《电力系统继电保护》课程教学大纲

《电力系统继电保护》教学大纲

一'课程基本信息

电力系统继电保护

课程名称

PowerSystemRelaying

课程编码CNE321321030开课院部新能源学院课程团队电力继电保护课程组

学分3.0课内学时醛讲授|48实验0上机0|实践0课外学时48

适用专业电气工程及其自动化授课语言中文

先修课程电力工程基础、电力系统分析

本课程主要介绍电力系统继电保护装置的总体要求，三段式电流保护、距离保护和纵联保护的原理及应用特点，堇合闸自动装置的分

类及工作要求,重点分析不同故簿情况对各类保护装置性能的影响及解决方法，初步学习微机保护的硬件结构及不同原理的算法实现,通

过学习使学生深刻理解电力系统中各种类型保护继电器的工作原理与重要性，通过本课程的学习，进一步帮助本科生巩固电力系统相关知

识，使本科生了解电力系统保护装置的设计与开发的基本方法，同时为学生进入高层次学习打下良好的理论基础。

Thiscoursemainlyintroducesthegeneralrequirementsoipowersystemrelayprotectionandtheprincipleand

课程简介applicationfeaturesofthreestepsovercurrentprotection,distanceprotectionandpilotprotection.Thecategories

（砒）andrequirementsofautorecloserarealsotalked.Theinfluencestodifferentkindsofprotectiondevicesandsolutions

whendifferentfaultsoccurareemphaticallyanalyzed.Thehardwarestructureandalgorithmbasedonvarioustheoriesis

primarilylearned.Theoperatingprincipleandsignificanceofvariouskindsofprotectionrelayinpowersystemis

deeplyunderstoodbystudentsthroughcourselearning.Ithelpsundergraduatetoacquirerelativeknowledgeofpower

systemfirmlyandcomprehend:hebasicmethodofdesignmentanddevelopmentofprotectiondeviceinpowersystem

protection.Meanwhilethetheoreticalfoundationislaidforstudent'shighlevellearning.

