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关键词:电力系统 数学理论 继电保护 广域保护
1 概述
继电保护是一门较为古老的学科,但是由于它综合性较强,理论与实践都很重要,故随着电力系统的发展,继电保护也在不断的更新。
继电保护技术的发展史主要如下:从原理上来看,19世纪末,研究出过流保护原理;1905-1908年,研究出电流差动保护原理;1910年开始采用方向性电流保护;19世纪20年代初距离保护开始生产;30年代初出现了快速动作的高频保护。由此可知,如今普遍应用的继电保护原理基本上都已建立,保护原理方面,迄今没有出现突破性发展。从硬件上来看:从1901年出现的感应型继电器至今大体上经历了机电式、整流式、晶体管式、集成电路式、微型计算机式等发展阶段。
虽然继电保护的基本原理早已提出,但它总是在根据电力系统发展的需要,不断地从相关的科学技术中取得的最新成果中发展和完善自身。总的看来,继电保护技术的发展可以概括为三个阶段、两次飞跃。三个阶段是机电式、半导体式、微机式。第一次飞跃是由机电式到半导体式,主要体现在无触点化、小型化、低功耗。
2 新的数学理论在继电保护中的应用
近年来,随着新的数学理论的提出,在继电保护中也有大量的应用,主要有如下几个方面:
2.1 小波变换
小波变换:小波分析是近十几年来在国际上掀起研究热潮并有广泛应用价值的一个研究领域,工程角度看,小波分析是一种信号与信息处理的工具,是继傅里叶分析之后又一有效的时频分析方法,小波变换作为一种新的多分辨分析方法,可同时进行时域和频域分析,具有时频局部化和多分辨特性。
国内提出了很多利用小波分析的保护原理,多为行波保护,利用小波变换可以准确提取行波波头极性和行波幅值大小,准确定位行波到达时刻。也有利用小波分析进行故障选项及高压线路的暂态保护。但是小波算法计算量大,目前还没有得到广泛应用。
2.2 模糊数学
模糊数学是研究和处理模糊性现象的数学理论和方法。模糊数学在电力系统中常用于电力系统规划、电力系统控制、电力系统的多目标优化。模糊数学在继电保护中应用的并不是十分广泛,它可在微机快速方向保护中,用以提高保护的抗干扰能力。
2.3 人工神经网络
人工神经网络(ANN)是由许多并行运算的功能简单的单元组成,它是源于人类神经系统的一类模型,是模拟人类智能的一条重要途径,它具有模拟热的部分形象思维的能力。ANN具有高度神经计算能力以及极强的自适应能力,鲁棒性和容错性。ANN在电力系统中,常用于电力系统暂态稳定性评估、继电保护、负荷预测以及谐波分析。
将ANN具有的鲁棒性和容错能力、自适应和自学习能力应用于继电保护,则可使其性能大幅度提高。有学者提出,将ANN应用于距离保护,仿真结果表明,当考虑单相接地故障和I段保护时,可在设计的90%保护范围内具有良好的保护性能,对样本的正确识别率为100%。也有人提出将ANN用于同步机的失步保护或预测,结果表明ANN具有鲁棒性好、失步检测快速并且易于用传统的信号处理器实现在线检测等优点。还有人提出将其用于自适应单相重合闸的研究,并经理论分析证明对于判断永久性故障或瞬时性故障有很好的效果,可用于防止重合于永久性故障。
由此可见,ANN应用于继电保护是一种很有价值的研究方向。
2.4 模式识别
模式识别是在某些一定量度或观测基础上把待识模式划分到各自的模式类中去。计算机模式识别就是指利用计算机等装置对物体、图像、图形、语音、字形等信息进行自动识别。在继电保护方面,模式识别可用于发电机定子接地保护的计算。
2.5 数学形态学
