摘要:电力是国家经济发展战略中的重点和先行产业,现代工业的发展都离不开电力的支持。由于电力的这种重要地位,对电力进行继电保护显得至关重要。通过继电保护可以在电力系统发生故障时,第一时间排除故障,从而将损失降到最低。不断创新、完善继电保护技术是电力系统保护的重要内容。
关键词:继电保护;课程改革;电力系统;
前言:
继电保护对保障电力系统安全有重要意义。同时随着电力系统的飞速发展对继电保护也不断提出更高的技术要求。而目前通用的继电保护课程的教学显得比较陈旧,跟不上时代需求。针对这一现实进行了全面剖析,提出了继电保护课程教学改革方案,通过实践证明方案是可行的。本文简述了“继电保护”课程项目化教学改革相关的内容,以供参考。
一、继电保护的含义
继电保护技术通常是指根据电力系统故障和危机安全运行的异常工况,提出切实可行的对策的反事故自动化措施。一般来说,一套继电保护装置由3个部分组成,即测量部分、逻辑部分和执行部分。测量部分用于测量被保护装置的工作状态电气参数,与整定值进行比较,从而判断保护装置是否应该启动。逻辑部分,根据测量部分逻辑输出信号的性质、先后顺序、持续时间等,使保护装置按一定的逻辑关系判定故障类型和范围,确定保护装置如何动作。执行部分根据接收到的逻辑部分的信号,完成跳闸、发出信号等动作[1]。
二、继电保护的基本任务
继电保护是保证电力系统安全运行、提高经济效益的有效技术,其基本任务是自动的、迅速的、有选择性的将故障元件从电力系统切除,迅速恢复非故障部分的正常供电,要求能正确反映电气设备的不正常运行状态,并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号,以便值班人员进行处理,或由装置自动调整,并要能与供配电系统的自动装置,如自动重合闸装置ARD、备用电源自动投入装置APD等配合,根据电网运行方式,选择短路类型,选择分值系数,缩短事故停电时间,提高供电系统的运行可靠性。
三、课程教学的改革
电力系统教学改革的目的是通过有限时间的学习,掌握保护的基本原理和方法,能够自主进一步深入学习或应用继电保护的原理去解决电网中的实际问题。
3.1课程改革的思路
继电保护课程的改革以基本原理为主,包括保护的基本原理、保护装置和继电器的基本原理。以模拟保护具体电路为辅,对于复杂模拟电路不作介绍,减轻学习负担。保护装置结构以逻辑关系为主。不同型号的保护装置只是实现方法不同,但逻辑关系不变,在模拟式保护中它体现为框图或逻辑图,在微机保护中它体现在程序的流程上。保护装置和继电器的应用举例以微机型为主,可适当兼顾尚未退役用得较多的模拟式装置和常用继电器。在实践过程,应留出适当的时间,介绍当前继电保护最新的技术和原理,同时进行课后自主实验。
3.2 实验的改革
“继电保护”必须与工程实践结合紧密。继电保护是比较难学的课程,其原因在于继电保护技术涉及到电力系统的运行、稳定、安全以及一、二次设备的技术细节。作为一门实践性很强的学科,继电保护的实验教学尤其重要,它是“电力系统继电保护原理”课程教学工作的重要组成部分。通过实验教学,不仅可以更好地理解理论教学的内容,而且可以掌握必要的工程技术、测试方法、先进设备和学科的基本研究方法,同时还可以培养科学素养、实验技能和创造性,所以必须要重视教学实验环节。
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3.3 实验室的建设更新
