次接触，较容易接受，也是后部分学习的基础，故由此来讲，由浅入深，从基础到重难点。针对本节课内容和学生学习情况，让学生对相间短路保护、零序电流保护两种保护进行复习，并进一步学习其在变压器中的应用与线路中的异同，使学生更好的掌握两种保护方式。方法是通过问题式教学，对比异同式引导和PPT多媒体信息资源直观展示。教学过程及内容教学过程教学内容教学设计说明课前预习变压器中相间短路、零序电流两种保护的应用以及相关的知识点（结构、原理、保护的常见故障等）。课中情境导入（分钟）思考发电机中两种保护的应用与变压器中的应用有什么异同。重点难点讲授（分钟）重点：电力发电机的相间短路保护、零序电流保护的概念、作用、构成和分类；发电机相间短路保护、零序电流保护的构成和工作原理。难点：电力发电机的相间短路保护、零序电流保护的概念、作用、构成和分类；发电机相间短路保护、零序电流保护的构成和工作原理。模拟实训（分钟）课堂测验（分钟）课堂小结（分钟）电力发电机的相间短路保护、零序电流保护的概念、作用、构成和分类；发电机相间短路保护、零序电流保护的构成和工作原理，以及与线路中的应用的异同分析。课后教学反思教案附页电力变压器的继电保护系统【任务准备】：以以下问题引入本节课程：1．复习变压器中相间短路保护、零序电流保护？2．与线路保护比较，发电机除了相间短路，还有什么短路故障？【主要教学内容】主要教学内容与时间分配：一、横联差动保护二、反应零序电压的匝间短路保护三、反应转子回路2次谐波电流的匝间短路保护授课教案课程名称电力系统继电保护与自动装置授课班级课程形式授课单元发电机的同期并网课时教学地点授课对象高职电力专业二年级学生教学资料参考教材《电力系统继电保护与自动装置》，杨利水著，中国电力出版社。PPT课件。学情分析学生对发电厂发电机的并网知识相对比较陌生，并不清楚发电机并网的条件和要求，对励磁系统也没有系统的学习过。所以，本任务应从发电厂发电机的基础知识讲起，逐渐引入励磁系统的专业知识。教学目标知识目标发电机并网的同期条件，同期方式；发电机励磁系统的作用；发电机励磁系统的结构和原理。能力目标能分析发电机并网是否满足条件；能分析发电机励磁系统的接线图。素质目标热爱电力行业；遵守电力工作相关规范。德育目标爱岗敬业；遵纪守法；热爱劳动；奉献贡献意识。教学重点发电机并网的同期条件，同期方式；发电机励磁系统的作用；发电机励磁系统的结构和原理。教学难点发电机并网的同期条件，同期方式；能分析发电机励磁系统的接线图。教学设计思路学生对发电厂发电机的并网知识相对比较陌生，并不清楚发电机并网的条件和要求，对励磁系统也没有系统的学习过。所以，本任务应从发电厂发电机的基础知识讲起，逐渐引入励磁系统的专业知识。教学过程及内容教学过程教学内容教学设计说明课前预习课中情境导入（分钟）重点难点讲授（分钟）重点：发电机并网的同期条件，同期方式；发电机励磁系统的作用；发电机励磁系统的结构和原理。难点：发电机并网的同期条件，同期方式；能分析发电机励磁系统的接线图。模拟实训（分钟）课堂测验（分钟）课堂小结（分钟）课后教学反思教案附页4.1.1同期的方式1.准同期方式准同期方式是将待并发电机转速升至接近同期转速后加励磁，然后对发电机进行电压、频率的调节，使之满足三个条件后将发电机断路器合闸，合闸瞬间发电机定子电流接近于零。2.自同期方式自同期并列方式是将未经励磁的发电机转速升至接近同期转速，在不超过允许转差率的情况下，先把发电机投入系统，然后再给发电机加励磁，将发电机自行“拉入”同期。4.1.3自动准同期装置的功能和总体结构1.自动准同期装置的功能自动准同期装置的作用是替代准同期并列过程中的手动操作，以实现迅速、准确地并列。自动准同期装置要求具有以下2个功能：(1)能自动检查待并系统和运行系统之间的电压差、频率差和相角差的大小，当满足准同期条件时，自动发出合闸脉冲命令。