数学形态学是近年来发展起来的一种有代表性的非线性图像处理和分析理论,在图像处理中已获得广泛的应用。它具有一套完整的理论、方法及算法体系,其系统性和严密性不亚于传统的线性图象处理理论。数学形态学方法比起其它时域或频域图像处理和分析的方法具有一些明显的优势。利用形态学算子可以有效的滤除噪声,同时保留图像中的原有信息,突出图像的几何特征便于进一步分析图像。从目前的研究领域可以看到数学形态学在电力系统中的应用主要集中在继电保护,电能质量,绝缘监测等方面。
其中,在继电保护方面提出的应用主要有:行波保护、超高速线路保护、超高速线路方向保护以及变压器励磁涌流辨别等。
3 广域保护
3.1 背景
目前的安全自动装置都是在检测到系统产生不正常运行状态以后再采取控制措施,在特殊情况下,可能安全自动装置来不及动作,系统已经发生严重的崩溃事故。另外,目前使用的安全自动控制判据大部分都是基于本地量构成,反映的只是系统某点或很小一个区域的运行状态,并不能较好的反映大区域电网的安全运行水平,装置之间缺乏相互协调和配合。这样将会导致系统某点发生故障后安全水平下降,造成继电保护和安全自动装置相继动作。由于这些装置之间缺乏相互的配合协调,可能进一步扩大故障影响范围,引起系统发生连锁跳闸等严重事故。
也就是说,互联已称为现代电网发展的一个必然趋势,广域保护便是在这样的背景下被提出。
3.2 广域保护的基本概念
关键词:电子书包;互评互改
中图分类号:G434
文献标识码:A
文章编号:1671-7503(2015)09-0044-03
随着全球数字化学习的快速发展,电子书包应运而生。电子书包不是简单的将纸质课本装进电脑,它实际上是一种个人学习环境,除了能支持每一个学生随时随地学习外,还能满足每一个学生个性化学习的需求。由于移动学习以及电子产品技术的飞速发展,便携式电脑、平板电脑(如iPad)这些电子终端逐渐成为电子书包的载体。我国教育信息化的推进是跨越式发展的,电子书包在我国一些经济发达的城市的中小学得到了一定范围的使用。
本次教学设计出一个基于电子书包平台的巢穴学习实验班,核心是以平板电脑为载体,在特定的电子书包平台上进行作文教学。教法的改进表现为抛弃传统作文教学模式,转而运用技术支持,进行作文创作过程中互评互改的一种新的教学尝试。
一、教学目标
本次写作的主题是“我喜欢的一种美味”,它的教学目标有三个方面。
1.知识与技能
通过互评互改活动,学生对同伴的文章进行阅读,发现问题,启发学生的思维,使其掌握作文修改和评价的方法,以达到以改促写以及提高写作能力和评价能力的目的;在多次的互评互改的过程中,提高学生的书面表达能力;利用平板电脑和电子书包的组合使学生熟练利用新技术和网络进行自主学习。
2.过程与方法
通过亲身体验、搜集资料、讨论交流、教师辅导、互评互改等方法绘制出作文框架的思维导图,并最终完成作文终稿。
3.情感态度与价值观
通过互评互改的学习方式使学生学会共处,学会尊重他人、欣赏他人;通过互评互改的学习方式使学生之间相互阅读和评价作文,增加学生的成就感,激发学生的写作欲望,提高学生自主写作兴趣。
二、教学平台
本课题基于台湾黄婀司研发的iWonder(黄妫┑缱邮榘平台,它提供了新一代、全方位的数字及移动学习软件服务的整体解决方案。该平台有多个教学应用系统,但本次课程主要运用教学互动系统、电子书编辑与管理系统和平板电脑终端应用系统。教学互动系统实现教师与学生的实时互动,教师可以进行派题或布置作业,学生作答或上交作业后可以观看答题记录,如已答人数、未答人数等;教师和学生也能对上交的答案或作业进行浏览、点评、给分等。电子书编辑与管理系统是教师编制和分发电子书的平台。平板电脑终端系统是学生运用进行个性化学习的环境,学生可以进行答题、观看电子书、上网等。
三、教学对象
本课程的教学对象为南京市白云园小学六年级(2)班的全体学生,共28人。本班从四年级开始利用平板电脑、基于黄嫫教进行某些主题的作文教学,每个学期都会有一次类似的教学活动。因此,在基本技能方面,学生熟悉平板电脑和黄嫫教ǖ幕本功能;在基本知识方面,教师在平时的作文练习时也要求同桌相互点评,所以对于本次作文的互评互改,学生能基于自己的作文基础与水平对其他同学的作文提出点评和建议;在态度方面,学生不排斥作文课,每次写作都能认真对待。