目前传统继电保护以继电器为主的继电保护实验室一般都已具备,通过传统实验可以通过实际的保护二次接线的训练,清晰直观地观察保护动作过程和现象。此外在保护实验中可灵活模拟各种二次接线错误,然后根据错误结果分析原因,培养和锻炼分析能力;还可按实验要求自己设计实验方案、接线、调试实验,使其动手能力得到提高。对于初学者来说,通过对常规保护的电气接线、工作原理、动作过程的学习,也为理解微机保护和做好微机保护实验打下良好的基础。另一种就是加强微机保护实验室建设。由于微机保护的接线少,信号质量相对较高,操作过程也相对简单,可以设计内容不同、形式多样的实验内容进行专门训练,掌握保护测试技能、对滤波及保护算法进行初步的设计,甚至对自己设计的保护方案调试等。
3.4 改革实验教学的要求和方法
在实践过程中,可以按照电网施工的流程,将一些简单实际的小型工程全程照搬入实验室,利用相关的图纸资料,进行保护的施工安装,调试,对保护出现的故障进行分析查找,完成所调试设备的实验报告,进一步提高分析解决实际问题的能力。另一方面,由于微机保护装置功能强大,它能满足众多实验内容的需要。
3.5 微机教学改革
由于微机保护的大力发展,许多过去用模拟电路难以解决的问题,通过算法却很容易解决,如功率保护的接线形式,差动保护的接线等问题。这些问题在模拟保护中靠装置的反复移相变换进行解决,其理论比较复杂。由于微机保护引入,保护课程发生了大的变革,这需要更多的知识面,比如计算机、通信及较高的数学知识。这些知识虽然在基础课有所学习,但并没有相关的应用。因此,如何将上述相关知识应用到保护原理中,在教学过程中,主要强调保护的结构及逻辑关系,并对常用算法进行推导分析,进行数学理论的应用,对于微机保护模块方面细致学习。
3.6继电保护教学内容的改革
继电保护教学内容改革是核心,没有一个好的内容,无论怎么改都不会成功,问题是继电保护的内容很多,怎么从众多的内容中选取是关键所在。笔者认为内容的改革需遵循够用、发展、创新这样的层次展开。所谓够用就是继电保护内容要包含基本的保护理论原理,比如常规的电流保护、功率方向保护、距离保护及差动保护等,对于这些原理的学习要完全掌握。对于利用传统保护构成的装置的学习,要简单化学习,不必对具体的器件及复杂的模拟电路进行分析,如功率方向元件的幅值比较、电压相位的记忆、变压器差动继电器匝数的调整等电路,主要是理解整个保护的逻辑关系,这样学生容易掌握理论,又不至于陷入对模拟复杂电路的理解。所谓发展就是继电保护的理论学习要与时俱进,对于目前不用的一些陈旧理论要敢于删除,对于新的理论要补充。当然由于微机保护引入,保护课程发生了大的变革,这要求学生需要更多的知识面,比如计算机、通信及较高的数学知识。这些知识虽然在基础课有所学习,但并没有相关的应用。因此,如何将上述相关知识应用到保护原理中,这又是一个问题,所以笔者在教学过程中,主要强调保护的结构及逻辑关系,并对常用算法进行推导分析,进行数学理论的应用,注重保护模块的学习。
结束语:
随着现代科学技术的进步,电力系统也伴随着计算机技术、通讯技术的发展实现了巨大飞跃。继电保护将朝着更加计算机化、网络化和智能化的方向发展。这些都离不开继电保护工作者的付出。因此在“继电保护”的学习上,应不断吸收先进科学知识,为电力的发展进步作出一定的贡献。
参考文献:
[1]罗士萍,顾艳.从保护的微机化浅析继电保护课程内容的调整[J].南京工程学院学报(社会科学版),2004,(2).
[2]田有文,孙国凯,周启龙.突出继电保护教学中学生的创新能力培养[J].沈阳农业的大学学报,2005,(1).
[3]蔡红梅,陈剑勇.对高职 “ 继电保护”专业实验教学改革的探讨[J].中国电力教育,2009,(16).
论文作者:丁超杰1,王帅军2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第9期
论文发表时间:2017/7/31
标签:继电保护论文; 微机论文; 逻辑论文; 保护装置论文; 电力系统论文; 接线论文; 内容论文; 《电力设备》2017年第9期论文;