继电保护及其自动化

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继电保护及其自动化范文第1篇

【关键词】继电保护；自动化；可靠性；应用；配置

1.继电保护与自动化装置

继电系统在电力系统出现问题时能够及时起到保护电路的作用，因为不论是短路还是过载运行都会对信号的发射产生巨大的影响，继电系统的安全可靠性保证了信号发送的及时性。因此，我们可以联合一些其他设备对继电系统的故障进行排除。继电系统的故障有两种表现，一是拒动，二是误动。当要对电力系统进行检测以及控制的时候，我们会用到自动化装置这种运行参数。因此，我们也必须要保障其安全可靠性，否则电力系统各参数的测量准确性就会受到影响。

2.继电保护的应用与可靠性保证

2.1继电保护装置的应用

2.1.1线路保护

对于线路的保护有三种。一段是正常的电流速断保护，二段是对其进行了限时，三段是采用了过电流保护。通常情况下是采用一段和三段的方式。

2.1.2母联保护

将限时电流保护和过电流保护相结合起来。

2.1.3主变保护

主要用来保护变压器，其中主保护是指重瓦斯和差动保护；后备保护是指对复合电压进行过流以及过负荷保护，由这二者构成主变保护。

2.1.4电容器保护

继电系统的发展给电容器保护带来了新的方法。除了常规的过流过压失压保护以及零序电压保护，现在又有了微机保护。微机保护装置的基本原理及使用目的都大同小异，但是因为生产厂家不同微机保护装置也就呈现出了各种各样的样式或者各种比较突出的功能。

2.2提高继电保护装置可靠性的措施

2.2.1 AAT的使用

备用电源自动投入装置是当工作电源或工作设备因故障断开后，能自动将备用电源或备用设备投入工作，使用户不致停电的一种自动装置，亦称为AAT。

在实际应用中，AAT装置形式多样，但根据备用方式（即备用电源或备用设备的存在方式）划分，可分为明备用和暗备用两种。明备用指正常情况下有明显断开的备用电源或备用设备。暗备用是指正常情况下没有断开的备用电源或备用设备，而是分段母线间利用分段断路器取得相互备用。

2.2.2对继电保护装置的维护进行加强

对继电保护装置的维护主要是从以下方面着手：装置的名称有没有发生混淆，有没有明确的装置二次设备零部件标示、能不能轻松运行连接装置，红绿灯能不能正常地进行报警提醒，有没有零部件缺失情况的发生。另外，对于电路电线的定时定期的检查也非常重要，要做到随时防患于未然。正常的检查包括：对绝缘皮的检查、对连接处的检查、预测可能发生的电路故障、排除可能会发生的危险。维修人员要做好相关联的一系列的日常维护记录，有关部门要及时妥善地针对相应的情况进行处理。只有通过一系列的方式方法对继电保护装置进行保护，当有异常情况发生时，我们才能够有条不紊地及时将其进行解决。

2.2.3 ARC（自动重合闸装置）的利用

运行经验表明，输电线路的故障大多是瞬时性故障，约占总故障次数的80%～90%以上。因此，若线路因故障被断开之后再进行一次合闸，其成功恢复供电的可能性是相当大的。而ARC就是将被切除的线路断路器重新自动投入的一种自动装置。

采用ARC后，如果线路发生瞬时性故障时，保护动作切除故障后，重合闸动作，能够恢复线路的供电；如果线路发生永久性故障时，重合闸动作后，继电保护再次动作，使断路器跳闸，重合不成功。根据多年来运行资料的统计，输电线路ARC的动作成功率（重合闸成功的次数/总的重合次数）一般可达60%～90%。可见采用自动重合闸装置来提高供电可靠性的效果是很明显的。

3.自动化装置的配置及可靠性保证

3.1自动化装置的配置

3.1.1灵敏性

采用灵敏度高的继电保护装置最大的作用之一就是能够快速切除短路时发生的故障。这不仅能够减少经济损失，还能够提高系统整体的稳定性。其次，高灵敏度的保护装置还能够对自动重合和备用设备的自动投入进行提高，进而能够降低生产和设备的损失，最终能够达到降低经济成本的目的。

3.1.2可靠性

继电保护装置不会在电力系统处于正常的工作状态时运行，而是在电力系统发生故障时它能够立刻做出保护措施。所以为了对电力系统进行合理有效的保护，使得诸如线路、母线、变压器等电力设备在其保护下进行工作，那么自然在安装继电保护装置的时候，就要选择安全可靠的装置。

3.1.3快速性

继电保护系统的快速性与其灵敏性在某些程度上大同小异。一方面，它体现在当系统发生故障时能够迅速地切断发生故障的线路，有效地防止危险的扩散与滋生；另一方面，它还包括当设备故障发生后能否快速地对其进行修复以及快速地将故障进行排除。这些都是电力系统能够畅通高效运行的有力保障。