在电压差和频率差不满足准同期条件时，能自动闭锁合闸脉冲命令。(2)能检查出电压差和频率差的方向，当电压差或频率差过大时，能自动对待并系统进行电压或频率的调节，以加快自动并列的过程。2.自动准同期装置的总体结构如图4.1所示是自动准同期并列装置的结构框图。图中TV1反应待并发电机电压，输入到自动准同期装置中；TV2反应系统电压，输入到自动准同期装置中；TV3不但反应系统电压而且自动装置提供工作电源。授课教案课程名称电力系统继电保护与自动装置授课班级课程形式授课单元发电机自同期装置课时教学地点授课对象高职电力专业二年级学生教学资料参考教材《电力系统继电保护与自动装置》，杨利水著，中国电力出版社。PPT课件。学情分析经过上个任务的学习，学生对发电机并网有了较深的认识，为本任务具体的励磁并网系统的介绍打下了基础。本任务重点是让学生对发电机同期并网装置和并网过程有更深入的理解。教学目标知识目标模拟式和数字式同期并网装置异同、结构异同；模拟式同期并网装置原理；数字式同期并网装置原理；能力目标会分析模拟式同期并网装置接线原理图；会分析数字式同期并网装置工作原理图；素质目标热爱电力行业；遵守电力工作相关规范。德育目标爱岗敬业；遵纪守法；热爱劳动；奉献贡献意识。教学重点教学难点教学设计思路经过上个任务的学习，学生对发电机并网有了较深的认识，为本任务具体的励磁并网系统的介绍打下了基础。本任务重点是让学生对发电机同期并网装置和并网过程有更深入的理解。教学过程及内容教学过程教学内容教学设计说明课前预习课中情境导入（分钟）重点难点讲授（分钟）重点：模拟式和数字式同期并网装置工作原理异同、结构异同；模拟式同期并网装置原理；数字式同期并网装置原理；难点：模拟式和数字式同期并网装置工作原理异同、结构异同；模拟式同期并网装置原理；数字式同期并网装置原理；模拟实训（分钟）课堂测验（分钟）课堂小结（分钟）课后教学反思教案附页4.2任务的分析：选择合适的同期系统根据前面所述的同期三条件，自动准同期并列装置应能自动检测待并发电机与系统母线间的压差、频差大小和相位差当满足同期三条件时，再提前一个恒定时间发出合闸脉冲命令。要完成上述任务，我们首先要找出一个综合性参数，此参数（整步电压）能够综合反映待并发电机与系统的电压差、频差大小和相位差。4.2.2模拟型自动准同期装置自动准同期装置的作用是替代准同期并列过程中的手动操作，以实现迅速、准确地准同期并列。该装置一般具有如下功能：(1)能自动检查待并系统和运行系统之间的电压差、频率差和相角差的大小，当满足准同期条件时，自动发出合闸脉冲命令。在电压差和频率差不满足准同期条件时，能自动闭锁合闸脉冲命令。(2)能检查出电压差和频率差的方向，当电压差或频率差过大时，能自动调节待并系统的电压或频率，以加快自动并列的过程。1.ZZQ-5型自动准同期装置的总体结构和工作原理ZZQ-5型自动准同期装置是功能较为齐全的自动准同期装置，是利用线性整步电压按恒定导前时间原理构成的，主要由合闸部分、调频部分、调压部分和电源四部分组成。2.自动准同期装置的接线ZZQ-5型分散自动准同期装置为例，其接线如图4.9所示。发电机发电时的开机过程：1)发出开机指令，发电机在机组自动化系统作用下便自动开机、升速、建压。2)将发电机同期开关SAS投入，然后将2SASC转至“投入”位置，将ZZQ-5型装置投入工作。装置自动跟踪系统的电压、频率，通过中间继电器，发出增速、减速脉冲，通过调速器自动调节发电机频率，发出升压和降压脉冲，通过励磁调节器自动调节发电机电压。3)当满足同其条件时，合闸继电器合闸继电器KC动作，发出合闸脉冲，自动合上断路器，完成同期并网操作。4)断路器合闸成功后，将SAS、2SASC开关转至切除位置，同期装置退出工作，并网结束。5)根据调度指令带上有功、无功负荷。