负责人大纲执笔人市核人

二'课程目标

毕业要月也指标点

序号代号课程目标OBE

任务自选

目标1：将电力工程和电力系统分析先行课程中学习的知识与工程实践的具体要求紧密的联系起来，是

1Ml

初步掌握基于故障特征分析及提取的各种电力系统保护装首的开发方法.帮助学生认识到专业课程

内容的设置与学习与电气相关的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规之间的内在关联。

日标2:针对不断发展的电力系统出现的曳杂工程问题,学生要根据对相应先行课程理论的融合，依

据特定问题的独特化故障特征.能够制定可行的保护策略并掌握相应的装置开发方法.基于电气工

2M2程相关背景知识进行合理分析.评价电气工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、是

法律以及文化的影响，通过电力系统保护发展历史的介绍，以及安排学生对停电事故等相关内容的

自主学习与讨论,使其理解应承担的责任。

三'课程内容

支撑课课内课外

序号章节号标题课程内容/重难点教学方式课外环节

程目标学时学时

本章重点理点：电力系统继电保护的任务、基本原理.继电保

1第1章第1堂结论///

护的选择性和灵敏性校验

1.1电力系统工作

状态、继电保护装

21.1工作状态的划分、继电保护的基本原理及性能分析Ml1讲授/讨论2作业/自学

置的功能结构及基

本要求

本章重点荒点：继电器特性、相间短路的三段式电流保护的工

作原理、整定计算原则及接线方式、功率方向元件的工作原

第2至电网的电理、动作特性及接线方式；中性点直接接地电网中接地短路的

3第2章////

流保护零序电流保护及零序方向电流保护的工作原理、整定计算原

则、零序功率方向元件的工作原理和中性点非直接接地电网中

单相接地的特点及保护方案

2.1相间短路的电三段式保护原理、电流保护接线、方向功率继电器工作原理及

42.1Ml3讲授，讨论5作业/自学

流保护性能分析

2.2接地故障的保中性点接地分类、三段式零序电流保护的整定、中性点非直接作业/自学

52.2Ml,M22.5讲授/讨论3

护接地系统中单相接地故障特征及保护方式/报告

本章歪点走点：距离保护的基本原理、阻抗维电希的动作特

第3章电网的距

6第3章性、方向阻抗继电器消除死区的方法、距离保护的整定计算及////

离保护

影响距离保护正确动作的因素和防止办法、距离保护的振荡闭

锁及特殊问题的分析和工频变化量距离保护

3.1距我保护的基

73.1距离保护的原理及优势Ml2讲授/讨论2.5作业/自学

本原理与构成

3.2阻抗继电器动

83.2作特性分析及实现明抗继电器的分类、比幅式和比相式阻抗继电器的原理分析Ml3讲授/讨论2.5作业/自学

方法

3.3距离保护的整

三段式距离保护的整定原则、分支系数对距离保护整定的影响

93.3定计算与对距离保Ml,M22讲授/讨论2.5作业/自学

及解决方法

护的评价

3r距离保护的护振荡闭锁的概念、振荡、过度电阴、串补电容及非工须电气分

103.4Ml,M22小组讨论2.5研讨报告

特殊问题量对保护性能的影响及应对措施

第1堂输电线路本章重点是点：输电线路纵联保护、纵差保护和方向高频保护

11第4章////

纵联保护的基本原理、纵联电流相位差动保护的动作特性与相继动作

4.1输电线踣纵联

124.1纵联保护的原理、纵联保护装置的构成及两侧信息的交换原则Ml2讲授/讨论2.5作业/自学

保护

4.2纵联保护的类方向比较五纵联保护、纵联电流差动保护及影响纵联保护的因

134.2Ml,M22讲授/讨论2.5作业/自学

型素

第5堂自动重合

14第5章本章重点定点：至合闸装置的意义、与保护配合的原则////

闸

5.1自动至合闸的输电线路的三相一次自动重合闸、高压输电线路的单用自动重作业/自学

155.1Ml,M22讲授/讨论2

分类及性能特点合闸、综合重合闸/报告

本章重点定点：电力变压漏保护配置、纵差保护的原理、不平

第6堂电力变压/

16第6章衡电流的产生及消除办法、变压者后备保护、比率制动的差动////

器保护

保护

6.1电力变压器的电力变压器工作状态类型、变压翳差动保护原理、电力变压陷

17fi1Ml9.讲授/讨论15作业/自学

保护保护接线变比的选择

186.26.2变压器纵差动变压器纵差动保护原理、引起变压器差动保护不平衡电流的原Ml3讲授/讨论1.5作业/自学

保护因分析、减小不平衡电流的方法、比率制动式的变压器差动保

护原理与性能分析

6.3变压器的励磁单相变压器和三相变压器励眼涌流的特征、防止励磁涌流引起

196.3Ml,M23讲授/讨论1.5作业/自学

涌流及鉴别方法变压器纵爰动保护误动的方法