3.1.4选择性

继电保护装置的选择性体现出精准的特性，它是通过有针对性的根据发生故障的部位进行准确定位，进而对其进行切除。所以，对继电保护装置的设置显得尤其的重要。当发生故障时，断路器要由近及远地对故障线路进行切除，相邻的设备、线路以及断路器失灵等保护要运行在电路系统本身保护发生拒动之后。

3.2提高自动化装置的可靠性的措施

（1）影响自动化保护装置的因素不少，其自身的结构也比较复杂，所以相应的工作技术人员就必须具备熟练的操作技能。可以从以下两个方面进行：熟悉相关技术的资料，定时校对装置数据。这样不仅能够有效地维持其稳定性，还能够提高继电装置的安全可靠性。

（2）通过以下几个方面解决诸如在自动化装置运行中产生的对装置维护保修忽视，过度使用装置以及设备老化等问题：第一，记录装置运行时的各种规律并总结；第二，合理、有目的性地分析处理数据；第三，定期进行检查，及时进行设备更新和替换。

（3）装置监测器的运用对自动化保护装置的保护来说有非常重大的意义，有效地检测能够避免很多不必要问题的产生。现阶段可以利用变压器绕组或红外热成像技术等对自动化保护装置进行监测。保证自动化保护装置的安全、可靠。进而保护了电力系统的稳定。

4.小结

保证电力系统供电正常，保障人民用电安全、促进企业发展，保证电力系统正常安全运行是基础。作为电力系统运行中非常重要的环节，继电保护及其自动化装置要进行合理设计并保证其正常运行。将高新设备投入实践。同时，还要加强工作人员的专业技能，切实有效地解决好电力系统继电保护及自动化装置的问题。

【参考文献】

[1]袁翥.电力系统继电保护配置的影响[J].广东科技，2011（12）.

继电保护及其自动化范文第2篇

关键词:电力系统;继电保护;信息技术;综合自动化

中图分类号：TM77文献标识码： A

1信息技术与自适应控制技术

1.1信息技术

在电力系统继电保护中信息技术的应用特征主要表现为以下几个方面:(1)远方投切与整定,具备自诊断与监视报警的功能;(2)信息保护与多种保护的集成;(3)波形识别,从稳态发展至暂态,有利于推动综合自动化发展;(4)可提供动态的定值修改功能｡

在电力系统继电保护中信息技术的应用主要表现为2个方面,即数字信号处理技术与小波变换:(1)数字信号处理技术｡随着通信技术以及计算机技术的快速发展,信息产业也得到了相应的发展,就电力行业来讲,在继电保护发展过程中,数字信号处理技术的发展对其所产生的影响非常大,尤其是DSP｡(2)小波变换｡小波变换其实是将一个信号波形划分为不同位置与尺度的小波总和,为振荡波形,持续的周期最多为几周,且形式较为多样,可产生新小波或者小波函数｡小波变换具备较好的时频局部化分析性能,可分析信号或者图像中一些小细节｡

1.2自适应控制技术

在电力系统继电保护中,自适应控制这一概念出现于20世纪80年代,其含义为按照电力系统自身运行方式与故障状态所发生的变化,实施定值改变､保护性能或者特性的一种新继电保护｡自适应控制模型如图1所示｡在电力系统继电保护中应用这种技术的原理为使保护能够适应电力系统所发生的各种变化,从而在此基础上使保护性能得到改善｡在继电保护中,自适应控制技术不仅可使电力系统响应得到有效的改善,同时还可提高继电保护的可靠性与经济效益｡自适应控制技术在输电线路自动重合闸､距离保护､发电机保护以及变压器保护等方面具有良好的应用前景｡

图1自适应控制模型

2人工神经网络技术与模糊理论

2.1人工神经网络技术

人工神经网络就是模仿脑细胞结构和功能､脑神经结构以及思维方式等人脑功能的信息处理系统｡其所具备的动力学特性相对比较复杂,可实现问题的并行处理,不仅具备记忆､学习以及联想等功能,还具备较高的自适应能力与自组织能力,经过学习可反映输入特征量的样本,不论对何种状态或过程均可实施分类及识别｡在电力系统继电保护中,这种技术主要应用于非线性优化､人工智能､自动控制以及信息处理等方面,具体如图2所示｡

图2继电保护中人工神经网络技术的应用

近年来,随着信息技术水平的提升,在电力系统继电保护范围内开始借助于人工神经网络技术来判故障的类型､测定故障的实际距离等｡比如,电力系统中输电线路的两侧系统电势角度摆开,并在此基础上引发了非线性问题时,由于距离保护难以正确地判别故障的实际位置,因此会导致拒动或者误动｡在这种情况下,可借助人工神经网络技术的应用,学量的故障样本,只要该样本综合考虑了故障的各种情况,那么在出现故障时继电保护就能正确地进行判别｡除此之外,还可采用遗传算法与进化规划等手段,它们均具备复杂问题的求解能力,把这些先进且合理的智能方式有效结合,能使问题求解的速度变得更快｡

