《电力系统继电保护A》教学大纲

《电力系统继电保护A》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：05142131课程性质：专业选修课学分：3.5学分学时：56学时（其中：理论48学时，实验8学时）先修课程：电路、电机学、电力系统分析后续课程：毕业设计适用专业：电气工程及其自动化开课单位：电气工程与自动化学院一、课程说明《电力系统继电保护A》是电气工程及其自动化专业的一门专业选修课。本课程着重阐明电力系统继电保护的基本原理、分析方法和应用技术，通过各个教学环节，运用各种教学手段和方法，使学生掌握构成继电保护的基本元件工作原理、输电线路及元件的整定计算方法，同时学会常用的电磁型、整流型继电器的基本实验方法，保护配置原则，并对微机继电保护有所了解。注重培养学生对保护装置在实践工程中的应用能力，为学生毕业后从事继电保护方面的运行、设计、制造、研究等工作打下坚实的基础。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：使学生全面、完整的理解电力系统继电保护的基本概念、基本工作原理、实现技术及解决继电保护问题的基本思想方法；包括输电线路电流保护、距离保护、纵联保护、变压器保护、发电机保护等保护的基本概念、基本原理和运行分析方法，并能将有关原理和方法运用于电力系统继电保护的工程问题。课程目标2：使学生能够根据电网、线路和元件在电力系统中所处的位置，提出电网、线路和元件继电保护的配置方案和整定计算方法；初步掌握与电力系统继电保护技术相关的电气工程问题的综合知识，逐步具备继电保护设计、开发的能力。课程目标3：使学生了解并适度掌握对电力系统继电保护进行数字化建模、仿真分析、设计的工程综合知识。能够对各套继电保护装置的性能及存在的问题分析，设计合理的实验方案，提出改进措施，能够不断将继电保护新原理、新技术融入已有知识和能力体系中。三、课程目标与毕业要求《电力系统继电保护A》课程教学目标对电气工程及其自动化专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识1.4能够将电气工程及其自动化专业知识用于复杂电气工程问题解决方案的比较与优化。课程目标1：使学生全面、完整的理解电力系统继电保护的基本概念、基本工作原理、实现技术及解决继电保护问题的基本思想方法；包括输电线路电流保护、距离保护、纵联保护、变压器保护、发电机保护等保护的基本概念、基本原理和运行分析方法，并能将有关原理和方法运用于电力系统继电保护的工程问题。H2.问题分析2.2能够运用数学、自然科学和工程科学的基本原理，分析并表达复杂电气工程问题的特性，获得多种解决方案。课程目标2：使学生能够根据电网、线路和元件在电力系统中所处的位置，提出电网、线路和元件继电保护的配置方案和整定计算方法；初步掌握与电力系统继电保护技术相关的电气工程问题的综合知识，逐步具备继电保护设计、开发的能力。H4.研究4.2能够根据复杂电气工程问题的特征，选择研究路线，设计实验方案。课程目标3：使学生了解并适度掌握对电力系统继电保护进行数字化建模、仿真分析、设计的工程综合知识。能够对各套继电保护装置的性能及存在的问题分析，设计合理的实验方案，提出改进措施，能够不断将继电保护新原理、新技术融入已有知识和能力体系中。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时实验学时对应的课程目标1.电力系统继电保护的基本概念1.1电力系统系统继电保护的作用1.2继电保护的基本原理及其组成1.3对继电保护的基本要求1.4继电保护的硬件构成教学要求：学生理解电力系统继电保护的作用、技术发展状况、基本原理，掌握电力系统继电保护的基本要求，掌握继电保护的硬件构成重点：继电保护的基本原理、组成、作用；以及硬件构成。难点：继电保护的基本要求和硬件构成。212.电网的电流保护2.1单侧电源网络的相间短路的电流保护2.2双侧电源网络相间短路的方向性电流保护2.3中性点直接接地系统中接地短路的零序电流及方向保护2.4中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护教学要求：使学生掌握三段式电流保护动作电流整定、灵敏度校验、动作时间整定、电压及方向保护的原理、接线；理解功率方向继电器的原理和构成；掌握零序电流保护的整定原则及计算方法；了解零序电压保护的结构和原理。重点：三段式电流保护原理、整定计算、接线、展开图；零序电流保护原理与动作值整定。难点：三段式电流保护和零序电流保护的原理、动作电流整定、灵敏度校验、动作时间整定；方向性电流保护的原理、接线与整定计算。