华北电力大学电力系统继电保护课程教案1

华北电力大学电力系统继电保护课程教案1一、课程基本信息1.课程名称：电力系统继电保护2.课程类型：专业核心课3.授课对象：电气工程及其自动化专业本科学生4.学分/学时：4学分/64学时5.课程目标：使学生掌握电力系统继电保护的基本原理、构成方法和动作特性。培养学生分析和设计继电保护装置的能力。使学生了解电力系统继电保护的新技术、新发展。二、教学内容与学时安排（一）电力系统继电保护概述（4学时）1.教学目标：了解电力系统继电保护的基本概念和作用。掌握电力系统故障的类型和特点。熟悉继电保护装置的组成和基本要求。2.教学内容：电力系统继电保护的定义、任务和意义。电力系统故障的种类，如短路、断线等，分析其产生的原因和危害。继电保护装置的组成部分，包括测量部分、逻辑部分、执行部分。对继电保护装置的基本要求，如选择性、速动性、灵敏性、可靠性。3.教学方法：课堂讲授为主，结合实际电力系统故障案例进行分析。通过动画演示继电保护装置的工作过程，增强学生的直观理解。4.学时安排：4学时（二）电网的电流保护（12学时）1.教学目标：掌握单侧电源网络相间短路电流保护的原理。理解电流保护的整定计算原则和方法。熟悉电流保护的接线方式和动作时限的确定。2.教学内容：单侧电源网络相间短路电流保护的基本原理，如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。电流保护的整定计算，包括动作电流、动作时限的计算，以保证保护的选择性、速动性和灵敏性。电流保护的接线方式，如三相星形接线、两相星形接线，分析其优缺点和适用范围。电流保护的动作时限配合，通过阶梯原则确定各保护的动作时限。3.教学方法：理论讲解与实例计算相结合，布置课后作业让学生巩固所学知识。利用MATLAB等软件进行短路电流计算和保护动作特性仿真，加深学生对原理的理解。4.学时安排：12学时（三）电网的距离保护（12学时）1.教学目标：掌握距离保护的基本原理和动作特性。理解距离保护的整定计算方法。熟悉距离保护的组成和各部分的作用。2.教学内容：距离保护的基本概念，通过测量短路点到保护安装处的距离来判断故障。距离保护的动作特性，如圆特性、四边形特性等，分析其优缺点。距离保护的整定计算，包括动作阻抗、动作时限的计算。距离保护的组成部分，如测量元件、启动元件、振荡闭锁元件、二次回路等。3.教学方法：采用多媒体教学，展示距离保护的原理动画和实际装置图片。组织课堂讨论，让学生分析距离保护与电流保护的区别和优势。4.学时安排：12学时（四）输电线路的纵联保护（12学时）1.教学目标：掌握输电线路纵联保护的基本原理和分类。理解纵联保护的通道构成和信号传输方式。熟悉纵联电流差动保护和方向比较式纵联保护的工作原理。2.教学内容：纵联保护的基本概念和作用，快速切除全线范围内的故障。纵联保护的分类，如导引线纵联保护、电力线载波纵联保护、微波纵联保护、光纤纵联保护等。纵联保护的通道构成，包括通道类型、通道传输的信号种类。纵联电流差动保护的原理，基于基尔霍夫电流定律，分析其动作特性。方向比较式纵联保护的原理，通过比较线路两端的功率方向来判断故障位置。3.教学方法：邀请电力系统继电保护领域的专家进行讲座，介绍纵联保护的应用现状和发展趋势。安排实验课程，让学生实际操作纵联保护实验装置，加深对原理的理解。4.学时安排：12学时（五）电力变压器的继电保护（8学时）1.教学目标：掌握电力变压器常见故障类型和保护方式。理解变压器纵差动保护和瓦斯保护的原理。熟悉变压器过电流保护、过励磁保护等的整定计算。2.教学内容：电力变压器的故障类型，如绕组短路、接地短路、匝间短路、铁芯故障等。变压器的保护方式，包括主保护和后备保护。变压器纵差动保护的原理，分析不平衡电流产生的原因及减小措施。瓦斯保护的原理，轻瓦斯保护和重瓦斯保护的动作情况。变压器过电流保护、过励磁保护等的整定计算原则和方法。3.教学方法：结合实际变压器故障案例进行分析讲解。利用实物模型展示变压器的内部结构和保护装置的安装位置。4.学时安排：8学时（六）发电机的继电保护（8学时）1.教学目标：掌握发电机常见故障类型和保护方式。理解发电机纵差动保护、横差动保护的原理。熟悉发电机的其他保护，如过电流保护、过电压保护等。2.教学内容：发电机的故障类型，如定子绕组相间短路、匝间短路、单相接地短路、转子绕组一点接地和两点接地等。发电机的保护方式，包括主保护和后备保护。发电机纵差动保护的原理，与变压器纵差动保护的异同点。发电机横差动保护的原理，用于反应定子绕组的匝间短路。发电机的其他保护，如过电流保护、过电压保护、失磁保护、逆功率保护等。3.教学方法：运用动画演示发电机内部故障的过程和保护动作原理。组织学生进行小组讨论，分析不同保护方式在实际运行中的作用。4.学时安排：8学时三、教学方法与手段1.教学方法：课堂讲授：系统讲解电力系统继电保护的基本概念、原理、整定计算等内容。案例分析：通过实际电力系统故障案例，加深学生对继电保护原理的理解和应用能力。小组讨论：针对一些复杂的继电保护问题，组织学生进行小组讨论，培养学生的团队协作和分析问题能力。实验教学：安排实验课程，让学生亲自动手操作继电保护实验装置，增强学生的实践能力。2.教学手段：多媒体教学：利用PPT、动画、视频等多媒体资源，直观展示继电保护的原理和工作过程。MATLAB仿真：运用MATLAB软件进行短路电流计算、保护动作特性仿真等，帮助学生理解抽象的理论知识。网络教学平台：通过学校的网络教学平台，提供课程资料、作业、答疑等教学服务，方便学生自主学习。四、考核方式1.平时成绩（30%）：出勤情况（10%）：根据学生的课堂出勤记录进行评分。作业完成情况（10%）：认真批改学生的课后作业，根据作业的质量和完成情况评分。课堂表现（10%）：观察学生在课堂上的参与度、回答问题情况等进行评分。2.实验成绩（20%）：根据学生在实验课程中的操作技能、实验报告质量等进行评分。3.考试成绩（50%）：采用闭卷考试的方式，考试内容涵盖课程的主要知识点，包括继电保护的原理、整定计算、故障分析等。五、教材及参考资料1.教材：《电力系统继电保护原理》（第六版），张保会、尹项根主编，中国电力出版社。2.参考资料：《电力系统继电保护》（第二版），贺家李、宋从矩主编，中国电力出版社。《电力系统继电保护实用技术问答》（第三版），王维俭主编，中国电力出版社。相关电力行业标准和规范。国内外电力系统继电保护领域的学术期刊和会议论文。六、教学进度安排|周次|教学内容|学时||::|::|::||1|电力系统继电保护概述|4||23|电网的电流保护|12||45|电网的距离保护|12||67|输电线路的纵联保护|12||89|电力变压器的继电保护|8||1011|发电机的继电保护|8||12|课程总结与复习|4||13|考试|4|七、教学反思在电力系统继电保护课程教学过程中，要注重理论与实践的结合。通过实际案例分析和实验教学，让学生更好地理