2.2模糊理论

在电力系统继电保护中,模糊理论的应用与发展主要表现为以下几个方面:(1)通过模糊理论可有效区分电力系统在出现多模振荡时,是同步振荡,还是失步振荡｡通过区分,在对一些复杂系统的失步振荡实施系统解列时,可有效提高其解列稳定性与可靠性｡(2)借助小波理论来提取特征,用模糊集法来进行变压器励磁故障与涌流的区分,即借助于小波变极大值符号特征来进行变压器励磁涌流间断角特征的提取,而这种识别方式也为新变压器保护的研制提供了相对比较先进且合理的思路｡(3)通过振动中所存在的无功功率和阻抗中电抗分量之间的关系,借助于模糊原理来实施振荡中不对称故障的选相,待正确选相以后,电力系统距离保护就能将振荡中存在的这种不对称故障及时切除｡

3可编程控制器和新型互感器

3.1可编程控制器

可编程控制器在工业生产过程中被看作一种具备特殊体系结构的计算机,这种类型的计算机可应用各种语言完成编程,便于控制｡在由继电器所构成的需定期改变操作任务与实现复杂逻辑关系的控制系统中,要想用导线将各分立元件有效地连接在一起,显然是十分困难的,但应用可编程控制器则可有效地解决这一问题,即借助于软件编程来代替各分立元件接线｡除此之外,为减少设备占地面积,还可借助于可编程控制器内所定义的各辅助继电器代替以往的机械触点继电器来完成保护工作,并实现各种更为复杂的逻辑关系,以降低工作人员的劳动强度,同时确保其工作质量与效率､

3.2新型互感器

在电力系统中互感器为实现自动化的一个关键部件｡推动电力系统继电保护技术发展的一个根本性因素即光电流互感器与光电压互感器在电力系统中的应用｡相对于传统互感器而言,这些新型互感器具有显著的优势,它们不仅可完全将高压与弱电绝缘､隔离,还可通过光纤的应用来实现无电磁干扰影响的数据测量与信号传递,同时响应频带相对较宽,可有效改善各种保护技术的性能,改变继电保护应用的条件与方式,拓宽其应用范围｡

4综合自动化技术

相对于常规变电所二次系统而言,这种综合自动化技术具备以下特征:

(1)设备､监视与操作的微机化｡在综合自动化系统中,各子系统都实现了微机化,即实现了信号数字化与系统功能软件化等,其完全摒弃了常规变电所中的模拟式设备､机电式设备等,在一定程度上使得二次系统电气性能以及可靠性得到了相应的提高,再加上监视与操作的微机化,可使我们通过人机联系系统更为便捷地监视与控制变电所｡

(2)运行管理的智能化｡综合自动化技术不仅包含了常规的自动化功能,比如故障录波､自动报警､事故判断和处理､电压调节等,还具备在线自诊断功能,可实时把所获得的信息传送至控制中心,从而将运行管理从以往的被动模式转变成主动模式｡

(3)通信局域的光缆化与网络化｡随着光纤通信技术与局域网络技术的广泛应用,综合自动化系统自身所具备的抗电磁干扰性能也相对提高｡另外,通信局域的光缆化与网络化不仅符合当前电力系统继电保护的实时性要求,可实现数据的高速传输,同时也使系统组态也更为灵活,有利于扩展,还简化了以往变电所中各种复杂的电缆,使得施工更为便捷｡总的来看,综合自动化技术打破了传统二次系统的设备划分原则与各专业的界限,弥补了以往常规保护装置与调度中心不可通信这一不足,赋予了变电所自动化发展更为先进的内容及含义｡随着信息技术的快速发展,结构更为完善､功能更为全面且智能化水平更高的综合自动化系统必然出现,也必然会将电网运行的经济性､安全性､稳定性等提升到更高层次｡

5结语

综上所述,随着社会经济的快速发展,信息网络技术水平与通信技术水平不断提高,电力系统继电保护技术也取得了突飞猛进的发展,涌现出了很多新技术,而这些新的继电保护技术的发展也为电力系统的完善奠定了基础,拓宽了电力系统自动化运行的范围,减轻了电力工作者的劳动强度｡相信在今后的发展过程中,继电保护新技术将会得到更加广泛的推广及应用,继而进一步确保电力系统运行的稳定性､安全性以及可靠性｡

参考文献:

[1]熊小伏,陈星田,夏莹,等.面向智能电网的继电保护系统重构[J].电力系统自动化,2009(17):33~37.

