宋冬冬，田樹耀，馬玉泉

(河北科技師范學院，河北秦皇島，066004)

到2020年，我國將全面建成統(tǒng)一的堅強智能電網(wǎng)，國家電網(wǎng)公司總經(jīng)理劉振亞表示，將分階段推進堅強智能電網(wǎng)發(fā)展。今后我國電力行業(yè)將從通信、量測、控制、調(diào)度、決策支持、設備等幾大方面進行建設，逐步將我國的電網(wǎng)運行發(fā)展成為可自愈、安全、兼容、交互、協(xié)調(diào)、高效的智能網(wǎng)絡。電力系統(tǒng)繼電保護作為電網(wǎng)運行的必備環(huán)節(jié)，其領域的技術人才需要掌握相關的專業(yè)知識，從而實現(xiàn)電網(wǎng)的安全、可靠運行。電力系統(tǒng)繼電保護課程，作為大多數(shù)高等院校工學門類下電氣類專業(yè)的必修課程，也成為了繼保行業(yè)工作人員的重要學習內(nèi)容。

1 電力系統(tǒng)繼電保護課程特點

電力系統(tǒng)繼電保護這門課程，屬于電氣工程及其自動化專業(yè)以及其他強電類專業(yè)重要的專業(yè)必修或選修課程。按照本科培養(yǎng)方案的要求，一般非電力院校設置該課程教學學時數(shù)為36～40學時(不含實踐教學);電力院校設置該課程教學學時數(shù)為48～120課時(含實踐教學)。該課程主要講述電力系統(tǒng)中各類繼電保護裝置構(gòu)成、工作原理及其工作過程。課程的重要性主要體現(xiàn)在其授課內(nèi)容與社會需求有著極為密切的聯(lián)系，為了滿足社會的需求，更好地服務于電力事業(yè)建設，必須要學好本門課程。作為在電網(wǎng)運行過程中的必需環(huán)節(jié)，理解繼電保護裝置主要的作用和用途是學好本門課程的關鍵［1］。該課程以電機學、電力工程基礎、電力系統(tǒng)分析等前續(xù)課程為基礎，內(nèi)容較為抽象，不容易理解，所以要想學好本課程必須首先從概念上入手，通過閱讀教材及相關資料的收集，方可理解和掌握本課程知識。

2 電力系統(tǒng)繼電保護課程教學現(xiàn)狀及問題

根據(jù)不同高等院校辦學定位以及學科建設發(fā)展快慢等因素，電力系統(tǒng)繼電保護課程的教學大綱不盡相同，部分院校在課堂教學之外，安排了實踐教學以及課程設計教學等環(huán)節(jié)。但是，另有一些院校由于實驗和實訓條件限制，無法開設相應的實踐教學內(nèi)容課程［2］。結(jié)合本門課程當前現(xiàn)行的教學內(nèi)容及方式，發(fā)現(xiàn)有如下幾點問題:

2.1 開課時間安排不合理，學生曠課缺勤現(xiàn)象普遍

在高校本、?？频恼n程安排體系中，按照培養(yǎng)方案的要求，一般將公共課和公共基礎課安排在第1～3學期，專業(yè)基礎課和專業(yè)課則安排在第4～7學期或4～5學期，第6學期或第8學期一般為畢業(yè)設計時間。繼電保護課程作為專業(yè)課程，一般高校電氣專業(yè)都是安排在了第7學期開此門課程，即每年的9月份至1月份期間上課。筆者發(fā)現(xiàn)，在這個時間段開課會有很多影響課堂教學效果和質(zhì)量的因素，比如，很多四年級同學在這個時間段要準備明年年初的研究生入學考試，考研復習會占用他們很多的時間，包括日常的上課，最終導致的結(jié)果是該學期的很多課程，學生出勤率較低，這樣一來，原本很重要的專業(yè)知識，就無法真實有效地傳授給即將踏上工作崗位的學生。

2.2 課堂教學方式單一，學生積極性受挫

繼電保護課程在內(nèi)容上以較為抽象的理論為主，同時包括一定的計算內(nèi)容，如:最大、最小運行方式下短路電流的計算、三段式電流保護的整定與校驗等。以往的教學模式就是利用板書和多媒體PPT的文字材料進行講學，尤其當講到整定計算相關內(nèi)容的時候，大量的公式打在投影上，顯得有些枯燥，無法激起學生的積極性，也不利于課程內(nèi)容的理解。長此以往，學生對課程理解的連續(xù)性就被打亂，慢慢地失去了學習的興趣［3］。

