《水电站继电保护》教学大纲

《水电站继电保护》教学大纲课程基本信息课程编号02010216中文名称水电站继电保护

英文名称

课程类别综合能力课程适用对象小型水电站及电力网专业开课学期第4～5学期总学时96学时第4期42学时其中理论课38学时，实验4学学时第5期54学时其中理论课46学时，实验8学时总学分

6学分先修课程

水电站电气部分后续课程水电站综合自动化、水电站运行技术、水电站设计技术、水电站安装检修技术选用教材[1]李付亮，周宏伟.《水电站继电保护》.郑州：黄河水利出版社，2008参考文献许建安.《继电保护技术》.北京：中国水利水电出版社，2005二、教学目的本课程为本专业的一门综合能力课程。本课程理论教学内容分为常规继电保护和微机继电保护两大部分。通过本课程的学习，要求学生能够掌握水电站继电保护装置的基本组成、工作原理、配置原则、整定计算方法，常用继电器和继电保护装置的调试方法，并熟悉继电保护的运行管理，培养阅读继电保护装置原理图、展开图和安装接线图的技能，为毕业后从事小型水电站继电保护的运行、安装、调试、检修、维护和设计工作打下基础。具体教学目的包括：（1）掌握水电站继电保护的组成、基本工作原理和常用的继电保护基础元件。（2）掌握水电站继电保护的种类、每种保护装置的工作原理和整定计算方法。（3）掌握水电站各设备单元保护的配置方法。（4）掌握继电保护装置原理图的识读技能，通过图纸来进行继电保护的安装和故障查找、处理等。（5）掌握常用继电器和继电保护装置的调试方法。（6）熟悉继电保护的运行管理。三、教学内容及要求Ⅰ常规继电保护课程主要内容：水电站继电保护的工作原理、配置原则、整定计算和保护展开图的识读。课程重点：继电保护的工作原理、配置原则、整定计算和展开图的识读。课程难点：继电保护的整定计算和继电器的调试。（一）理论教学内容与基本要求绪论（4学时）教学内容：1、电力系统继电保护的任务和作用；2、对继电保护的基本要求；3、继电保护的工作原理、构成与发展史；4、继电保护课程学习特点。教学要求：1、了解电力系统运行中的故障和异常状态，掌握继电保护的作用和任务。2、掌握对继电保护装置的基本要求。3、了解继电保护的技术发展史。4、掌握继电保护的基本组成和基本工作原理。5、熟悉继电器的分类及继电保护的图例符号。第一章：常规继电保护的基础元件（8学时）教学内容：1、电流互感器和电压互感器；2、测量变换器；3、对称分量滤过器；4、电磁式继电器。教学要求：1、了解电流、电压互感器的极性和工作特点，掌握电流互感器的10%误差曲线及选型。2、掌握常用电磁型电流、电压、中间、时间、信号继电器的结构、工作原理、整定方法和作用。3、掌握变换器的作用、工作原理和特点。4、掌握对称分量滤过器的作用、工作原理。第二章：电网相间短路电流电压保护（14学时）教学内容：1、单侧电源网络相间短路的电流保护；2、电流保护的接线方式；3、阶段式电流保护；4、电流电压联锁保护；5、双侧电源网络的电流保护。教学要求：1、掌握无时限电流速断保护、限时电流速断保护、定时限过电流保护、电流电压联锁速断保护的工作原理、整定计算、原理图的识读和优缺点。2、掌握三段式电流保护的组成和配合关系。3、熟悉电流保护的接线方式及其应用。4、掌握方向电流保护的基本工作原理、常用方向继电器的结构和工作原理，熟悉方向继电器、方向过电流保护的接线方式，了解方向过电流保护的整定计算。第三章：电网的接地保护（4学时）教学内容：1、电网的接地方式及其保护特点；2、大电流接地系统的零序电流保护；3、方向性零序电流保护；4、小电流接地系统的单相接地保护。教学要求：1、了解电网接地方式的种类和工作特点。2、掌握为什么要在电网中单独装设接地保护。3、了解大电流接地系统和小电流接地系统中接地短路时零序分量的特点。4、掌握零序保护的种类、工作原理。第四章：输电线路的距离保护（10学时）教学内容：1、距离保护的基本原理；2、阻抗继电器；3、阻抗继电器的接线方式；4、距离保护的整定计算；5、影响距离保护正确工作的因素。教学要求：1、熟悉距离保护的基本工作原理及组成。2、掌握圆特性阻抗继电器的构成原理、特点。3、熟悉影响阻抗继电器正确测量的因素及其解决办法。4、了解三段式距离保护的整定计算。第五章：电力变压器的继电保护（12学时）教学内容：1、电力变压器的故障、异常运行状态及保护装置；2、变压器的瓦斯保护；3、变压器的电流速断保护；4、变压器的纵联差动保护；5、变压器相间短路的后备保护和过负荷保护；6、电力变压器接地保护；7、变压器保护装置的整定计算举例；8、电力变压器保护全图举例。教学要求：1、了解变压器的故障、异常运行状态及其危害。2、掌握变压器保护的种类及其配置原则。3、掌握瓦斯保护的构成、工作原理、整定计算、特点。4、掌握变压器电流速断保护的工作原理、整定计算和特点。5、掌握变压器差动保护的工作原理、影响不平衡电流的因素及其解决办法、接线、整定计算方法。6、掌握变压器相间短路的后备保护的配置、工作原理和整定方法。7、了解变压器接地短路的后备保护的配置、工作原理。