继电保护及其自动化范文第3篇

关键词：电气工程及其自动化；创新人才培养模式；特色

作者简介：袁铁江（1976-），男，四川成都人，新疆大学电气工程学院博士研究生；晁勤（1959-），女，湖南邵阳人，新疆大学电气工程学院，教授。（新疆乌鲁木齐830047）

基金项目：本文系新疆大学“21世纪教育教学改革工程”二期项目（XJU2008JGZ15）、新疆大学《电力系统继电保护》校级精品课程的研究成果。

中图分类号：G642     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）06-0060-02

电气工程及自动化专业的培养目标是培养能够从事与电气工程有关的系统运行、通讯、综合自动化、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域工作的宽口径“复合型”高级工程技术人才和管理人才[1]。要培养创新人才，首先要解决的重点和难点问题是实践教学[2]，其目的是：通过实践教学各环节的实施培养学生的动手能力，促使学生综合应用专业知识，优化学生的知识智能结构，为培养优秀的、适应市场需求的应用创新型人才创造条件。以新疆大学为例，介绍电气工程及自动化专业教学改革思路、成果、经验，为今后进一步进行更有成效的教学模式改革提供借鉴和帮助。

一、创新人才培养模式改革思路

根据教育部关于实施大学生创新性实验计划的精神，围绕电气工程及其自动化专业人才培养目标，根据电力行业的发展方向和现状，结合人才市场需求，与电力行业的企、事业单位多次交流，总结了往届毕业生走向工作岗位后所遇到的问题、工作中暴露出的知识弱点，结合学生在学习专业知识时所遇到的困难，认真研究分析了电气工程及其自动化专业实践教学各环节中存在的不足之处，以实践教学为试点，突出学生职业素质、实践能力和创新精神培养，积极探索实践教学模式创新，主要从以下几个方面进行了尝试。

（1）将电气行业先进设备应用到实践教学中，完善实践教学内容，提高实践教学的现代化程度。

（2）精心设计实践教学内容，打破课程界限，优化学生的专业知识结构[3]。由于某些课程的实践教学环节与电力系统行业结合不紧密，学生不能很好地了解各课程内容在电力系统的具体应用。通过改革创新，加强各专业课程间的联系，实践教学体现专业培养方案的整体性。以继电保护实践教学为例，通过改革创新研究，微机保护实验室在完成继电保护实践教学内容的同时，将电力系统分析、电力工程、单片机原理、软件编程、电力通信、电力自动化、电力系统故障计算、电力系统仿真等多个课程的知识应用在继电保护的实践教学活动的各个环节，使学生对这些专业课在专业中的作用及课程间的联系有整体的认识。

（3）将实践教学与工业现场所需相结合，既丰富实践教学内容，也锻炼学生解决生产第一线实际问题的能力，充分体现高等教育为当地的经济建设和生产实践服务的宗旨[4]。如在微机保护实践教学环节中，在教师指导下，学生以新疆实际电网结构为研究对象，对继电保护问题进行分析计算。

（4）鼓励学生参与教学实验设备的开发和实践教学改革，学生要顺利完成指定任务，不但要拥有本专业各种知识，还要自学很多其它知识，因此吸收学生参与实践教学改革，有助于提高学生的自学和创新能力[5]，既锻炼学生的实践动手能力又激发学生的求知兴趣，促使学生综合应用所学知识，优化学生知识智能结构。同时，参与设备开发的学生分别负责不同内容，而整体功能的实现需要团结协作；实践教学过程的实施，同样要求通盘考虑，整体设计。因此通过实践教学内容及教学模式的改革有助于培养学生的团队精神。

实践教学改革的成果可用于相同设备及类似设备的二次开发，具有一定推广价值；提高了实验设备的功能和现代化程度，拓宽实验设备的应用范围，开发后的实验装置不仅能用于教学任务，还可用于科学研究。可避免设备过早淘汰，具有一定的经济效益。

（5）通过教学改革创新，加强师资队伍建设，丰富教师各自讲授课程的教学内容，体现各个专业课程间的整体性和连贯性，提高师资队伍的教学科研能力，形成一支年龄结构合理，知识体系优良的教学团队。在实践教学模式改革中，项目组成员要充分发挥自身优势，团结协作完成任务，相互学习，取长补短，拓宽各自知识面。

二、创新人才培养模式实现方法和具体措施

1.电气工程及其自动化毕业学生需求分析调研及就业措施

通过对新疆各电力相关的企事业单位的走访调研，对本专业领域技术发展现状及人才需求等情况进行了分析，全疆电力系统预计近几年中每年都有700余人专业技术就业岗位需求，加之大型电力设备制造业和油田等各大型企业自备电厂以及厂矿企业电气部分，预计每年需要电气技术人员1000余人。但是内地学生来疆就业人数少，且部分不能长期在疆工作，目前新疆大学的招生量并未达到饱和程度，有很广阔的就业前景。因此，新疆大学电气工程学院陆续与新疆电力公司等相关单位签署了多项定向培养的协议书，已有部分学生履行了协议并在新疆喀什、伊犁等地就业。