授课教案课程名称电力系统继电保护与自动装置授课班级课程形式授课单元发电机励磁系统介绍课时教学地点授课对象高职电力专业二年级学生教学资料参考教材《电力系统继电保护与自动装置》，杨利水著，中国电力出版社。PPT课件。学情分析学生在之前课程的学习中对发电机励磁系统有过初步了解，但并深入。本任务对励磁调节系统进行系统介绍，包括励磁调节系统的分类、结构和原理等。教学目标知识目标发电机励磁系统的作用、分类、功能等；发电机各种励磁方式的介绍。能力目标会判断不同发电机的励磁方式。素质目标热爱电力行业；遵守电力工作相关规范。德育目标爱岗敬业；遵纪守法；热爱劳动；奉献贡献意识。教学重点发电机励磁系统的作用、分类、功能等；发电机各种励磁方式的介绍。教学难点发电机励磁系统的作用、分类、功能等；发电机各种励磁方式的介绍。教学设计思路学生在之前课程的学习中对发电机励磁系统有过初步了解，但并不深入。本任务对励磁调节系统进行系统介绍，包括励磁调节系统的分类、结构和原理等。教学过程及内容教学过程教学内容教学设计说明课前预习课中情境导入（分钟）重点难点讲授（分钟）重点:发电机励磁系统的作用、分类、功能等；发电机各种励磁方式的介绍。难点：发电机励磁系统的作用、分类、功能等；发电机各种励磁方式的介绍。模拟实训（分钟）课堂测验（分钟）课堂小结（分钟）课后教学反思教案附页【任务导读】认识同步发电机转子并提出三个问题：1．为什么要向发电机转子提供直流电？2．提供直流电需要什么？3．如何向发电机转子提供直流电？5.1.1晶闸管励磁系统的总体结构同步发电机的转子绕组所需要的直流电流是由发电机励磁系统提供的，这也是励磁系统的基本功能。晶闸管励磁系统由功率单元、励磁调节单元以及保护回路等组成，该系统提供由交流电源转换的直流电压和电流作为发电机励磁能源。根据对励磁系统的整体结构（系统原理方框图如图5.1所示）进行分析，晶闸管励磁系统实质上是建立在负反馈理论上的自动调节系统，系统中的调节对象是同步发电机，端电压U0是被调量，TA、TV及励磁调节单元组成反馈环节，Uf充当反馈量。5.1.2晶闸管励磁系统的作用和要求1.晶闸管励磁系统的作用1)维持电力系统电压在一定水平上当电网负载增加时，发电机的端电压下降，通过励磁调节器作用，使晶闸管控制角减小，导通角增大，励磁电流增加，励磁电压增大，将发电机端电压提升到原来额定值；当电网负载减少时，发电机的电压上升，使可硅控控制角增大，导通角减少，励磁电流下降，励磁输出电压下降，使发电机端电压下降。因此，通过晶闸管系统使发电机端电压维持在一定水平上，保证了供电电压恒定。2)控制无功功率分配根据发电机调差率控制并联运行的发电机之间的无功分配是励磁系统的一个重要功能。当发电机并联于电力系统运行时，它输出的有功决定于从原动机输入的功率，而发电机输出的无功则和励磁电流有关，调节励磁可改变发电机输出的无功。实际运行中，改变励磁会使端电压和输出无功都发生变化，但端电压变化较小，而输出的无功会有较大的变化。3)提高继电保护装置的动作可靠性当系统中发生短路事故时，由于励磁系统的强励作用，从而使短路电流衰减很慢，有时甚至不衰减，这就保证了短路电流超过继电保护装置的动作值，使继电保护装置仍能可靠动作，使继电保护、特别是带时限的继电保护的动作灵敏度得到了提高。4)同步发电机突然卸载时限制电压上升同步发电机电压与转速成正比。且由励磁的方式决定，当某种原因使水轮发电机突然卸去大量负载时，则可能使端电压迅速上升，自动励磁装置中强行减磁装置在电压升高到某一数值后即迅速减小励磁电流，限制发电机的最高电压，防止卸载后电压上升而对水轮发电机造成损害。5)改善系统的工作条件系统中有多台装有自动调节励磁装置的同步发电机器并列运行，且当其中一台发电机因事故失去励磁时，这台发电机对系统是一个相当大的感性负载，自动调节励磁装置能提供满足其所需的电感性无功功率，使系统电压不致因一台发电机失励而大大降低。