第六章：水轮发电机的继电保护（8学时）教学内容：1、水轮发电机的故障、异常运行方式和保护装置；2、水轮发电机的纵联差动保护；3、水轮发电机定子匝间短路保护；4、水轮发电机的电流电压保护；5、水轮发电机的定子接地保护；6、水轮发电机的转子绕组接地保护；7、水轮发电机的失磁保护；8、水轮发电机保护回路接线图举例；9、发电机—变压器组的继电保护。教学要求：1、了解水轮发电机的故障、异常运行状态及其危害。2、掌握水轮发电机继电保护的种类及其配置。3、掌握发电机纵差动保护的工作原理、整定计算、特点。4、掌握发电机相间短路保护的工作原理、整定计算和配置原则。5、掌握发电机定子绕组单相接地保护的工作原理。6、掌握发电机过电压保护的工作原理、整定计算。7、熟悉发电机转子一点和两点接地保护、过负荷保护、失磁保护和调相低电压保护的工作原理。8、掌握发电机保护接线全图的识读。9、熟悉发电机——变压器组继电保护装置的配置和特点。（二）实践教学内容与基本要求（含学时分配）实验1：模拟电站继电保护装置认识实验（2学时）要求：了解常规继电保护和微机继电保护的外观差别，熟悉常规继电保护的动作结果，了解保护装置的组成元件。实验2：常用继电器的结构认识实验（2学时）要求：熟悉常用的电流继电器、电压继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器和功率方向继电器的结构。实验3：DCD-2型差动继电器结构、原理实验（2学时）要求：熟悉DCD-2型差动继电器的结构、工作原理、整定方法等。Ⅱ微机继电保护课程主要内容：介绍了微机保护装置的基本硬件和软件原理，在此基础上分析了输电线路保护、变压器保护、发电机保护、微机保护新技术的研究成果，并介绍了微机保护运行管理及检验的基本知识。课程重点：微机保护的基本组成和基本工作原理，输电线路、变压器、发电机微机保护的种类和工作原理。课程难点：微机保护的软件原理及其算法分析。（一）理论教学内容与基本要求（含学时分配）第一章微机保护概述（1学时）了解微机保护的发展、与常规保护比较的特点和微机保护的基本组成。第一章：微机保护的硬件原理（9学时）教学内容：1、微机保护装置的硬件结构；2、微机保护的数据采集系统；3、保护CPU插件部分；4、开关量输入输出回路原理；5、DSP技术的应用；6、微机保护装置的抗干扰措施。教学要求：熟悉微机保护装置的硬件组成，掌握数据采集系统、单片CPU、输入输出等回路的工作原理，了解DSP技术，了解微机继电保护装置的电磁兼容性问题和抗干扰措施。第三章：微机保护的软件原理（8学时）教学内容：1、微机保护系统程序流程；2、微机保护算法；3、数字滤波器概述。教学要求：熟悉微机保护软件的系统配置，了解微机保护算法的基本概念、数字滤波器的概念，并掌握一些常用算法的思路。第四章：微机线路保护（6学时）教学内容：1、微机线路保护装置；2、WXH-823微机线路保护装置；3、WXH-811微机线路保护装置。教学要求：掌握输电线路微机保护的种类、配置；WXH-823和WXH-811微机线路保护装置中保护的配置及各保护的程序逻辑原理。第五章：微机变压器保护（4学时）教学内容：1、微机变压器保护的配置；2、WBH-812微机变压器保护装置；3、WBH-813微机变压器保护装置；4、WBH-814微机变压器保护装置。教学要求：掌握电力变压器微机保护的种类、配置原则，WBH-812、WBH-813与WBH-814微机变压器保护装置的保护配置及各保护的程序逻辑原理。第六章：微机水轮发电机保护（2学时）教学内容：1、微机水轮发电机保护配置；2、WFB-821微机发电机保护装置；3、WFB-822微机发电机保护装置。教学要求：掌握水轮发电机微机保护的种类、配置原则，掌握WFB-821与WFB-822微机发电机保护装置的保护配置与各保护的程序逻辑原理。第七章：微机继电保护装置运行管理（6学时）教学内容：1、人机界面及操作；2、微机保护装置的运行维护。教学要求：掌握微机保护装置人机界面的特点及操作方法,掌握微机保护装置的运行维护，如：装置的投运、装置的运行、装置检修的基本要求和装置动作后的处理等。（二）实践教学内容与基本要求（含学时分配）实验1：微机保护认识实验（2学时）要求：了解微机保护的组成、外观和现场运行情况等，增加感性认识。实验2：输电线路微机保护调试实验（2学时）要求：掌握微机保护测试仪的使用方法，掌握输电线路微机保护的试验项目和试验方法。实验3：变压器、发电机微机保护调试实验（2学时）要求：掌握微机保护测试仪的使用方法，掌握变压器、发电机微机保护的试验项目和试验方法。四、各教学环节学时分配章节Ⅰ常规继电保护学时分配合计讲课习题课讨论课上机课实验课其他022416282141434441010510212688小计54660章节Ⅱ微机继电保护学时分配合计讲课习题课讨论课上机课实验课其他11127293884665446227246小计30636合计841296五、作业要求本课程共需完成作业12次，每次2～3题，其中大型作业2次，安排综合性的继电保护整定计算。六、考核安排本课程为考试课。1、考核内容：本课程主要考核水电站继电保护的基本组成，输电线路、电力变压器和水轮发电机的保护配置、工作原理、整定计算、配合关系和原理图的识读，常用继电器和继电保护装置的调试，继电保护装置的运行管理。2、考核方式