3《电力系统继电保护》课程标准.docx
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3《电力系统继电保护》课程标准
《电力系统继电保护》学习领域课程标准
本课程标准由《电力系统继电保护》课程组与湖北天堂抽水蓄能有限公司联合开发制定。
《电力系统继电保护》学习领域课程标准以遵循职业性、开放性、实践性为原则，以“校企合作、工学结合”思想为指导，以通过完成整体化工作任务培养训练学生的“综合职业能力”为核心，以“工作内容”来组织课程内容为着眼点，以学习性工作任务为教学活动载体，使学生在尽量真实的职业情境中“学中做、做中学”。
一、学习领域定位
1．本学习领域课程对应的职业典型工作任务
本学习领域对应于本专业中的第八个典型工作任务，即水电站及电力网保护整定计算及调试。
2．本学习领域在课程体系中的地位与作用
本学习领域在专业课程体系中属于一门重要的职业技术课程，本课程与其他它课程相互配合形成了完整的职业能力培养体系，是实现专业培养目标的核心专业课程。
《电力系统继电保护》课程与其他课程关系表
课程关
联类别
关联课程与关联点分析
顺序
关系
课程名称
关联点
公共基础课
机械工程CAD
电气原理图读识
利用AutoCAD软件绘电气原理图
前导
电工基础
交直流电路分析和计算
磁路基本原理
前导
专业课
水电站电气设备
电气一次设备的原理
主接线
前导
电气运行
电气倒闸操作
继电保护装置的检修
后续
实践课
顶岗实习
湖北天堂抽水储能电厂
电气设备、配电装置安装与检修
电气二次回路运行
后续
二、学习（能力）目标
1．专业专项能力：
使学生初步具备输电线路阶段式电流保护的接线、整定计算技能，有中性点直接接地和非直接接地电网单相接地时故障判断技能，对变压器、发电机各种保护的接线、工作原理及整定的能力。
专业综合能力：
对输电线路进行阶段式保护设计的能力。
具有变压器、发电机等水电站电气设备保护配置、整定、校验的技能。
能够识读并绘制二次回路原理图及其展开图。
3．社会能力：
具有良好的职业道德；具有刻苦钻研，上进好学的精神；具有良好的团队精神和协作能力；具有一定的创新能力。
三、学习（工作）内容
工作对象
工作题材
水电站及电力网保护整定计算及调试
工具
电气设备技术资料、继电保护参数资料。
电工工具、电工电子仪表、绝缘材料、绝缘工具、安全防护工具。
工作方法
结合电力系统输电线路及电气元件工作状态，正确选用继电器及互感器，根据中性点接地系统的不同来选用相应的电流互感器的接线方式。
根据输电线路及其电气设备的实际运行状况，对其配置相应的继电保护装置，并正确进行动作参数的整定与校验。
劳动组织
以班（组）形式开展电气设备及输电线路的继电保护的配置，使用相关工具和电工仪表、技术手册、规程规范资料对继电保护进行动作参数的整定及校验，并对完成的工作进行记录存档。
工作要求
按照工作标准及规范正确地选用继电器及互感器。
根据输电线路及其电气设备的实际运行状况，配置相应的继电保护装置，并正确进行动作参数的整定，校验。
对完成的工作进行记录、评价和反馈。
自觉遵守安全操作规范及安全作业纪律。
四、学习领域设计
（一）学习领域设计
根据水电站典型工作任务——水电站及电力网保护整定计算及调试，设计《电力系统继电保护》学习领域，依据本学习领域学习目标、学习内容，考虑毕业生工作岗位面向，结合现有的实习实训条件、师资力量等，运用以行动为导向、基于学习性工作任务的教学设计方法构建7个学习情景，按照电气设备实际工作过程由单一到综合的原则排序。
学习情境表
序号
学习情境
学时
教学方法
学期
1
继电保护基础元件的全过程认识
10
工程实例法
分组实践训练法
3
2
输电线路相间短路保护的设置与整定
