莫峻 蔡義明

摘要：為了提高電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程教學(xué)質(zhì)量，針對(duì)現(xiàn)有教學(xué)方案存在問題，本文從教學(xué)方法、實(shí)踐訓(xùn)練和考核方法三個(gè)方面進(jìn)行了教改探索，所提出的方法和措施對(duì)培養(yǎng)高層次應(yīng)用型或工程型人才具有積極意義。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；教學(xué)改革；應(yīng)用型人才

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）46-0118-02

“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”是電氣工程專業(yè)的核心課程之一，是進(jìn)一步了解電力系統(tǒng)運(yùn)行方式和運(yùn)作機(jī)制的重要課程。該課程介紹了迄今電力系統(tǒng)中所采用的各種繼電保護(hù)基本原理、常用技術(shù)及分析方法，目的是讓學(xué)生了解和掌握多種典型繼電器的工作特性及其相關(guān)保護(hù)整定方法，為實(shí)際工程運(yùn)用打好理論基礎(chǔ)。由于繼電保護(hù)涉及到電力系統(tǒng)工程性問題，無論是課堂講授還是實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，都很難做到“深入淺出”。根據(jù)很多已進(jìn)入電力行業(yè)工作的畢業(yè)生反映，繼電保護(hù)學(xué)科實(shí)踐性很強(qiáng)，需要經(jīng)過一段時(shí)間專業(yè)培訓(xùn)才能深入理解課本理論精髓，這說明本科教學(xué)效果不夠理想。一方面課堂講授內(nèi)容枯燥乏味，學(xué)生對(duì)課程缺乏足夠興趣；另一方面，教學(xué)方案仍是以應(yīng)試教育為主，實(shí)踐訓(xùn)練開展較少。為了提高電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程教學(xué)質(zhì)量，針對(duì)現(xiàn)有教學(xué)方案存在的問題，本文從教學(xué)方法、實(shí)踐訓(xùn)練和考核方法三個(gè)方面進(jìn)行了教改探索。

一、教學(xué)方法的改革

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程開設(shè)在第七學(xué)期，相對(duì)其他專業(yè)課程較晚，課程內(nèi)容主要以多種繼電保護(hù)方式分類講授，具有較強(qiáng)的針對(duì)性和獨(dú)立性，需要以其他專業(yè)基礎(chǔ)課程甚至專業(yè)課程作為理論前提。從考核情況來看，學(xué)生在理解多級(jí)線路保護(hù)配合和多種保護(hù)方式配合方面，尤其是整定計(jì)算方面所取得的成績不甚理想。針對(duì)該情況，本文根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)反饋，提出對(duì)教學(xué)方法的改革，重新調(diào)整教學(xué)方案。

（一）提高對(duì)繼電保護(hù)四項(xiàng)基本要求理解層次

在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)的作用實(shí)質(zhì)是在故障發(fā)生后隔離故障元件或消除故障，將故障所造成的損失最小化。由此確立了繼電保護(hù)的可靠性、選擇性、速動(dòng)性、靈敏性四項(xiàng)基本要求，繼電保護(hù)發(fā)展中所研究使用的各種保護(hù)方式都需要滿足這四項(xiàng)要求。不斷強(qiáng)調(diào)加深基本要求的概念，同時(shí)運(yùn)用反例演示，可提高學(xué)生對(duì)繼電保護(hù)理論和內(nèi)涵理解能力。

（二）從淺入深介紹各種繼電保護(hù)的基本原理

由于不同元件不同類型故障，繼電保護(hù)都有相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略。在教學(xué)中，應(yīng)首先介紹元件故障特性，引發(fā)學(xué)生思考“如何構(gòu)建相應(yīng)的保護(hù)方案”，再介紹對(duì)應(yīng)的保護(hù)原理及整定計(jì)算方法?？紤]到保護(hù)靈敏度是一個(gè)較難理解的概念，應(yīng)從最簡單的繼電保護(hù)（如過流保護(hù)、低電壓保護(hù)等基于單一電氣量保護(hù)）開始介紹，對(duì)于像距離保護(hù)這種基于多電氣量保護(hù)，可通過與簡單保護(hù)對(duì)比分析來解釋靈敏度。

（三）從系統(tǒng)角度介紹保護(hù)原理

現(xiàn)有繼電保護(hù)教材通常是根據(jù)特定電力系統(tǒng)元件分章介紹相應(yīng)保護(hù)的。學(xué)生在學(xué)完一種元件保護(hù)原理后，基本上無法與其他電力系統(tǒng)元件關(guān)聯(lián)。對(duì)電力系統(tǒng)故障處理，通常只理解到區(qū)內(nèi)故障由保護(hù)動(dòng)作切除，無法聯(lián)想到區(qū)外故障是否會(huì)引起保護(hù)誤動(dòng)。如果能從系統(tǒng)角度介紹保護(hù)工作原理，讓學(xué)生能夠大致了解保護(hù)之間的配合過程，可以提高學(xué)生對(duì)繼電保護(hù)的理解層次。

二、實(shí)踐訓(xùn)練的改革

對(duì)于繼電保護(hù)這種涉及實(shí)際工程的學(xué)科，實(shí)踐教學(xué)是非常重要的。通過實(shí)踐訓(xùn)練的教學(xué)環(huán)節(jié)不僅可以幫助學(xué)生驗(yàn)證理論課堂中所學(xué)到的理論知識(shí)，也有利于學(xué)生鞏固加深對(duì)保護(hù)原理的理解。實(shí)踐環(huán)節(jié)要求學(xué)生動(dòng)手操作，包括系統(tǒng)模型搭建，保護(hù)定值計(jì)算以及保護(hù)功能邏輯設(shè)計(jì)等，根據(jù)學(xué)生在實(shí)踐中的表現(xiàn)及反饋，適度調(diào)整教學(xué)方案，優(yōu)化考核方法。