2.专业知识结构和课程设置、培养方案调研及地方特色人才培养模式改革

有关课程设置和培养计划制定，我们向新疆电力公司和金凤科技等多家行业单位发函征求了意见，同时参加了全国电气专业教改年会，收集了大量兄弟院校电气专业教改资料，经过电气全体教师仔细讨论和研究，确定了专业发展定位，制定了包含电力和风电两个方向的全新的专业培养方案，学院又专门组织专家和负责人进行了论证讨论，提出很多修改意见，形成了两套分别针对民汉学生的具有地方特色的培养方案[7]。

3.大学生创新实践、毕业生毕业设计结合现场实际取得良好效果

在各届学生中进行了大学生创新实践活动，获得多项国家大学生实验创新项目和校级科研实训项目。从新疆多个涉电企业外聘导师，联合进行了认识实习、毕业设计和毕业实习，并取得了较好的效果，社会用人单位对各届毕业生思想品德、敬业精神、工作态度、专业知识、工作能力、创新能力等综合评价良好。

4.专业主干课程与专业实验室相结合实践创新

主干课程建设中，在兼顾专业技术知识结构基础上制定了电力系统继电保护、电力系统分析和电力系统自动化等电气专业主干课程7门[3]。并在广泛调研的基础上建成了与主干课程对应的10个专业实验室，如：微机继电保护实验室、电力系统运行与控制实验室、电力系统数字仿真实验室、变电站自动化实验室等。实验室建设与运用的效果与特色非常明显，可进行上述电气专业7门主干课程全部理论验证性实验和设计型实验及创新型实验，也可进行本科毕业设计及研究生硕士论文撰写中的创新部分验证，还可进行教师科研项目研发。大部分实验设备与电力现场一致，缩短理论教学与行业实际差别，还可进行与现场完全一致的电力系统数字物理联合动态模拟试验，也可进行二次设计开发。实验软件采用动画实景三维实现，安全、逼真、可靠、经济、实用。目前这些设备使用率高，实验组数多，实验效率和效果好，可提高学生分析问题的能力。

5.精品课程、课件、题库、教材、教学大纲、网络课堂建设

“电力系统继电保护”获得校级精品课程，“电力系统分析”获自治区级精品课程。编制电气专业教学大纲1套，完成“电力系统继电保护”和“电力系统分析”题库2套，开发“电气特色专业”和“电气紧缺专业”网页2套，开发“电力系统继电保护”、“电力系统分析”、“高电压技术”课程教学网页3套，课件多套。电气专业所有课程选用优秀教材，还由教师主编并出版教材多部。如重庆大学出版社出版国家“十一五”规划教材《自动控制原理》、《发电机组基础》；机械出版社出版《风电场运行与维护》、《风电并网技术》，大连理工大学出版社出版《单片机原理及应用》。

6.外聘现场专家和工程技术人员进行现场教学

与新疆电力公司多个变电站和发电厂以及风电场、八钢自备发电厂、石河子天富热电厂等签订了实习协议，特聘陕西电力公司和新疆电力公司调度中心、新疆红雁池电厂、新疆水电设计院、新疆送变电公司、吐鲁番电业局等电力行业高级工程技术人员进行电气设计指导和现场教学，收到良好效果。

三、主要改革创新成果、实践效果和特色

（1）根据电气工程行业特点和实际情况，改造和更新实践教学平台，通过软、硬件购置和开发，把实验室仿真成工业控制现场，使实验过程接近实际工作环境，缩短学校教育与行业实际的距离，为毕业设计和创新制作提供一个良好的实践场所，节省设备投资。

（2）根据电气工程就业岗位群对实践能力要求，改革了实践教学模式，精心设计教学内容，体现各个专业课程间的整体性和连贯性，在实践教学中综合电力系统分析、电力系统继电保护、高电压技术、电力工程、单片机原理、软件编程、电力通信、电力自动化、电力系统故障计算、电力系统仿真等多门课程知识，打破从单个课程进行实践教学的界限，实现一体化实践教学体系，并增加了风电方向课程，提高了就业率。

（3）选择来自工业现场的具有代表性的生产实践问题作为教学案例，实现实践教学与工业现场相结合，锻炼学生解决生产第一线实际问题的能力，同时为生产企业提供技术支持。

（4）对学生的自学能力、独立思考能力、实践动手能力及对所学知识的综合应用能力等方面进行综合训练，提高学生的科技创新能力。参与开发的学生发表了多篇学术论文，多人考取了研究生，其余多就业于大型企业。调查结果显示，考取研究生的学生在研究生的学习过程中，在科研方面显示出了明显的优势，在研究生学习阶段比同届学生提前发表学术论文，早出科研成果，显示出较好的科研能力；走向工作岗位的毕业生能很快胜任工作，得到了用人单位的好评。可见，通过实践教学激发了学生求知欲，拓宽学生知识面，优化学生知识结构，提高了学生的就业率。

