《电力系统继电保护》教学大纲

《电力系统继电保护》课程教学大纲课程编码：AL042490课程性质：限定选修课适用专业：电气工程及其自动化学时学分：40学时2.5学分所需先修课：电力系统分析、电机学、电路原理一、课程说明1．课程简介本课程是电气工程及其自动化专业的一门专业方向限选课。本课程讲述电力系统继电保护的基本原理、分析方法和应用技术，内容主要包括：作为继电保护硬件系统的几种主要继电器的作用原理、分析方法和整定原则；电网的相间电流、电压保护，输电线路的接地保护，输电线路的距离保护、纵联保护和自动重合闸；电力系统的主设备保护、母线保护和电动机保护；高压直流输电系统的保护与控制以及电力系统微机保护原理等。通过本课程的学习，使学生掌握电力系统继电保护的原理和主要技术，为进一步学习专业课以及毕业后从事电力系统机电保护工作打下必要的基础。该课程的先修课是电力系统分析、电路原理等。2．教学目标要求本课程以输电线路、变压器、母线和发电机四种典型设备为研究对象，以三段式电流保护和三段式距离保护、变压器的保护为重点。学完本课程应达到以下基本要求：1）了解各种典型继电保护装置的基本结构，掌握各种常用继电器的工作原理、各种继电保护运行特性和操作技能。2）掌握线路相间短路保护的的分析方法，能正确分析不同故障点时，各段保护的整定值以及时间特性。特别是对于双电源和单电源环网故障采用的方向电流保护的原理。3）掌握三段式距离保护的原理，特别是距离保护三段式整定值的计算。在影响距离保护正确动作的因素里面重点掌握系统振荡和过渡电阻的影响以及防止误动作的措施。4）透彻理解输电线路自动重合闸的工作原理，以及重合闸的前加速和后加速的区别、重合闸的分类。5）掌握变压器保护的分类和故障的分类，以及不平衡电流产生的原因和限制措施。3．教学重点难点1）掌握电力系统继电保护的基本原理和分类；2）深入理解输电线路三段式电流保护和三段式距离保护；3）了解输电线路的纵联保护的原理；4）掌握变压器保护的原理和励磁涌流的抑制方法。4．学时分配表次序教学内容理论课学时数第一部分绪论2第二部分输电线路三段式电流保护14第三部分输电线路三段式距离保护10第四部分输电线路的纵联保护4第五部分输电线路的自动重合闸4第六部分变压器的保护4第七部分母线的保护2总计405．主要教法、学法本课程以课堂讲授为主、自学和讨论为辅的方式开展教学，着重对学生的分析问题能力、理论综合能力以及实验研究能力等方面的培养。研发并采用多媒体教学方式。6．考核方式及标准1）考核目的：考核学生对继电保护的基本知识、基本理论、整定值的计算方法等的理解和掌握程度，促进学生提高分析和解决问题的能力。2）考核形式：开卷笔试。3）主要考核内容：继电保护的基本结构，工作原理及运行特性，分析电流保护的基本方法，电流一段、二段的保护范围、电流保护的接线方式；距离保护的组成、整定、影响因素及其抑制方法。纵联保护的特点、重合闸的基本知识和变压器、母线的保护原理。4）考核题型：填空，选择，问答，计算。5）成绩评定：考试成绩占总成绩的70%，其他（包括考勤、作业、讨论等）成绩占总成绩的30%。二、各部分教学纲要第一部分绪论（2学时）教学目标通过绪论的学习，首先要了解课程的主要内容和继电保护在电力系统的作用，明确电力系统继电保护在电气工程及其自动化专业中的地位，从而明确学习目的；其次要了解本课程的性质、任务、特点和继电保护保护理论的一般分析方法；最后要对继电保护发展历史做了讲解。本部分重点继电保护的作用和组成以及继电保护的“四性”。本部分难点继电保护的“四性”：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。教学内容1.绪论2.继电保护的原理及其组成3.继电保护的“四性”第二部分电网的电流保护和方向性电流保护（14学时）教学目标掌握电磁型、晶体管和集成电路型电流继电器的工作原理，理解动作电流、返回电流、返回系数的概念；掌握电流1断保护的整定原理、掌握限时电流速断保护、定时限过电流保护的整定原则，理解阶段式电流保护的优缺点、掌握电网相间短路的方向性电流保护的原理、掌握中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及其方向保护的原理、掌握中性点非直接接地电网中单相接地故障的零序电压、电流及方向性保护的原理。本部分重点三段式电流保护的整定原则、方向性电流保护的特点、中性点接地系统和非接地系统零序保护的特点。本部分难点三段式整定值的计算，零序电流和零序电压过滤器。教学内容1.继电器的工作原理和分类2.速断电流保护、限时电流速断和定时过电流保护的整定计算3.电流保护的接线方式4.方向性电流保护的原理和组成5.中性点接地系统零序电流的保护6.中性点不接地系统零序电流的保护第三部分距离保护（10学时）教学目标掌握距离保护的原理和阻抗继电器的动作特性，掌握阻抗继电器的接线方式，集成电路型方向阻抗继电器的接线和特性分析、掌握集成电路型方向阻抗继电器的接线和特性分析、距离保护的整定计算原则及对距离保护的评价，了解影响距离保护正确的因素及防止方法。本部分重点距离保护的原理和整定原则、距离保护的接线方式。本部分难点距离保护的接线方式和整定原则。教学内容1.距离保护的作用原理2.阻抗继电器、阻抗继电器的接线方式3.集成电路型方向阻抗继电器的接线和特性分析4.影响距离保护正确的因素及防止方法第四部分输电线路的纵联保护（4学时）教学目标掌握输电线纵联差动保护和输电线的高频保护的原理，掌握输电线的高频保护的原理、了解微波保护简介、输电线纵联保护的发展趋势。本部分重点输电线路的纵联差动保护和输电线路的高频保护。本部分难点输电线路的高频保护教学内容1.输电线纵联差动保护2.输电线的高频保护、相差保护第五部分输电线路的自动重合闸（4学时）教学目标1）掌握自动重合闸在电力系统中的作用；2）理解对自动重合闸装置的基本要求及双侧电源送电线路重合闸的方式及选择原则。特别是重合闸的前加速和后加速以及重合闸的分类。本部分重点自动重合闸的工作原理，特别是针对故障不同重合闸的作用不同；重合闸的前加速和后加速；双侧电源的重合闸。本部分难点重合闸的前加速和后加速。教学内容1.自动重合闸在电力系统中的作用2.自动重合闸装置的基本要求3.双侧电源送电线路重合闸的方式及选择原则4.具有同步检定和无电压检定的重合闸第六部分变压器的保护（4学时）教学目标掌握电力变压器的故障类型、不正常运行状态及其相应的保护方式，掌握变压器的纵差动保护、整定原则，不平衡电流出现的原因和对策，特别是励磁涌流的识别方法。掌握变压器的电流和电压保护的原理。本部分重点变压器的保护原则和励磁涌流的特点。本部分难点励磁涌流、瓦斯保护。教学内容1.电力变压器的故障类型、不正常运行状态及其相应的保护方式2.变压器的纵差动保护3.变压器的电流和电压保护4.变压器的瓦斯保护第七部分母线的保护（2学时）教学目标了解母线的保护原则与原理；掌握母线差动保护的基本原理。了解低阻抗母线保护、中阻抗母线保护、高阻抗母线保护的的优缺点。本部分重点母线保护的原理