四、教学过程
本课题的教学过程分为三个阶段,共六周,分别是准备阶段(1周)、实施阶段(共4周)和成果展示阶段(1周)。
1.准备阶段
准备工作为期1周,主要在课堂上。本周开展了两次教学活动,主要包括教师和学生两者的准备活动,如表1所示。
2.实施阶段
教师和学生做好准备工作后开始实施教学,其具体过程如下。
第一周:引入主题、激发兴趣
(1)根据学生的住址(尽量在同一小区),把全班分成7个小组,4人一组,并按分组就坐。
(2)教师将制作好的电子书分发到学生平板电脑上,学生进行观看。
(3)教师告知学生本次作文的主题是“我喜欢的种美味”,并要求学生一边观看电子书上的各种美食视频、图片,一边与组员讨论自己想写的一种美食。
(4)教师让学生利用周末时间寻找身边的美食,并亲自品尝,再确定自己写作内容。
分析:根据学生住址分组,并按分组就坐,有利于小组内部的交流与合作。通过观看集视频、图片、文字的电子书,不给定写作题目,而是学生通过亲自寻找、品尝美食后确定,让学生写自己所想,更能激发学生的兴趣。
第二周:确定主题、搜集资料
(1)学生根据上周教师的引导或者自己实地品尝后确定写作的题目。
(2)老师指导学生本次写作的几个角度,如食物的色、香、味、形,或者制作过程、传说轶事等。
(3)学生通过上网、实地考察、采访等方式搜集自己所写美食的资料,并通过做笔记、拍照、拍视频等方式记录。
分析:通过教师的指导,学生了解描写美食的角度,这极大地帮助了写作能力差的学生。学生可以利用网络了解到更多关于美食的资料,以便给其他人提供建议。通过实地考察,并用手机等拍下制作美食和品尝美食的真实情景,使学生对美食的感受更加深刻具体,便于丰富作文内容。
第三周:互评互改,形成作文框架
(1)教师在教学互动系统中派出题目――“请上传《我喜欢的一种美味》思维导图的初稿”,并设置截止时间。
(2)学生根据搜集到的资料,运用软件绘制写作思路或大致框架的思维导图,并上传至教学互动系统中。
(3)根据上传的思维导图,小组成员之间先进行互评,然后全班范围内互相点评,最后教师总结建议。
(4)根据同学和老师的建议,学生进行修改,然后,将改好的内容再次上传到教学互动系统中,形成最终作文框架。
分析:利用黄嫫教ǖ慕萄Щザ系统上传作业,学生和教师可以随时随地进行点评,学生反复地修改,这样及时的反馈使学生的作文框架逐步完善,通过互评,不断加强责任感与提升鉴赏能力,学生也会反思自己的作品。
第四周:互评互改,形成作文终稿
(1)学生根据作文框架完成作文初稿并上传至教学互动平台。
(2)教师讲解如何把文章内容写具体,提出6种方法;指导学生如何修改作文,提出了作文修改的步骤、修改的方法。教师将讲解的PPT发给学生,让学生可以随时观看。
(3)学生根据教师的讲解,各小组内部间进行互评或提出建议,学生根据不同的评价、建议或者反思修改作文初稿。
(4)学生上传作文二稿,首先是小组间进行互评,然后全班同学互相点评(要求每个同学至少点评不同组的3-5篇作文),最后教师总结建议。学生根据不同的评价再次修改作文,并最终形成终稿,可以配上图片、视频等,上传至平台。
(5)教师在平台上对学生终稿进行评分(作文互改过程如图1)。
分析:学生在作文互评互改的活动中,参与性强,热情极高。很多学生评改别人的作文比自己写作文还要认真、仔细,就像拿着“显微镜”去寻找他人作文中的闪光点和不足。通过小组内部、全班同学和老师多元化互改,使学生得到更多客观的、多方面的建议,取长补短,写作和评价能力在这过程中逐步提升。在这个过程中,教师适当地提供指导与帮助,使学生对文章的修改和点评有更明确的方向。
3.成果展示阶段