当异步运行的发电机在自同期并列运行时，自动调节励磁装置能快速增加励磁，加速拉入同步，缩短并列过程。6)快速灭磁当发电机或升压变压器（单元接线）内部发生故障时，晶闸管励磁系统能够实现快速灭磁，以降低故障所造成的损害。2.对晶闸管励磁系统的要求(1)晶闸管励磁系统能够在各种负荷情况下根据要求维持发电机端电压在给定水平，而且装置容量应满足发电机各种运行方式的励磁调节需要。(2)为了在机组间合理分配无功功率，调节装置必须有适当的调差特性，在多台发电机机端母线并列运行的情况下发电机为向下倾斜的正调差的特性；而多台发电机—变压器组并列于高压母线的情况下则采用向上倾斜的负调差特性，一般不采用无差调节特性;(3)晶闸管励磁系统应反应灵敏，动作迅速，特别是当系统发生短路等事故而引起电压显著下降时，调整装置能作用于励磁电源，使励磁电流达到顶值，达到强行励磁的目的,以维护系统的整体稳定。(4)晶闸管励磁系统在调节过程中应保证整个系统的稳定。调节过程中不论是调节装置本身还是励磁电源，被调量不是一次达到新的稳定值，而是经过一个振荡过程才达到这个稳定值，总体上要求在动态调节过程中调节速度快，超调量小，稳定性好。（5）晶闸管励磁系统静态调节应精度高，频率特性好。调节精度是指运行条件（包挞负载、环境温度、频率、电压等）变化时机端电压与给定值的相符合的程度。（6）晶闸管励磁系统应具有快速减磁和灭磁功能。（7）装置结构简单可靠，调试方便，消耗功率小。授课教案课程名称电力系统继电保护与自动装置授课班级课程形式授课单元直流初励系统课时教学地点授课对象高职电力专业二年级学生教学资料参考教材《电力系统继电保护与自动装置》，杨利水著，中国电力出版社。PPT课件。学情分析学生在之前课程的学习中对发电机励磁系统有过初步了解，但并不理解深入的原理和具体的设备。本任务对励磁调节系统进行系统介绍，包括励磁调节系统的分类、结构和原理等。教学目标知识目标模拟式和数字式励磁系统工作原理异同、结构异同；模拟式励磁调节系统原理介绍和优缺点；数字式励磁调节系统原理介绍和优缺点；能力目标会分析数字式和模拟式励磁调节系统工作原理图素质目标热爱电力行业；遵守电力工作相关规范。德育目标爱岗敬业；遵纪守法；热爱劳动；奉献贡献意识。教学重点模拟式和数字式励磁系统工作原理异同、结构异同；模拟式励磁调节系统原理介绍和优缺点；数字式励磁调节系统原理介绍和优缺点；教学难点模拟式和数字式励磁系统工作原理异同、结构异同；模拟式励磁调节系统原理介绍和优缺点；数字式励磁调节系统原理介绍和优缺点；教学设计思路学生在之前课程的学习中对发电机励磁系统有过初步了解，但并不理解深入的原理和具体的设备。本任务对励磁调节系统进行系统介绍，包括励磁调节系统的分类、结构和原理等。教学过程及内容教学过程教学内容教学设计说明课前预习课中情境导入（分钟）重点难点讲授（分钟）重点：模拟式和数字式励磁系统工作原理异同、结构异同；模拟式励磁调节系统原理介绍和优缺点；数字式励磁调节系统原理介绍和优缺点；难点：模拟式和数字式励磁系统工作原理异同、结构异同；模拟式励磁调节系统原理介绍和优缺点；数字式励磁调节系统原理介绍和优缺点；模拟实训（分钟）课堂测验（分钟）课堂小结（分钟）课后教学反思教案附页5.2常见的同步发电机励磁系统类型电力领域内通行两种分类方法:第一种分类方法是按照励磁系统本身能量的来源（供电方式）分类，可分为他励和自励两大类。A.他励是指发电机的励磁电源由与发电机无直接电联系的电源经整流电路整流供给励磁系统能源，如直流励磁机、交流励磁机等。他励励磁电源不受发电机运行状态的影响，可靠性较高。B.自励是指励磁电源取自发电机本身，采用励磁变压器作为交流励磁电源，励磁变压器接在发电机输出端或厂用电母线上，如晶闸管自并励、晶闸管自复励等，自励系统的功率单元由静止电力电子元件——晶闸管构成，取消了旋转电机，因此运行维护方便。