（5）课程实验、毕业设计、短学期教学、科研实训多个环节相结合，充实短学期的教学内容，提高短学期的教学效果及本科生毕业设计质量。

（6）形成一支年龄结构合理，知识体系优良的教学团队。教师发表了多篇教研论文及科研论文，多人获得了本科生毕业设计优秀指导教师，在开发的实践平台上完成了各自科研项目部分内容。获得自治区级电气工程及其自动化专业教学团队，多人获自治区级教学名师。

四、成果水平和实际推广应用价值

通过对实践教学内容和教学模式的改革，使得教学内容更加完善，教学方式多样化，既可以进行常规和理论实验验证，又可以设计和创新，而且由于多项实验采用计算机可视化界面，使实验过程更形象更容易理解。促进了理论教学，从而提高教学质量，培养学生的实践动手和科技创新能力，缩短学校与市场差距，全方位提高电气工程及其自动化专业毕业生水平，具有实际推广应用价值。

五、进一步实施方案和完善措施

采取多种措施严格执行培养方案、课堂教学、课件使用、实验室及设备管理，加强对理论教学、实践实习的执行，进行有效的过程监控。

建立、健全规章制度及完善有效的教学体系文档资料，积累教学经验，进行质量反馈，切实提高教学质量。

完善实验指导书的编制，提高实用性。

完善课件质量，使其更加直观、形象、逼真，具有动态效果。

充实网络教学资源，使学生更易于独立实现预习复习和巩固提高专业知识的技能。

参考文献：

[1]陆秀令,张松华.电气工程及自动化专业实践教学改革探索与实践[J].中国现代教育装备,2010,(17)．

[2]于恒,张幼琴,王惠丽.浅谈理论教学与实践教学的关系[J].实验室科学,2006,(4).

[3]高燕,刘文洲,徐政.电气工程及其自动化专业课程建设的探索与实践[J].长春工程学院学报(社会科学版),2007,(1):10-12．

[4]张成华,廖志凌.提高毕业设计实践教学环节质量的方法[J].农机化研究,2005,(6):273-274．

[5]刘海燕.培养电力行业高科技创新型人才的思考[J].中国电力教育,2006,(S2):398-399.

继电保护及其自动化范文第4篇

关键词： 电气工程；改造；自动化；趋势研究

从社会主义科学发展观角度思考，工业经济改革也应朝着更加先进的方向迈进。实施电气工程改造既可以提升电力行业的科技实力，也能为广大用户创造更加有力的条件。本文主要分析了电气工程自动化改造的相关问题。

1.电气工程及其自动化

1.1 信息技术

信息技术广泛地定义为包括计算机、世界范围高速宽带计算机网络及通讯系统，以及用来传感、处理、存储和显示各种信息等相关支持技术的综合。信息技术对电气工程的发展具有特别大的支配性影响。信息技术持续以指数速度增长在很大程度上取决于电气工程中众多学科领域的持续技术创新。反过来，信息技术的进步又为电气工程领域的技术创新提供了更新更先进的工具基础。

1.2 操控系统

由于三极管的发明和大规模集成电路制造技术的发展，固体电子学在20世纪的后50年对电气工程的成长起到了巨大的推动作用。电气工程与物理科学间的紧密联系与交叉仍然是今后电气工程学科的关键，并且将拓宽到生物系统、光子学、微机电系统（MEMS）。21世纪中的某些最重要的新装置、新系统和新技术将来自上述领域。技术的飞速进步和分析方法、设计方法的日新月异，使得我们必须每隔几年对工程问题的过去解决方案重新全面思考或审查。

2.电气工程的实际运用情况

2.1 智能建筑

智能化建筑的发展必然离不开电气自动化，随着我国国民经济的飞速发展以及数字电子化科技发展，高档智能化建筑无疑已经成为当今建筑界的主要发展方向。自然达到合理利用设备，在资源方面，人力的节省就有了建筑设备的自动化控制系统。智能化建筑内有大量的电子设备与布线系统。这些电子设备及布线系统一般都属耐压等级低，防干扰要求高，是最怕受到雷击的部分。智能建筑多属于一级负荷，应该设计为一级防雷建筑物，组成具有多层屏蔽的笼形防雷体系。

2.2 净化系统

净化空调系统控制自动监控装置，可以设计成单个系统的测量、控制系统，也可以设计成以数字计算机控制管理的系统。在温度控制方面，净化空调系统采用DDC控制。装设在回风管的温度传感器所检测的温度送往DX一9100，与设定点比较，用比例加积分、微分运算进行控制，输出相应电压信号，控制加热电动调节阀或冷水电动调节阀的动作，控制回风温度应保持在18度-16度之间，从而使得洁净室温度符合GMP要求。