成果展示有两个方面。一方面是学生将作文终稿上传至教学互动平台后,教师随机选取一名学生进行作文展示,其小组成员讲解当时对其作文的哪几个方面做了点评和建议,文章作者自己又做了哪些修改,并解释其原因。教师对学生的整个写作过程再次进行简短总结;另一方面是教师将学生上传的作品,包括思维导图终稿、作文终稿、图片、视频等做成图文并茂的作文集电子书,分发给每位学生,供学生和家长随时观看。
分析:通过随机展示某一小组中作文互改的过程和教师再次总结,更加明晰了作文互改的角度、步骤、方法。最后做成电子书形式,可以让学生进行永久保存,向其家人、朋友展示,增加了学生的自我成就感。
五、教学总括与评价
本次基于平板电脑和黄嫫教ǖ淖魑慕萄模式不同于传统的教学模式,充分体现了“三分文章七分改”的理念,具体有以下特色。
1.评价主体多元性
在传统作文教学中,学生作文只有教师评改,有时加上同桌点评,这样的评价往往不够全面。而利用黄嫫教ǎ学生作文不仅仅教师评改,还有小组和全班评改,使评价更加客观和多样,学生可以从多个方面、多个角度修改自己的文章。在学生互评互改中,以学生点评为主,教师点评为辅,充分体现了学生的主体地位,如学生的建议被采纳后会感到愉快和自豪,增加学生的参与度与责任感。
2.随时随地上传、互评
在这种教学方式中,上传作业和互评不再仅限于课堂中,只要有计算机都可以完成。学生在家里创作或修改自己的文章后可以上传至教学互动平台,学生也可以随时点评其他人的文章或者查看自己文章的评价,使学生得到及时的反馈,提高学生的学习积极性,激起学生进一步完善自己作品的愿望。
3.多次修改、不断反思
关键词:煤矿;变电所;风机房;欠压;保护技术;改造思路
在当前煤矿井下的电网欠压保护中主要采用的是失压脱扣器与欠压保护回路驱动跳闸线圈,其电压值在小于额定电压65%后便会自动跳闸。但是由于目前电网的短路电流较大,在上级变电站以及自身变电所出现三相短路事故故障后,往往母线残存电压值会相较于额定电压小40%左右,因此系统便会做出欠压保护行为,致使风机回路亦或是井回路出现跳闸。为增强煤矿通风的安全性,尽可能预防发生由于瞬时电压波动较大而导致的停机故障,文章就基于对欠压保护原理的分析基础之上,提出了一项具体的改造方案。
1 现状分析
以某煤矿为例,该煤矿的年生产能力为445万吨,有两对主、副井(1#主副井、2#主副井)进风,三个风井(东一、东二、西风井)回风,矿井通风方式为中央分裂与两翼对角混合式,三风井分别安装离心式、轴流式、及轴流对旋式风机,东二风井为内安装有ANN-2500/1250型轴流式式通风机设备,配备有额定功率Ne=1000kW电动机设备,其额定运转速Ne=992r/min,额定电流值Ie=115.9A,电压值Ue=6000V。鉴于目前电网的短路电流大,一旦上级变电站亦或是煤矿本身地面变电所出现三相短路故障后,母线残余压力常会大幅度低于额定电压值,由此也就会导致欠压保护动作的出现,使得风机出现停机情况;而在等待其他保护装置的故障问题解决后,系统恢复正常供电,此时跳闸风机亦或是井下回路常常要人工操作方可确保电力供应恢复正常,因此便会造成矿井内的风力输送出现长时间的中断,并导致瓦斯浓度不断升高,井内危险系数也将越来越高,对于井下的施工作业人员将会构成严重的生命安全威胁。
对此,为了实现对矿井内通风需求的有效M足,主要可采取两种方案,其一:重新选型对风机设备进行更换;其二:针对目前的现有风机采取技术改造。前一种方案要将现有的全部风机淘汰,不但会额外增加大量的成本支出,同时还要经历风机的采购、运输、安装、调试等多个环节,影响时间较长,且会导致正常的煤矿开采生产受到干扰。经过综合分析、对比及验证,明确了对煤矿地面变电所以及主通风机房的高压柜实施欠压保护技术改造的方案措施,以期能够降低成本并减小对正常生产的影响。
2 欠压保护原理分析
2.1 概述