1241、2、33.电网距离保护3.1距离保护的基本原理与构成3.2阻抗继电器及其动作特性3.3距离保护的整定计算对距离保护的评价3.4距离保护的振荡闭锁3.5距离保护特殊问题的分析教学要求：理解电网距离保护的原理；掌握圆特性阻抗继电器的动作方程、动作特性及特性分析；理解阻抗继电器的接线方式；掌握距离保护的整定计算；了解过渡电阻、振荡等影响距离保护正确工作的因素分析。重点：三种圆特性阻抗继电器的动作特性；距离保护的结构、原理、整定计算；距离保护的振荡闭锁的方法及分析。难点：距离保护的整定计算；距离保护的振荡闭锁分析。1021、2、34.输电线路纵联保护4.1输电线路纵联保护概述4.2输电线路纵联保护两侧信息的交换4.3方向比较式纵联保护4.4纵联电流差动保护教学要求：理解纵联保护的概念及分类；理解引导线、电力线载波、微波、光纤通信的方式、构成和特点；掌握纵联电流差动保护、闭锁式方向纵联保护的工作原理和特性分析。重点：闭锁式方向纵联保护的工作原理、构成、过程分析方法；纵联电流差动保护的工作原理、特性分析、整定计算。难点：闭锁式方向纵联保护的工作原理和特性分析。61、2、35.自动重合闸5.1自动重合闸的作用及对它的基本要求5.2输电线路的三相一次自动重合闸5.3高压输电线路的单相自动重合闸教学要求：理解重合闸的作用、基本要求；掌握单侧电源三相一次重合闸的工作原理；掌握重合闸与继电保护的配合；理解单相重合闸基本原理；重点：单、双侧电源送电线路三相一次重合闸。难点：重合闸与继电保护的配合。21、26.电力变压器保护6.1变压器的故障类型和不正常运行状态6.2变压器的纵联差动保护6.3变压器励磁涌流及鉴别方法6.4变压器的后备保护6.5变压器保护配置原则教学要求：掌握变压器差动保护构成原理、不平衡电流的原因以及整定计算；掌握变压器励磁涌流的分析与特点；理解变压器常用后备保护；了解变压器保护的配置原则。重点：变压器差动保护构成原理以及不平衡电流的分析方法；变压器差动保护的整定计算。难点：差动保护中引起不平衡电流的原因。821、2、37.发电机保护7.1发电机的故障、不正常运行状态及其保护方式7.2发电机定子绕组短路故障的保护7.3发电机定子绕组单相接地保护7.4发电机负序电流保护教学要求：了解发电机运行状态及其相应的保护方式；掌握纵差动保护的结构、原理和整定计算；了解横差动保护的基本原理；掌握100％定子接地保护的原理；了解负序过电流保护的原理。重点：发电机纵差动保护的原理、整定计算；发电机100％定子单相接地保护的原理。难点：发电机100％定子单相接地保护的原理。61、2、38.母线保护8.1母线故障和装设母线保护基本原则8.2母线差动保护基本原理8.3断路器失灵保护简介教学要求：理解母线故障类型和装设母线保护的基本原则；掌握完全电流差动母线保护的接线和原理；了解断路器失灵保护的原理。重点：母线保护配置基本原则；常见母线差动保护的工作原理。难点：母线完全差动保护以及元件固定连接电流差动保护工作原理。21、2、3合计4882.实验部分实验部分的教学内容、基本要求与学时分配见表3。表3实验项目、实验内容与学时实验项目实验内容和要求实验学时对应的课程目标1.电磁型继电器实验实验内容：可在电磁式电流继电器、电压继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器等继电器中任选一到两个继电器进行结构和工作特性测试。实验要求：学会如何测试继电器的工作特性。21、22.三段式电流保护实验实验内容：熟悉线路三段式电流保护的原理，通过实验理解三段式保护之间的配合，加深对二次回路的认识。实验要求：掌握三段式电流保护的原理。21、2、33.距离保护实验实验内容：掌握输电线路距离保护的原理以及特点，通过实验熟悉电网距离保护的处理流程，掌握距离保护的参数设置以及故障处理。实验要求：掌握输电线路距离保护的原理。21、2、34.变压器保护实验实验内容：掌握变压器的保护原理和配置方式，通过理解保护原理完成实验接线，调整实验数据进行保护动作值的整定。实验要求：掌握根据实验数据进行保护动作值的整定。21、2、3合计8五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、案例、视频资源共享、实验等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。课程为省级在线开放课程，提供灵活的自主学习平台，线上线下相结合，培养学生自主学习能力；精选教学内容，精讲多练，安排习题课，巩固课堂所学知识，促进学生积极思考，开发学生的潜能。在实验教学环节中，通过启发式教学、讨论式教学培养学生继电保护的基本理论、基本知识和基本技能。