3.电气自动化控制系统的设计

3.1 集中监控方式

集中监控方式不但运行维护方便，控制站的防护要求也不高，而且系统设计也很容易。但由于这种方式是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，所以处理器的任务相当繁重，处理速度也会受到一定的影响。由于电气设备全部进入监控，致使主机冗余的下降、电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时，隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位，这也会造成设备无法操作。这种接线的二次接线比较复杂，查线也不方便，而大大增加了维护量，还存在在查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。

3.2 远程监控方式

远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、节约材料、可靠性高和组态灵活等优点。但由于各种现场总线的通讯速度不是很高，使得电厂电气部分通讯量相对又比较大，所以这种方式大都用于小系统监控，而在全厂的电气自动化系统的构建中却不适用。

4. 电力系统自动化改造的趋势

4.1 功能多样化

传统电力系统的重点功能集中于发电、输电，在传输期间对电能值大小的转换缺乏足够的功能。电力系统自动化改造之后，系统功能日趋多样化，电压转变、电能分配、用电调控等功能均会得到明显的改善，系统自动化状态，符合了系统高负荷运行状态的操作要求。

4.2 结构简单化

结构问题是阻碍电力系统功能发挥的一大因素，多种设备连接于系统导致操作人员的调控质量下降，部分设备在系统运行时发挥不了作用。系统自动化改造后结构得到了充分的简化，且功能也明显优越于传统模式，促进了电力行业的持续发展。

4.3 设备智能化

电力设备是系统发挥作用的载体，电厂发电、输电、变电等各个环节都要依赖于设备运行。早期人工操控设备的效率较低，自动化改造之后可利用计算机作为控制中心，利用程序代码指导电力设备操作，智能化执行设备命令，以逐渐提升作业效率。

4.4 操控一体化

当电力系统设备实现智能化之后，系统操控的一体化便成为现实。如：机械一体化、机电一体化、人机一体化等模式，都是电力系统自动化改造的发展趋势。电力系统一体化操控“省力、省时、省钱”，也为后期继电保护装置的安装运用创造了有利的条件。

5 .继电保护运用于自动化改造

5.1 针对性

由于电力系统自动化改造属于技术改造范畴，需要对系统潜在的故障问题检测处理。继电保护具有针对性的处理功能，可根据系统不同的故障形式采取针对性的处理方案。如：电力设备出现短路问题，继电保护可立刻把设备从故障区域隔离；线路保护拒动作时，继电保护可将线路故障切除，具有针对性的故障防御处理功能。

5.2 稳定性

继电保护对电力系统的稳定性作用显著，特别是在故障发生之后可维持系统的稳定运行，以免故障对设备造成的损坏更大。良好的运行环境是设备功能发挥的前提条件，如：继电保护装置能快速地切除故障，减短了设备及用户在高电流、低电压运行的时间。通过模拟仿真，保证了系统在故障状态下的稳定运行，防止系统中断引起的

损坏。

5.3 可靠性

对电力系统实施自动化改造的根本目的是满足广大用户的用电需求，系统能否可靠地运行也决定了用户或设备的用电质量。继电保护装置的运用为系统可靠性提供了多方面的保障，如：安全方面，强大的故障处理功能保障了人员、设备的安全；效率方面，多功能的监测方式可及时发现异常信号，提醒技术人员调整系统结构。

6.结语

电气工程是社会现代化发展的重点工程，关系着我国工业经济及科学技术水平的进步情况。深入研究电气工程改造及其自动化趋势，是企业未来发展的必然要求。面对电气工程自动化改造活动，企业应加强多方面的调控管理，确保改造工程达到预期的成效，提升电气工程的运行水平。

参考文献

继电保护及其自动化范文第5篇

实验平台建设

（1）传统实验平台存在的问题。电气工程及其自动化专业传统的实验包括课程实验和综合实验两部分内容。1）课程实验以验证性实验为主。一般会根据二次原理图完成实验装置的接线，通过对装置加电流、电压信号对装置进行测试，并观察装置动作结果，记录相关的实验数据，以此来验证理论教学中所学的基本原理。就实验本身而言，实验目的比较明确，但因实验内容较少且过程单一，不能有效的提高学生发现问题、分析问题和解决实际问题的能力；再加上因平台落后、设备功能有限造成能实际开设的实验内容更少，根本无法满足当前的教学需要。2）综合实验室硬件条件与当前电力系统的应用现状及其对人才的培养要求相比存在较大差距。以继电保护实验平台为例，差距主要表现在：第一，保护种类较少，不能涵盖整个电力系统。当前只有线路保护、变压器保护，缺少发电机保护、母线保护、断路器保护及配网保护。第二，保护装置落后，元器件还是以电磁型继电器为主，微机线路保护年代久远，与电力系统的实际情况相差甚远。第三，测试设备及测试手段落后，与工程实际差别较大。目前工程调试中，对现场电气量的模拟均采用继电保护测试仪、信号发生器等完成，而实验教学则主要使用调压器、行灯变、移相器、滑线电阻等，这些设备在测量量程、准确度、精度方面根本达不到要求，从而导致很多实验无法进行。基于这样的情况，为了适应培养计划的需求，必须对当前的实验平台进行全面的改造，建立与当前电力系统的实际发展水平相适应的实验平台。（2）实验平台建设。以继电保护实验室为例，目前已经建成了包括发电机、变压器、母线、断路器、线路及供配电系统的微机继电保护实验平台，并配置了多套先进的继电保护测试仪，故障采集及分析软件。实验装置的种类、功能大幅度提升，实验教学内容可以覆盖从基础元件到整个电力系统的各个层次，为构建模块化、多阶段、多层次的实验教学体系奠定了坚实的平台基础。在实验过程中学生不但可以根据主接线的状态选择相应的保护类型，确定保护配置，而且可以依据保护原理自行设计保护类型，计算保护定值，确定参数，并通过实验平台检验动作逻辑及保护动作情况。图1为微机继电保护实验平台。