20
工程实例法
分组实践训练法
3
3
相间短路的方向电流保护的设计与整定
10
工程实例法
分组实践训练法
3
4
接地短路保护的设计与整定
8
工程实例法
角色扮演法
3
5
电力变压器的继电保护的配置与整定
12
工程实例法
分组实践训练法
3
6
发电机的继电保护的设计与整定
10
工程实例法
分组实践训练法
3
7
水电站微机保护的设计
10
工程实例法
分组实践训练法
3
合计
80
（二）学习情境设计
学习情境1
继电保护基础元件的全过程认识
学习时间
10学时
教学方法
工程实例法+现场教学法
任务描述
结合湖北天堂抽水蓄能电厂实例，使学生掌握继电保护的任务及作用，了解继电保护的基本原理，增强对继电保护基本要求的认识，认识各种继电器和互感器，掌握电磁型继电器基本性能和基本动作参数的整定方法。
学习目标
通过本单元的教学，使学生初步具有对电力系统输电线路及电气元件工作状态的判断能力，明确判断继电保护装置性能的标准；明确继电保护装置的基本构成部分。
对继电器及互感器的选用能力，能根据中性点接地系统的不同选用相应电流互感器的接线方式的能力。
学习内容
1．继电保护的作用。
2．对继电保护装置的基本要求。
3．继电保护的基本原理及组成。
4．电磁型继电器。
5．电流互感器和电压互感器。
企业工作情境描述
电力系统对供电可靠性要求很高，一旦出现各种故障，将会造成供电中断，而继电保护装置就是针对电力系统的各种故障和不正常运行状态而设计的。
而继电保护装置的基础元件就是各种类型的继电器。
继电器是通过电流互感器和电压互感器接入主接线的。
通过到湖北天堂抽水蓄能电厂参观认识，让学生初步了解水电站继电保护的基本原理，认识继电器和互感器。
学习组织形式
采用理论教学和工程实例相结合的方式进行教学，使学生初步认识各种继电保护的基本元件。
考核标准
1．掌握继电保护的任务、作用及基本原理。
2．正确使用电流互感器和电压互感器的接线方式的能力。
学习情境2
输电线路相间短路保护的
设置与整定
学习时间
20学时
教学方法
工程实例法+现场教学法
任务描述
结合湖北天堂抽水蓄能电厂实例，使学生掌握输电线路三段式保护的原理、设置和参数的整定与调试，电流电压联锁速断保护的工作原理和整定及校验方法，阶段式电流保护的构成、各段保护范围及相互配合设计与参数整定。
学习目标
通过本单元的教学，使学生初步具有对阶段式电流保护进行接线及整定计算的技能，逐步培养同学们对阶段式保护的设计能力。
锻炼学生们能熟练阅读各种保护原理接线图并根据原理接线图画出展开图的能力。
学习内容
1．无时限电流速断保护。
2．带时限电流速断保护。
3．定时限过电流保护。
4．阶段式电流保护。
5．电流电压连锁速断保护。
企业工作情境描述
输电线路最容易出现的故障是各种类型的短路。
所以针对短路，提出了输电线路的三段式保护方案。
其中第一段是主保护，动作时间为零，范围最小，第二段是主保护和近后备保护，动作时间稍有延迟，范围稍长，第三段是近后备和远后备保护。
通过到湖北天堂抽水蓄能电厂实习，让学生掌握对输电线路阶段式电流保护进行接线及整定计算的技能，学会阅读二次原理接线图。
学习组织形式
学生分成8～9个小组，以水电站工程实例为载体，边学边练，同时进行《6-10KV输电线路的三段式继电保护》课程设计，使学生掌握输电线路相间短路保护的设置与整定、校验的方法。
考核标准
1．输电线路三段式保护的原理，设置及参数整定、调试的能力。
2．电流电压联锁速断保护的工作原理、整定和校验的能力。
3．阶段式电流保护的构成、各段保护范围及相互配合设计、参数整定的能力。
学习情境3
相间短路的方向电流保护的
设计与整定
学习时间
10学时
教学方法
工程实例法+现场教学法
任务描述