欠压保护简单来说就是在线路电压下降到了临界电压值以后,对电器设备所采取的必要保护措施即为欠电压保护,其主要的目的是为了避免设备由于大幅度过载而被烧毁。受到短路故障等因素的影响,线路电压便会在极短的时间内发生大幅度的下降亦或是消失状况。这一情况将会造成线路与电器设备出现受损。如促使电动机出现疲倒、堵转等现象,进而出现数倍于额定电流值的过电流,使得电动机被损毁;而在电压值恢复正常情况后,数量众多的电动机设备自行启动又会导致电动机的电压急剧降低,同样也会对电网线路及电器设备造成损伤。引发电动机疲倒的电压值即被称作临界电压。在线路电压下降到了临界电压之后,对电器设备进行保护的动作也被称作是欠电压保护,其最为重要的价值是为了避免设备由于过载而被损坏。在本路电压值小于临界电压保护电器才做出相应的保护动作即为施压保护,其最为重要的任务是为了避免电动机自行启动。
2.2 电动机闭锁保护
在电动机保护当中存在着“低电压”保护的情况,更多的和过电流以及负序等保护共同合作构成闭锁保护,类似于“电动机复合电压闭锁过流”保护等。回路构成通常是为了促使单块低电压继电器线圈同时并联在PT二次回路的任意两相之间,相应的常闭接点在过流保护启动出口继电器的回路之内,主要是起到闭锁效果,通常即为电动机在正常运转过程中PT二次回路电压处于正常水平,低电压继电器线圈带电吸合主要是处在返回状态下,往往常闭接点会分断,这时即使是电动机三相电流发生过流现象,然而只要电动机端的电压值还未下降到预先设定的水平位置,低电压继电器便不会做出相应的反应,常闭接点也就依然处于开启状态,因而出口节电器就处于闭合状态,该保护不发生动作。只有在电动机发生了过流现象并且电压水平下降到了低电压继电器定值水平之下以后,这一保护才会继续作出动作,在延时时间过了以后跳开发电开关。若设备并联在网络线路之上亦或是系统当中存在接地情况之时,电动机正常相的电流都往故障相流,进而导致某一项的定子电流出现过流情况,同时故障相的电压也将下降,在小于设定水平之后,作出保护动作,开启开关。
2.3 电动机低电压保护
这一保护通常是应用于对较为关键设备的电动机控制回路内,同时此类电机功率往往与母线当中的其余电动机相对比来说均更为巨大,原理即为电动机跳闸回路内并联单个低电压继电器常闭接点,同时此低电压继电器线圈也并联在电动机所提供的三相电源母线内的两相之间,在实际运行过程中,目前电压值正常,低电压继电器线圈带电吸合则处在返回状态,常闭接点分隔,而在母线失电亦或是出现接地故障后,母线电压下降到低电压继电器动作水平后,做出继电器动作,常闭接点闭合,跳闸回路连通,电动机从母线分离出来。
3 基于欠压保护技术思路下的改造方案
3.1 通风机欠压保护改造
在煤矿开采区域内所采用的通风机设备主要包括了同步机和异步机两类,主要是以异步机为主。(1)同步机通常具备有失步保护的功能,也就是在实施了改造处理时出现了瞬时电压波动情况,很有可能会由于失步而无法避免瞬时电压波动所带来的不良影响。(2)在对异步机实施改造处理后完全可避免电压瞬时大幅度波动所a生的不良影响,通常在电压波动0.5s内便完全终结,在此情况下电机和风机依然可以保持旋转状态,只要电压值恢复到正常水平,其也便会再次回归正常运行状态,一般而言电机与风机在恢复过程当中的电流值将会远低于静态启动电流,并经研究后表明该状况对电网而言影响不大。在矿井当中通常所选用的通风机欠压保护方案为:磁脱扣型(采用延时欠压保护来取代脱扣器)以及欠压保护回路驱动跳闸线圈型(对保护回路实施改造处理,额外新增安装延时回路)。
3.2 电磁脱扣欠压保护改造
此种类型的无压释放装置在实际操作过程中原理十分简便,即凭借对电磁线圈吸附能力的调节来促使动作值得以改变。然而在电网电压水平小于35%额定电压后,线圈将凭借瞬时释放来促使开关得以闭合,没有任何能够调控的余地。由于短距离三相短路所导致的电压波动值往往偏大,残存压力相对较小,很有可能会造成欠压释放器出现多余动作。因而需针对这一种欠压释放装置实施相应的改进处理。