2.3 實踐教學內(nèi)容不夠，學生動手能力欠缺

作為強電類專業(yè)課程，除了課堂理論教學以外，應當配合開設一定學時的實踐教學環(huán)節(jié)。但是開設強電類課程實踐教學的難度要比弱電類課程開設實踐教學的難度大一些。一方面，弱電類課程在實踐教學過程中，可以有效地保證學生及指導教師的人身安全，不會發(fā)生類似觸電身亡的事故。比如單片機實驗操作過程中，實驗裝置工作電壓一般為直流電壓5～12 V，可以有效保證實驗過程的安全性。但是就強電類課程而言，一般實驗臺或電氣設備工作電壓要達到交流電壓220 V，如果進行電流保護中短路電流的跳閘實驗，瞬間的短路電流極高，一旦實驗設備的保險系數(shù)不高的話，有可能引發(fā)人身意外傷害。另外，強電類課程實踐教學所需的實驗臺和教學儀器相對比較昂貴，學校需要申請實踐教學經(jīng)費去購置，從某種角度而言也制約了實踐教學環(huán)節(jié)的順利開設［4］。

2.4 課程設計環(huán)節(jié)不足，理論與實踐脫節(jié)

專業(yè)課程的教學內(nèi)容一般都與實際工作崗位需求緊密聯(lián)系，作為日后走向工作崗位所必須掌握的內(nèi)容，應該在課程進行過程中穿插課程設計環(huán)節(jié)。就目前而言，多數(shù)院校尚未開設與繼電保護課程相關的課程設計環(huán)節(jié)，導致課堂上學到的理論知識無法得到實際的應用，造成理論與實踐的脫節(jié)。只有將課堂講授的理論運用在實際工程設計中，才能實現(xiàn)課堂與實踐的有機結(jié)合，讓學生們提前接觸工作上涉及到的技術內(nèi)容，為盡快適應社會打下良好基礎。

2.5 教材內(nèi)容滯后，課堂教學脫離當前實際

當前的科技發(fā)展日新月異，早先在繼電保護設備中使用的傳統(tǒng)電磁式、機械式繼電器，其工作指標及參數(shù)在當下的超高壓、特高壓電網(wǎng)中已經(jīng)不能滿足可靠性、安全性等要求，取而代之的是運用微機保護，配合錄波器等電力系統(tǒng)故障分析設備，共同為電網(wǎng)的正常運行服務。然而，當前各高等院校使用的配套教材基本上都是上世紀出版的傳統(tǒng)教材，雖然編寫的內(nèi)容在繼電保護理論性方面成為后續(xù)本專業(yè)教材的典范，但是當前使用的一些新穎的檢測技術、檢測算法卻不曾涉及，學習新理論、新技術和新方法只能從其他資料中獲取。

3 電力系統(tǒng)繼電保護課程教學改革建議

3.1 合理調(diào)整開課時間，盡量避讓考研與擇業(yè)時間段

以某科技師范學院為例，該校電氣工程及其自動化專業(yè)4年級學生，第7學期開學后先要進行電氣專業(yè)課程實習，繼電保護等專業(yè)課程的開課時間被排到了10月份以后，但是這個時間段學生的上課出勤率難以保證，一方面考研的同學都在忙于復習，另一方面，找工作的同學也開始忙于面試。所以合理的避讓考研及找工作時間段是必要的。為了解決此問題，可以考慮將繼電保護等專業(yè)課程的上課時間安排至第6學期，或者第7學期開學初。這樣不僅可以分散考研同學的學習壓力，而且在保證上課出勤率的前提下，也可以保證課程的教學質(zhì)量。

3.2 改變課堂教學方式，引導學生主動學習

傳統(tǒng)的以板書為主的教學方式在某些課程的講授過程中，逐漸地失去了主導地位，利用多媒體設備將課件、圖片、動畫和視頻等內(nèi)容穿插到教學內(nèi)容當中在提高教學效果和質(zhì)量等方面，可以起到很好的作用。比如在進行3段式電流保護中短路電流與保護安裝處距離故障點的距離之間的關系時，可以將兩者的數(shù)學關系做成一個動畫效果圖，學生們可以輕而易舉地看到兩者之間的反比例數(shù)量關系;同樣，在介紹距離保護中圓特性動作區(qū)域的時候也可以借助動畫，完成區(qū)外非動作、區(qū)內(nèi)動作的教學任務。同時，也可以播放一些相關的視頻資料，讓學生們親眼目睹實際設備的外觀以及工作狀態(tài)，更有利于對知識的掌握。另外，適時地向?qū)W生們設問，也是引導和激發(fā)學生學習樂趣的方法。比如，在涉及到繼電器返回系數(shù)的大小時，引導學生們思考該系數(shù)與靈敏度之間的關系是怎樣的［5］。

3.3 增加實踐教學內(nèi)容，適當開設校外現(xiàn)場教學環(huán)節(jié)