结合湖北天堂抽水蓄能电厂实例，使学生掌握方向电流保护的工作原理，弄清方向元件装设的条件，掌握功率方向继电器的原理和动作特性。
学习目标
通过本单元的教学，使学生初步具有功率方向保护的接线技能，逐步培养同学们方向电流保护的整定计算能力。
学习内容
1．方向电流保护的工作原理。
2．功率方向继电器的接线方式。
3．非故障相电流的影响与按相启动。
4．方向电流保护的整定计算。
企业工作情境描述
上个情景为阶段式电流保护，主要用在单侧电源辐射形电网中，它是依靠动作电流的整定值和动作时限的配合取得选择性的。
而随着电力系统的发展和用户对供电可靠性要求的提高，出现了双侧电源辐射形电网和单侧电源环形电网，这样就提出了方向电流保护。
通过到湖北天堂抽水蓄能电厂实习，让学生掌握功率方向保护的接线技能，方向电流保护的整定计算的技能。
学习组织形式
采用工程实例和分组实践训练法，使学生初步具有功率方向保护的接线、整定的能力。
考核标准
对功率方向保护进行正确接线的技能，具备方向电流保护的整定计算的能力。
学习情境4
接地短路保护的设计与整定
学习时间
8学时
教学方法
工程实例法+现场教学法
任务描述
结合湖北天堂抽水蓄能电厂实例，使学生能够针对中性点非直接接地电网、中性点经消弧线圈接地电网接地发生单相接地故障时进行保护的设计与整定。
学习目标
1.能够进行中性点直接和非直接接地电网发生单相接地故障时电量变化分析。
2.掌握中性点直接和非直接接地电网发生单相接地故障时的处理措施。
学习内容
1．大接地电流系统接地故障分析。
2．中性点直接接地电网的接地保护。
3．小接地电流系统接地故障分析。
4．小接地电流系统的接地保护。
企业工作情境描述
电力系统中性点运行方式通常有中性点直接地、中性点不接地和中性点经消弧线圈接地三种方式。
一般35kV及以下电压等级的电网采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式，这类电网称为中性点非直接接地电网。
本情景主要是针对中性点非直接接地电网的单相接地而设计的保护。
通过到湖北天堂抽水蓄能电厂实习，使学生具备接地短路保护的设计与整定的能力。
学习组织形式
采用演示教学法和分组实践训练法进行中性点直接接地和非直接接地单相接地故障的保护接线训练。
在训练过程中，贯穿相关专业知识学习。
考核标准
1.能够进行中性点直接和非直接接地电网发生单相接地故障时的分析能力；
2.具备中性点直接和非直接接地电网发生单相接地故障时处理的能力。
学习情境5
电力变压器的继电保护的配置与整定
学习时间
12学时
教学方法
工程实例法+现场教学法
任务描述
结合湖北天堂抽水蓄能电厂实例，使学生能针对电力变压器在运行中发生的故障与不正常运行的状态，对其进行保护配置，掌握气体继电器、差动继电器的结构和动作原理，掌握变压器各种保护的接线、工作原理及其整定与校验。
学习目标
1.能够针对电力变压器在运行中发生故障及不正常运行状态进行电力变压器继电保护的配置。
2.正确进行电力变压器继电保护的接线及整定、计算的方法。
学习内容
1．电力变压器的故障、不正常运行状态及保护配置。
2．电力变压器的瓦斯保护。
3．电力变压器的纵联差动保护。
4．电力变压器的电流速断保护。
5．电力变压器相间短路的后备保护和过负荷保护、接地保护。
企业工作情境描述
电力变压器是电力系统中十分重要的电气元件，虽然它是静止设备，结构可靠，故障的机会较少，但运行经验表明，实际运行中仍有可能发生各种类型的故障和不正常运行状态，对供电的可靠性和电力系统的正常运行带来严重的影响，同时，大容量的电力变压器也是十分贵重的电气元件，因此，应根据变压器的容量和重要性考虑装设性能良好、工作可靠的继电保护装置，本情景就是据此而设计的。