一般变电站中经常应用的电压电流保护装置均较为常规,具备直流操作电源的可利用退出原装设欠压脱扣器,由电压互感器二次侧依次选取电压Uab、Ubc、Uac,共接通3只电压继电器。
为避免电压互感器因断线而导致低电压继电器动作开关出现断连情况,需在二次回路上串联接入电压互感器断线并对继电器采取封闭锁定,如下图1所示。
1YJ、2YJ、3YJ、ZJ常闭接点可在供电系统出现故障问题时促使电压值下降至额定电压值的40%左右,低电压继电器常规闭合点闭合,常规断线闭锁继电器常规闭合接点也完全闭合,时间继电器带电,其接点延时闭合,跳闸回路连通开关跳闸。
在绝大部分6kV变电站的风机房中其所实施的继电保护均为交流操作,系统电压降低之后,跳闸线圈TQ电量值可确保操作过程不发生脱扣现象,从而欠压保护的效果自然也就难以达到。因而需额外增加UPS电源来进行操作,其电压值约为1kW左右,具体可结合以实际的操作机构来选取110V亦或是220V,而其容量值大小则应当符合于TQ功率值,除了所采用的继电器为交流继电器以外,在原理方面与直流操作完全一致。
3.3 驱动跳闸线圈欠压保护改造
采取电解电容充放电来对跳闸线圈实施操作,依据电网电压的波动频率及存在时间来对1SJ与2SJ继电器实施跳闸调整。在对驱动跳闸线圈欠压保护进行改造前可利用欠压继电器1ZJ与2ZJ充当脱扣保护装置,因此也便能够规避电网电压波。
在实施改造处理后可利用时间继电器来充当延时脱扣保护,同时还可新增加电解电容来进行充放电操作并达成脱扣保护。
4 效果评价
将原本的欠压继电器予以拆卸,重新更换上能够进行调控的0.1~5s的时间继电器,所选用一只450V/1000?滋F的储能释放电解电容,并可依据实际的脱扣功率大小水平再重新并联一只。整流模块可选择1000V/35A。之后将其中的接触点转换成常闭点,时间设定为0.5s左右,具体可结合实际状况进行调整,原则上不超过5s即可。
在针对某煤矿的两矿井进行了改造处理后,进行实际测定表明其动作时间为0.8s,次年该煤矿所在电网发生了一次较大幅度的电压波动情况,除改造过的两矿井高压柜正常运行外,其它的运行设备均发生了停机情况,据此表明对煤矿地面变电所以及主通风机房实施欠压保护技术改造其作用价值显著,有助于保障煤矿生产作业的安全进行,实际应用价值显著。
5 结束语
综上所述,在对煤矿地面变电所以及主通风机房基于欠压保护技术改造思路下,更换了可自主调节的1SJ以及2SJ时间继电器后,不仅实现了对矿井通风量与负荷压力的完全满足,而且再未出现任何跳闸停机故障,电动机的运行安全及功率得到了显著提升。
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关键词: 职业能力 项目驱动 学习情境
随着教学改革的深入,各职业院校都在不断改进人才培养模式,我校各专业的人才培养方案进行多次修改。2010年电力系统继电保护及自动化专业在人才培养方案中增设《继电保护测试技术》课程。本课程主要培养学生在测试工具使用、元件测试方法、保护装置测试技术等方面的职业能力和职业素养,是从事继电保护、变电运行与检修等基本岗位群相关工种所必备的专业课程之一。该课程是一门以技能水平提高为主要培养目标的实践性课程,经教学实践检验,“理论+实验”的教学方式并不适合该门课程的教学,不利于学生掌握教学内容,提高技能水平,亟待进行教学改革,实施基于项目驱动的理实一体化的教学模式。
一、教学项目设置
根据电力系统继电保护及自动化专业的就业岗位、职业能力提取典型工作任务,根据典型工作任务设置教学项目,每一个典型工作任务对应一个教学项目,每个教学项目中创设若干学习情境,使学生在学习情境中完成工作任务,增强职业能力,提高技能水平,加深学生对所学理论知识的理解,认清理论知识在实际中的应用方法,更好地做到工学结合。