培养学生自主学习能力、实际动手能力，激发学生的创新思维。六、课程资源1.推荐教材：（1）张保会,尹项根.电力系统继电保护(第二版)[M].北京:中国电力出版社,2010.2.参考书：（1）贺家李,李永丽.电力系统继电保护原理(第四版)[M].北京:中国电力出版社,2010.（2）梁国艳,杨捷.电力系统继电保护及自动化[M].北京:中国电力出版社,2012.（3）葛耀中.高压输电线路高频保护[M].北京:水利电力出版社,1987.（4）王维俭.发电机变压器继电保护应用(第二版)[M].北京:中国电力出版社,2005.3.期刊：（1）IEEETransactionsonIndustrialElectronics,IEEE(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,电气与电子工程师学会)主办（2）电力系统保护与控制,许昌智能电网装备试验研究院主办（3）电力系统及其自动化学报,天津大学主办（4）电力系统自动化,国网电力科学研究院主办（5）中国电力,国网能源研究院,中国电机工程学会主办4.网络资源：（1）中国大学MOOC.河南省在线开放课程.河南工学院.杨捷.电力系统继电保护技术./course/HAUE-1003363042（2）精品中文慕课(mooc)平台.西安交通大学.张保会.电力系统继电保护./courses/XJTU/ELEC3053/2015_T2/about（3）中国大学MOOC.南京工程学院.韩笑.电力系统继电保护./course/preview/NJIT-1001754184?tid=1001841189七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4。表4课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现8（1）根据课堂出勤情况和课堂回答问题情况进行考核，满分100分；（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√242作业8（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩；（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√242测试16（1）主要考核学生对各章节知识点的理解和掌握程度，满分100分；（2）每次阶段测试单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩；（3）以阶段测试成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√484实验8（1）根据每个实验的实验操作完成情况和实验报告质量单独评分，满分100分；（2）每次实验单独评分，取各次实验成绩的平均值作为此环节的最终成绩；（3）以实验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√242期末考核60（1）卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩；（2）主要考核继电保护的基本原理、基本分析方法、常用公式及计算方法等内容；（3）考试题型为：填空题、选择题、判断题、简答题、计算题和分析题等类型。试卷中基本知识、基本理论、基本技能占50%左右，综合应用题、分析题占50%左右。√√√203010合计：100分305020八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、实验、作业、期末考试等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末试卷成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末试卷成绩为100分（权重60%），试题类型为填空题、选择题、判断题、简答题、计算题和分析题等类型，试卷中基本知识、基本理论、基本技能的试题分值不超过50%，综合应用题、分析题不低于50%；课堂表现、实验、作业等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和考试试题分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表5。表5过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x