学习组织形式
采用演示教学法和分组实践训练法进行电力变压器各种故障的判断、各种保护的安装接线训练。
在训练过程中，贯穿相关专业知识学习。
考核标准
1.对电力变压器正确配置继电保护的能力；
2.正确进行电力变压器继电保护的接线、整定、计算的能力。
学习情境6
发电机的继电保护的设计与整定
学习时间
10学时
教学方法
工程实例法+现场教学法
任务描述
结合湖北天堂抽水蓄能电厂实例，使学生对发电机常见的故障与不正常运行状态进行正确的区分与认识。
掌握发电机各种保护的工作原理、设计及其参数设定的方法。
学习目标
能够掌握发电机继电保护的配置，掌握发电机的接线、整定及计算方法
能熟练画出发电机各种保护的展开图。
学习内容
1．常见故障和不正常运行及保护。
2．发电机纵差动保护。
3．定子绕组匝间短路保护。
4．定子绕组的接地保护。
5．定子绕组相间短路的后备保护。
6．负序电流保护和过负荷保护。
7．同步发电机的失磁保护。
8．同步发电机转子回路接地保护。
企业工作情境描述
发电机是电力系统的源头，是电厂十分重要的电气元件，故障的机会较多，实际运行中发生各种类型的故障，对供电的可靠性和电力系统的正常运行带来严重的影响，因此，对其考虑装设性能良好、工作可靠的继电保护装置，本情景就是据此而设计的。
通过到湖北天堂抽水蓄能电厂实习，使学生具备发电机的各种保护的配置、整定、校验等能力。
学习组织形式
采用演示教学法和分组实践训练法进行发电机保护安装接线训练。
在训练过程中，贯穿相关专业知识学习。
考核标准
1．正确进行发电机继电保护的配置的能力。
2．正确进行发电机保护的接线、整定及计算。
3．能熟练画出发电机各种保护的展开图。
学习情境7
水电站微机继电保护的设计
学习时间
10学时
教学方法
工程实例法+现场教学法
任务描述
结合湖北天堂抽水蓄能电厂实例，使学生了解微机继电保护硬件组成原理，掌握数字滤波器原理和特点及算法基本原理、微机继电保护的整定及调节。
学习目标
通过本单元的教学，使学生初步具有操作微机继电保护的技能，逐步培养同学们对水电站微机继电保护的工作原理分析、整定及运行处理能力。
学习内容
1．微机继电保护概述。
2．微机继电保护硬件组成原理。
3．微机继电保护的算法。
4．输电线路微机保护装置举例。
企业工作情境描述
现代电厂基本采用无人值班或者少人值班，这主要依靠的是微机控制。
针对继电保护装置，现代电厂也采用了微机保护。
本情景是因此而设计的。
通过现场学习湖北天堂抽水蓄能电厂微机监控系统，使学生具有微机继电保护的工作原理分析、整定及运行处理能力。
学习组织形式
采用演示教学法，贯穿相关专业知识学习。
考核标准
具备进行微机继电保护参数的设定、调试、运行的技能。
五、实施建议
1．教材及相关课程资源开发建议
联合水电站工程技术人员，采用项目式组织形式，引入企业工作标准和规范开发工学结合教材。
2．课程考核建议
采用理论考核与实践考核相结合的形式，分单个项目进行考核，考核过程中偏重实践过程考核，理论考核成绩按50%计入总分，实践考核成绩按50%计入总分。
3．师资配备建议
课程实施过程中，应配一名专任教师和一名企业兼职教师共同授课，专任教师和企业兼职教师优势互补，实现理论与实践的有机融合。
4．条件配备建议
校内继电保护实训室应配备继电保护试验台等共10组，提供安继电保护整定、调试、运行等条件。
六、说明
本课程标准适用小型水电站及电力网专业。
本课程标准负责人员：
张励
本课程标准开发人员：
专任教师：
张励、余海明、陈梦影、王春民、梁吟曦、向娈
兼职教师：
杨学锋、周全、谭少华、余德江、张才军
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