教学内容改革

在新建实验平台的基础上，从以下几个方面来合理的安排教学内容。（1）从课程出发安排教学内容。电气工程的理论课程包括：“继电保护”、“自动装置”、“高电压技术”、“电力系统分析”等，与此相关的课程实验一般以元件实验为主，同样包括继电保护元件实验、自动装置课程实验、高电压技术实验。在现有的实验平台上，元件和装置已合为一体，可取消继电保护元件实验室，课程试验可在综合实验室内完成。而经过改造后实验室功能更加完善，实验内容可以涉及到实验原理的各个环节，包括：硬件电路、保护定值修改和固化、元件定值校验、动作特性实验及动作报告故障分析等。这样既可以节省场地和资源，同时又可以制定更加丰富的实验内容，从而改变了以往课程实验内容少、手段单一的缺点。（2）从实际工程出发安排教学内容。技术应用型电气工程及其自动化专业培养方向根据工程实际和社会需求，全面强化实验教学环节，对实验教学内容进行全面整合和优化。三峡大学电气与新能源学院紧密结合工程实际和电力行业需求，设置了以下专业综合实验：微机继电保护综合实验、综合自动化实验、水电仿真实验以及电气设备检测实验。下面以微机继电保护综合实验为例介绍实验内容的安排。微机继电保护综合实验分为微机保护软件设计实验和微机保护屏体实验。在软件设计实验中，学生可以完成以下实验内容：一是编制保护软件主程序。一般包含三个基本模块：初始化和自检循环模块、保护逻辑判断模块和跳闸处理模块。二是设计数字滤波器。三是微机保护算法实验。完成软件设计并在微机实验平台上运行，可以作为课程设计和毕业设计内容。微机保护屏体实验以发电机微机保护为平台，学生可以完成以下实验内容：一是数据采集系统实验。包括零点漂移检查，电流、电压精度检查，电流、电压变换器线性范围检查。二是保护定值校验及动作特性实验。三是开关量输入软件及硬件回路定义设计。四是开出量输出、跳闸回路及软/硬压板的投/退检查。五是模拟各种保护动作，形象直观的观察保护动作情况，打印并分析故障报告。[3，4]（3）从学生出发安排教学内容。教学以学生为主体，实验教学的内容设置及教学方法要适应“自主学习”的教学理念。[5]这就要求教师因材施教，认真组织教案，实验教学的内容公布在学校求索学堂网站上，不同专业、不同层次的学生可以根据自身特点选择实验项目与内容，教学过程中教师以问题式和引导式实验教学为主，注重启发引导学生，整个实验只提要求和目标，具体实验的设计、实验前的分析及实验后数据的处理都应该由学生独立完成。例如：在微机变压器保护实验教学中，首先可以提出需要进行的实验项目：一是变压器主保护（变压器差动或零序差动）；二是变压器后备保护（复压闭锁过流保护或零序方向过流）。然后，根据所选的试验项目确定实验内容，其中包括：回顾和复习变压器保护的基本原理；熟悉保护回路（交流电流电压回路、输入输出回路）；熟练使用继电保护测试仪；在实验平台上实现保护功能；观测动作结果，记录实验数据并进行分析。实践表明，以学生为主体，推出“自主学习”的教学理念，将会使学生学习的积极性大大加强，很好地激发了学生对理论课程所介绍的专业知识的浓厚兴趣，具有很好的教学效果，也能很好地满足技术应用型本科人才培养的要求。[1]（4）探索实验室开放管理，通过产学研合作的形式，建立稳固的校外实习基地，为在校学生提供进入企业见习、实习的机会。目前已与湖北超高压输变电公司宜昌输电公司、宜昌电力勘测设计院有限公司签订产学研基地合作协议。积极鼓励学院教师与电力企业加强合作交流，及时了解先进的电力技术，依靠行业和企业办学，形成相互支持、相互依托的互动式产学研结合基地，有力地保证了学生实践能力与创新能力的培养。