《微机保护A》教学大纲

《微机保护A》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：05152181课程性质：专业选修课学分：2学分学时：32学时（理论32学时）先修课程：自动控制原理、电力系统分析、发电厂电气部分、电力系统继电保护后续课程：无适用专业：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《微机保护A》是电气工程及其自动化专业的一门专业选修课。本课程在学生已具有电力系统分析、电力系统继电保护原理等课程的相关知识和理论基础上，讲授微机继电保护的实现原理、基本方法及其特点，为学生毕业后从事继电保护技术的相关工作打好必要的基础。本课程注重基本理论知识的深入学习，使学生掌握主要微机保护设备的工作原理，为学生从事电力系统继电保护设备的设计、运行、维护、安装、调试提供知识和技术支撑；培养运用理论知识解决生产实际中问题的能力，为设计、研发电力系统继电保护设备和解决电力系统复杂运行工程问题奠定基础。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：掌握微机保护的常用算法、工作原理、硬件构成及整定计算。课程目标2：通过本课程的学习，使学生具备一定微机保护设备的设计、安装、调试、运行、维护能力，以及综合运用专业技术知识解决实际工程技术问题的能力。课程目标3：通过本课程的学习，培养学生具有学习能力、实践能力、创新能力及团队精神，具有使学生明确微机保护对电网供电安全所肩负的重大责任，从而增强其责任感和培养其严谨细致的工作作风和吃苦耐劳的工作精神，使其具有工程技术人员的素质修养。三、课程目标与毕业要求《微机保护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：掌握微机保护的常用算法、工作原理、硬件构成及整定计算。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1：掌握微机保护的常用算法、工作原理、硬件构成及整定计算。课程目标2：通过本课程的学习，使学生具备一定微机保护设备的设计、安装、调试、运行、维护能力，以及综合运用专业技术知识解决实际工程技术问题的能力。M3.设计/开发解决方案3.1能够掌握工程设计和产品开发全周期、全流程的基本方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。课程目标2：通过本课程的学习，使学生具备一定微机保护设备的设计、安装、调试、运行、维护能力，以及综合运用专业技术知识解决实际工程技术问题的能力。课程目标3：通过本课程的学习，培养学生具有学习能力、实践能力、创新能力及团队精神，具有使学生明确微机保护对电网供电安全所肩负的重大责任，从而增强其责任感和培养其严谨细致的工作作风和吃苦耐劳的工作精神，使其具有工程技术人员的素质修养。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.微机保护的硬件原理1.1数据采集系统（模拟量输入系统）；1.2开关量输入及输出回路；1.3DSP技术的应用；1.4网络化硬件电路。教学要求：使学生了解理解数据采集系统的组成；了解DSP技术的应用重点：数据采集系统的组成难点：模拟量输入系统41、2、32.数字滤波器2.1连续时间系统的频率特性和冲激响应；2.2离散时间信号的频谱；2.3Z变换；2.4离散时间系统的单位冲激响应和频率特性；2.5非递归型数字滤波器；2.6递归型数字滤波器；2.7零、极点法设计数字滤波器；2.8数字滤波器型式的选择。教学要求：使学生理解数字滤波的作用，熟系Z变换的方法；了解各种原理的数字滤波器重点：数字滤波的原理难点：Z变换81、2、33.微机保护的算法3.1假定输入为正弦量的算法；3.2突变量电流算法；3.3选相方法；3.4傅里叶级数算法；3.5R-L模型算法；3.6故障分量阻抗继电器；3.7阻抗继电器的补偿系数与按相补偿；3.8减小过渡电阻影响的方法；3.9最小二乘方算法；3.10算法的动态特性和选择。教学要求：使学生理解各种算法的选择和应用，理解数字滤波的作用，掌握Z变换的方法；了解各种原理的数字滤波器。重点：正弦量算法、傅式算法难点：傅式算法、算法的动态特性和选择81、2、34.提高微机保护可靠性的措施4.1干扰来源和窜人微机弱电系统的途径；4.2抗干扰措施；4.3自动检测；4.4多重化和容错技术；4.5电磁兼容。教学要求：使学生理解变电站的干扰来源和途径；熟系常见的抗干扰措施，了解自动检测和电磁兼容技术。重点：抗干扰的措施难点：电磁兼容41、2、35.微机保护程序流程5.1程序流程的基本结构；5.2电流保护流程图；5.3高压线路保护流程图。教学要求：使学生熟系程序流程的基本结构，掌握电流保护流程图的设计，理解高压线路保护流程图。重点：电流保护流程图的设计难点：高压线路保护流程图的设计41、2、3合计32五、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、实验等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。使学生比较全面地掌握微机保护的基本工作原理、调试方法以及设计方法，并且学习微机保护对电力系统运行影响的分析方法，为设计、研发电力系统微机保护装置和解决电力系统复杂运行工程问题奠定基础。六、课程资源1.推荐教材：（1）杨奇逊.微型机继电保护基础(第四版)[M].北京:中国电力出版社,2013.2.参考书：（1）高亮.电力系统微机继电保护[M].北京:中国电力出版社,2007.（2）陈皓.微机保护原理及算法仿真[M].北京:中国电力出版社,2007.（3）(美)斐史.电力系统微机保护(第二版)[M].北京:中国电力出版社,2011.3.期刊：（1）电力系统保护与控制,许昌智能电网装备试验研究院主办（2）电力系统自动化,国电自动化研究院主办（2）电力自动化设备,南京电力自动化研究所有限公司主办（4）IEEETransactionsonIndustrialElectronics,US（5）IEEETransactionsonPowerElectronics,US4.网络资源：（1）电力系统继电保护技术省精品在线开放课程./course/HAUE-1003363042.（2）电力系统继电保护精品中文慕课（MOOC）平台./courses/XJTU/ELEC3053/2015_T2/about.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3。表3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过程性考核阶段测试20（1）根据阶段测试情况进行考核，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。√√√1010课堂表现10（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。√√√442作业10（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。√√√442期末考核60（1）期末考核成绩100分，以期末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；（2）主要考核微机保护的模拟量、数字量采样原理，正弦量算法、傅式算法和算法选择；常用滤波器特性；常见的抗干扰措施；电流保护流程的设计等内容；（3）期末考核形式为大作业。√√√252510合计：100分434314八、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、作业、阶段测试、期末考核（大作业）等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末考核（大作业）成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末考核（大作业）成绩为100分（权重60%）；课堂表现、作业、测试、实验等过程性考核成绩为100分（权重40%）；期末考核（大作业）和过程性考核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4。表4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≥60x<60课堂表现25积极参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于90%。认真参与教学活动，回答问题准确率大于80%。偶尔参与教学活动，回答问题准确率