6.4变压器的后备

206.4变压器相间短路、变压器接地短路的后备保护Ml,M21小组讨论1.5研讨报告

保护

6.5变压器零序电

流差动保护简介及

216.5变压器零序电流差动保护简介及变压器保护配亘原则Ml,M21讲授/讨论1.5作业/自学

变压器保护配置原

则

第7章发电机保本章重点是点：发电机的继电保护配置、纵差保护、匝间短路

22第7章////

护的横差保护

7.1发电机的工作

发电机工作状态类型、发电机定子绕组短路故障的特点、比率

237.1状态及定子绕蛆短Ml,Y21.5讲授/讨论1作业,自学

制动式纵差动保护、发电机横差动保护

路故障的保护

本章重点荒点：母线保护的基本原理和双母线保护的方式及母

24第8堂第8堂母线保护////

线保护的特殊问题

8.1母线故障和装

258.1设母线保护基本原母线故障和装设母线保护基本原则Ml2讲授/讨论1作业/自学

则

单母线完全电流母线差动保护、高阻抗母线差动保护.具有比

8.2不同原理的母率制动特性的中阴抗母线差动保护、元件固定连接的双母线电

268.2Ml,M23讲授/讨论1作业/自学

线差动保护流差动保护、母联电流比相式母线差动保护、母线保班的特殊

问题及其对策

本章重点选点：微机保护的硬件组成框架；常用的微机保护数

第9聿数字式城

27第U章字施波方法，微机保护特祉型计算方法；微机保护软忤程序流////

电保护技术基础

程

9.1数字式保护装微机保护装置的基本构成环节、作用与工作特点.以及与常规

289.1Ml1讲授/讨论2作业,自学

置硬件原理概述微机测控装置的区别V

微机保护数据采集系统构成环节：包括电压、电流形成回路.

9.2数字式保护的模拟低通/波电路，采样保持短及其工作原理,模数转换器及

299.2数据采集与数字滤其工作原理.光电耦合器件的作用及应用，开关0输入、输出Ml4讲授J讨论2作业/自学

波回路。讲解微机保护常用数字谑波器，包括差分述波器、加法

波波器、积分遮波器以及加减速波器。

基于正弦函数模型的算法，包括最大绝对值算法,半周绝对值

积分算法，一阶导数算法以及采样值乘积算法；介绍基于周期

9.3数字式保护的函数模型的算法，以及周期函数的傅立叶级数及各次谐波的关

309.3Ml,M22讲授/讨论2作业/自学

特征量算法系“讲解救机保护的基本功能计算，包括比相算法.逋序算

法，频率算法；微机保护中的复数求模值方法、故障分量的特

点及保护启动元件。

9.4数字式保护的

介绍欧姆更阻抗元件的动作特性及其实现，故障分量用抗元

319.4基本动作判据的算Ml,M21小组讨论2.5研讨报告

件，以及以零序电流为极化量的电抗元件。

法

9.5数字式保护装讲解微机距离保护，微机发电机保护、变压器保护以及母线保

329.5Ml,M22讲授，‘讨论2作业/自学

置的软件构成护软件实现方法。

四,考核方式

序号考核环节操作细节总评占比

1.分别开展继电保护发展史、全球重大停电事故分析、继电保护典型故障分析三个专题研讨。

2.成绩采用百分制.根据实验完成情况评分。

1专题研讨15%

3.学生三人左右一组，通过运用继电保护的知识和文献查阅,明确复杂工程问题，找出多种解决方案，通过影响因素的

分析得到相应的结论,撰写报告，制作PPT与同学和老师进行研讨。

1.每周布置2,3道题目,平均每次课1道题以上。

2.成绩采用百分制，根据作业完成准炳性、是否技时上父、是否独立完成评分。

2平时作业5%

3.考核学生对电力系统继电保护基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力题型主要有作

图、分析和计算遨。

1.闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。

3期末考试3.主要考核学生对电力拖动自动控制系统基本知识的掌报能力，学生综合运用所学知识分析问邈、解决问题的能刀.题70%

型主要有简答题、作图题、分析题、计算题等。

1.每节课随机提问上节课知识及本节课程知识点，平均每次课1道题以上。

4课堂讨论2.成绩采用百分制,根据学生上课精神状态以及课堂讨论情况回答情况、完成评分。5%

3.考核学生阶段内，对电力系统继电保护课堂知识的掌握能力，语言表达能力以及团队协作能力。

5考勤随机点名、刷卡点名等5%

五、评分细则

序号课程目标考核环节大致占比评分等级

A阅读文献9篇以上，找出3种以上的解决方案.并能清晰地描述各方案。不同解决方案对比分析清楚.

归纳全面正确，结论正确.报告撰写符合规范，表述内容层次分明，主题明确。叙述清楚、渡辑性强，回

答问题完全正确，思路清晰。B-阅读文献7篇以上,找出3种解决方案.并能较清晰地描述各方案“不同