專業(yè)課程的培養(yǎng)目標是要求學生能夠掌握本專業(yè)涉及的理論知識，具有熟練的動手操作能力，能夠?qū)⒗碚撝R運用到實際的生產(chǎn)中。這就要求在培養(yǎng)過程中穿插學生動手的實踐環(huán)節(jié)［6］。大多數(shù)非電力院校依據(jù)各自制訂的培養(yǎng)方案，將本課程的實驗學時數(shù)設置為6～8學時，實驗主要包括元器件和線路兩大塊。為了便于學生們對繼電器元件工作原理的理解，以傳統(tǒng)的電磁型元件為主進行實驗。例如，電流繼電器、電壓繼電器、時間繼電器、LG-Ⅱ整流型功率方向繼電器以及整流阻抗繼電器等。以如何測定動作值、返回值以及伏安特性等為主要實驗內(nèi)容。對于線路保護實驗環(huán)節(jié)，可以3段式電流保護為核心內(nèi)容，借助實驗平臺進行電流保護的整定、上下級動作時間配合關系等實驗。以華中科技大學自己研發(fā)的WDT-Ⅲ型電力系統(tǒng)綜合自動化試驗臺為例，可以進行相應的電流保護、距離保護等實驗，操作方便、使用安全、顯示直觀，可以使學生們很快理解繼電保護的工作原理及特點。

在校內(nèi)實驗的基礎上，可以有計劃地安排與繼電保護相關的校外實習和實訓，由電力生產(chǎn)部門或相關行業(yè)的一線技工為學生們現(xiàn)場教學，這樣更加形象化，一方面，將課堂上抽象的線路和元件保護理論，轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實運行中的畫面，有利于知識的消化和吸收;另一方面，為馬上面臨就業(yè)的同學，提前進行了本行業(yè)知識的崗位培訓，有利于日后工作的順利開展［7］。

3.4 增加課程設計內(nèi)容，使理論知識得到實際工程應用

課程設計是針對某門課程在完成固定的理論教學任務之后，衡量教學效果好與壞的階段性總結(jié)。一方面，將剛剛學過的知識與實際的工程設計結(jié)合起來;另一方面，也是讓學生們通過實際的動手過程，加深對課程的理解和掌握。作為繼電保護課程，考慮到學時數(shù)等因素，有些院校還未開設課程設計內(nèi)容，但是筆者認為，應該在課堂教學中利用1個學時進行課程設計的專堂學習，同時，再安排學生利用1周的課余時間進行具體的設計工作。在期末對設計進行評定，參考考試成績與實驗成績，最終確定本門課程的總評成績。這樣的一套教學評價體系，可以保證學生們對繼電保護理論的深入了解和掌握。

3.5 豐富課堂教學內(nèi)容，緊跟生產(chǎn)實際

隨著時代的發(fā)展，繼電保護行業(yè)逐漸地涌入了大量高科技產(chǎn)品，憑借卓越的保護性能，以及低廉的維護成本，在電力系統(tǒng)繼電保護領域贏得更多的席位。例如IT技術的引入使得繼電保護集通信、控制、測量及保護于一體;人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術的應用，有效解決了繼電保護在非線性化方面存在的問題;廣電互感器的引入解決了傳統(tǒng)繼電保護在電流互感器飽和方面所存在的問題;PLC技術的應用，替代了機械觸點繼電器［8］。在課堂教學中，老師們習慣于以傳統(tǒng)的書本為依托，全篇幅地介紹書本上的內(nèi)容，但是書本內(nèi)容的更新?lián)Q代周期很長，目前大多數(shù)高校使用的教材中，多數(shù)都是傳統(tǒng)的經(jīng)典教材，側(cè)重于繼電保護理論。然而，學習專業(yè)課程的目的，是為了更好地服務于日后的工作需要，如果不緊密結(jié)合當前生產(chǎn)實際情況，不了解新技術、新工藝現(xiàn)狀和原理，就不能很好地滿足社會需求。所以，在授課過程中，需要在原有理論知識的基礎上，融入新技術和新工藝，這樣不但擴充了知識內(nèi)容，也完善了知識結(jié)構(gòu)。

綜上所述，在繼電保護課程教學過程中，發(fā)現(xiàn)了以上提出的幾個問題，有針對性地進行了分析和總結(jié)，認為目前該課程的教學過程還有很多需要改進和思考的地方，值得任課教師深思，下一步如何將專業(yè)課程與社會需求更好地緊密結(jié)合起來，有待于教育工作者更進一步地思考。

［1］ 楊蘭，楊廷方.繼電保護教學方法研究［J］.中國電力教育，2013(8):24，40.

［2］ 李文武，袁兆強.繼電保護課程組教學改革探討［J］.中國電力教育，2010(12):50-52.

［3］ 梁國艷.應用型本科院校繼電保護教學改革的探索與思考［J］.中國電力教育，2010(10):67-68.

［4］ 梁志堅，李嘯驄.繼電保護課群的優(yōu)化與改進［J］.中國電力教育，2008(13):114-115.

［5］ 梁國艷，張瑛，王麗君.繼電保護專業(yè)課程教學改革實踐［J］.中國電力教育，2008(10):112-113.

［6］ 劉青，李紅梅.基于JiTT的電力系統(tǒng)繼電保護課程教學的研究［J］.中國電力教育，2007(5):80-81.

［7］ 劉少海，喬占俊.“實驗型”課程教學模式的研究［J］.實驗室研究與探索，2007，26(5):90-92.

［8］ 遲正剛.系統(tǒng)論和信息論在電力系統(tǒng)繼電保護教學中的應用［J］.中國電力教育，2007(1):92-94.

(責任編輯:石瑞珍)