第二种分类方法是按照励磁系统中励磁调节单元的调节手段分类，可分为模拟式励磁系统和数字式励磁系统两大类。A.励磁调节单元中主要通过硬件来进行调节的励磁系统称为模拟式励磁系统;B.励磁调节单元中主要通过软件来进行调节的励磁系统称为数字式励磁系统。1.他励系统和自励系统1)他励系统（1）直流励磁机励磁系统。（2）交流励磁机——旋转整流器励磁系统（又称无刷励磁），发电机的励磁电流由交流励磁机电枢输出功率经三相全波整流供给。2)自励系统（1）自并励晶闸管静止励磁系统（2）自复励晶闸管静止励磁系统。2.模拟式励磁系统和数字式励磁系统（1）模拟式励磁系统励磁调节单元是同步发电机励磁系统的重要部件。早期的励磁调节单元为振动型和变阻器型，都具有机械部件，称为机电型励磁调节单元。由于它不能连续调节、响应速度缓慢、并有死区，早已被淘汰。20世纪50年代以来，磁放大器出现后，电力系统广泛采用磁放大器和电磁元件组成的电磁型调节单元。由于磁放大器具有时滞性，因此调节器的时间常数较大，调节速度较慢，但其可靠性高，通常用于直流励磁机系统。半导体励磁调节单元调节速度较快。电磁型、半导体型励磁调节单元，均属于模拟式励磁调节单元，其中主要环节的功能全由硬件电子电路完成，因此均属于模拟式励磁系统。（2）数字式励磁系统数字式励磁系统中励磁调节单元的主要控制功能都由软件来完成，不需增加相应功能的硬件电路。由于数字式励磁系统中励磁调节单元以各种微机为核心部件，因此又可称为微机型励磁系统。授课教案课程名称电力系统继电保护与自动装置授课班级课程形式授课单元励磁系统的选择课时教学地点授课对象高职电力专业二年级学生教学资料参考教材《电力系统继电保护与自动装置》，杨利水著，中国电力出版社。PPT课件。学情分析学生通过前两个任务已经对励磁系统有了深入的了解，本节课对励磁调节系统中的异常情况和特殊功能进行介绍，加深学生的知识掌握深度。教学目标知识目标强行励磁的概念和作用、原理；灭磁的功能和适用情景；能力目标励磁回路特殊工作状态时的工作原理分析；素质目标热爱电力行业；遵守电力工作相关规范。德育目标爱岗敬业；遵纪守法；热爱劳动；奉献贡献意识。教学重点强行励磁的概念和作用、原理；灭磁的功能和适用情景；教学难点强行励磁的概念和作用、原理；灭磁的功能和适用情景；教学设计思路学生通过前两个任务已经对励磁系统有了深入的了解，本节课对励磁调节系统中的异常情况和特殊功能进行介绍，加深学生的知识掌握深度。教学过程及内容教学过程教学内容教学设计说明课前预习课中情境导入（分钟）重点难点讲授（分钟）重点：强行励磁的概念和作用、原理；灭磁的功能和适用情景；难点：强行励磁的概念和作用、原理；灭磁的功能和适用情景；模拟实训（分钟）课堂测验（分钟）课堂小结（分钟）课后教学反思教案附页5.3.1继电强行增磁和强行减磁1.强行增磁和强行减磁的作用1）强行增磁的作用强行增磁就是指在电力系统发生短路事故时，使发电机电压降低到80%~85%时，从提高电力系统稳定性和继电保护动作灵敏度出发，由励磁系统迅速将发电机励磁电流增至最大值。强行增磁的主要作用有：①提高电力系统的暂态稳定性;②加快故障切除后的电压恢复过程;③提高继电保护的动作灵敏度;④改善异步电动机的启动条件。2）强行减磁的作用当发电机突然卸载后，由于转速上升，引起发电机电压急剧升高时，由励磁系统迅速将发电机励磁电流减至最小值，称为强行减磁。强行减磁的作用是：①发电机甩负荷时，机组过速，使发电机电压升高，可能危及发电机定子绝缘，强行减磁能迅速将电压降至空载电压；②发电机内部故障跳闸时，为了消除发电机感应电势继续供给故障点短路电流，必须在断路器跳闸的同时，联动跳灭磁开关，迅速灭磁，而在灭磁开关跳闸时，直流励磁机甩负荷，又可能在换向器上产生过电压，通过强行减磁能够迅速降低励磁电流。5.3.2同步发电机的灭磁发电机在运行中，如