（一）采用軟件仿真教學(xué)

繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)需要用到實(shí)物仿真平臺(tái)，由于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)數(shù)量無法滿足每個(gè)學(xué)生同時(shí)操作，通常需要將學(xué)生分成幾個(gè)批次，先后進(jìn)行培訓(xùn)和考核。受制于實(shí)驗(yàn)條件，實(shí)踐訓(xùn)練時(shí)間短，內(nèi)容往往不夠深，學(xué)生普遍反映實(shí)踐課程較為簡單，沒有工程實(shí)用價(jià)值。改革方案是采用軟件仿真系統(tǒng)（如PSCAD），一方面軟件操作安全，不存在操作失誤導(dǎo)致硬件損壞問題，另一面可實(shí)現(xiàn)多人同時(shí)操作，方便同步教學(xué)。

（二）強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)層次理解

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課是給定好電力系統(tǒng)模型，然后學(xué)生針對(duì)該模型設(shè)計(jì)保護(hù)邏輯。但在實(shí)踐訓(xùn)練中，學(xué)生不懂搭建電力系統(tǒng)模型，一遇到編譯錯(cuò)誤，分不清是保護(hù)邏輯問題，還是電力系統(tǒng)模型錯(cuò)誤。改革方案是要求學(xué)生能夠先搭建好電力系統(tǒng)模型，在仿真系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行且能正確產(chǎn)生故障電流情況下，才能進(jìn)行保護(hù)邏輯設(shè)計(jì)。以階段式電流保護(hù)為例，學(xué)生需要根據(jù)教材參考資料，自行搭建單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并且能夠產(chǎn)生相間短路故障，在對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制有一定理解的基礎(chǔ)上，才進(jìn)行保護(hù)邏輯設(shè)計(jì)。

（三）應(yīng)有目的地增設(shè)實(shí)地參觀環(huán)節(jié)

目前實(shí)地參觀為認(rèn)知實(shí)習(xí)，目的性不強(qiáng)，多為走馬觀花，應(yīng)該增設(shè)針對(duì)繼電保護(hù)的實(shí)地參觀環(huán)節(jié)。以參觀變電站為例，要讓學(xué)生帶著疑問去認(rèn)識(shí)繼電保護(hù)系統(tǒng)，如保護(hù)系統(tǒng)是由什么組成，像斷路器、互感器、保護(hù)裝置等設(shè)備位于什么地方，它們是如何通信的。繼電保護(hù)如何整定，依據(jù)是什么，需要哪些參數(shù)。由于參觀時(shí)間有限，可以選擇某種保護(hù)作為重點(diǎn)學(xué)習(xí)目標(biāo)，通過與一線工程師交流，可以更深入認(rèn)識(shí)和理解電力系統(tǒng)繼電保護(hù)運(yùn)行機(jī)制。

三、考核方法的改革

目前部分高校僅采用閉卷考試的考察辦法，測(cè)試學(xué)生的知識(shí)熟練度。閉卷考試有其一定的優(yōu)勢(shì)，可以較為準(zhǔn)確地反映學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握情況。但僅使用閉卷考試的方式來進(jìn)行考核，會(huì)給學(xué)生傳達(dá)“重理論，輕實(shí)踐”的錯(cuò)誤印象，導(dǎo)致學(xué)生專攻理論而放棄實(shí)踐部分，對(duì)人才培養(yǎng)不利。

在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)考核方面，高校應(yīng)加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)部分，注重理論與應(yīng)用相結(jié)合，采用多元化的方法對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行檢測(cè)。

（一）增加實(shí)驗(yàn)分析報(bào)告

課后習(xí)題作業(yè)是評(píng)定平時(shí)成績的重要依據(jù)，將課后習(xí)題與繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，讓學(xué)生對(duì)所做習(xí)題模型進(jìn)行仿真分析，并提交相應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)以電子版形式提交。通過該項(xiàng)考核可以在一定程度上避免作業(yè)抄襲，提高學(xué)生獨(dú)立思考能力。

（二）編寫故障分析程序

故障電流計(jì)算是繼電保護(hù)課程重點(diǎn)內(nèi)容，將編寫電力系統(tǒng)故障分析程序作為一項(xiàng)輔助考核，可以采用Matlab、VC++等工具編寫程序，最終提交程序，可對(duì)給定電力系統(tǒng)模型進(jìn)行（任意單點(diǎn)）故障電流計(jì)算?？紤]到編程工作量較大，可以以小組形式完成該項(xiàng)考核。

（三）期末考核增加具有工程案例的綜合分析題

綜合分析題是繼電保護(hù)課程期末考試必考題，但多是偏重教材理論的分析題，基本脫離工程實(shí)踐。如果能增加具有工程案例的綜合分析題，從專業(yè)知識(shí)應(yīng)用角度看，可以更為有效地考核學(xué)生的綜合分析能力。

四、結(jié)束語

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程是電氣工程領(lǐng)域的專業(yè)課程之一。為了提高教學(xué)質(zhì)量，本文從該門課程的教學(xué)方法、實(shí)踐訓(xùn)練和考察辦法三個(gè)方面進(jìn)行了探索，所提出的改革措施對(duì)培養(yǎng)高層次應(yīng)用型或工程型人才具有積極意義。

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