教学项目的设置要遵循“由简单到复杂、由单一到整体”的学习规律,具体设置如表1所示。
二、培养目标
本课程应使学生熟悉继电保护测试技术的基础知识;学会万用表、兆欧表的使用方法,并能用万用表对电子元件进行测试,用兆欧表测试设备的绝缘电阻;熟悉继电保护测试仪的功能及使用,会用测试仪对微机保护装置进行测试。为学生毕业后适应电力行业各专业技术岗位的要求打下坚实的职业能力和素质的基础。通过一体化的教学过程培养学生诚实守信、吃苦耐劳、团结协作的品德。
三、考核方案
考核方案的制定以培养目标为依据,综合考查学生对知识、技能的掌握情况。学生的考核成绩主要由三部分组成,即形成性考核成绩、实践能力考核成绩和期末实际操作考核成绩,所占权重分别为20%、40%和40%。其中查形成性考核成绩根据学生的出勤率、课堂表现、课堂回答问题情况和每次提交作业的成绩给出一个总的平均分。本课程采用基于项目驱动的理实一体化的教学模式,每节课基本都有相应的实训任务,根据学生实训预习情况、实训过程表现、实训结果和实训报告情况给出实践能力考核成绩。最后,教师准备好平时实训项目的题目,学生随机抽取一个作为期末实操考核内容,考核时学生按照题目要求进行实际操作,得出操作结果,对结果进行分析,并回答教师的现场提问,教师按照评分标准给出考核成绩。
四、结语
当前,各职业院校都将人才培养目标确立为培养适应社会主义现代化建设需要的,德、智、体、美等全面发展的,具有较高职业素质、较强社会适应性的技术应用型人才和高技能人才。传统的课堂理论教学已不能满足人才培养的要求,基于项目驱动教学模式的《继电保护测试技术》课程改革,根据岗位需求提取典型工作任务,并据此设置教学项目,学生在具体的学习情境中完成典型工作任务,理论与实践相结合,使学生掌握继电保护、变电运行与检修等基本岗位群相关工种所必备的职业技能,使课堂教学更具实用性。
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关键词 220 kV变电站;继电保护回路;重要性;建议意见
中图分类号:TM7 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)21-0096-01
220 kV电力系统继电保护回路在变电站运行过程中有着极其重要的作用,继电保护回路能够及时解除200 kV电力系统运行过程中的故障,降低线路损耗,并且保证变电站的安全运行[1]。笔者根据多年的实际工作经验,首先对变电站继电保护回路进行了概述,然后讲述了220 kV继电保护回路的应用现状,最后提出了提高220 kV变电站继电保护回路运行效率的几条措施,具有一定的现实意义和参考价值。
1 继电保护回路概述
继电保护回路系统指的是电力系统在出现系统故障或者运行异常的时候,能够自动触发继电节点切断故障点或者电器元件的线路系统。电力系统发生故障的时候,通常会出现电流增大、电压下降、相位改变的现象,继电保护回路能够最大限度减少故障损耗,保证系统运行正常。通常情况下,继电保护回路包括三个部分:测量部分、逻辑部分和执行部分,其中测量部分主要是指通过使用互感器等电气元件对线路电流、电压等参数进行测量,逻辑部分主要功能是对电力系统运行状况进行逻辑判断,是继电保护回路的核心部分,而执行部分则是直接切断故障点保护电力系统的部分。此外,继电保护回路还应该具备自动重合闸装置,增加系统保护的灵活性。为了进一步提高继电保护回路的安全性和可靠性,还应该具备备用装置。在正常电源出现故障的时候,备用装置应该具备自动启动运行的特性。
2 继电保护回路在220 kV变电站中的应用
继电保护回路系统运用到实际过程中,并不是只受到本身性能限定,而且受到变电站运行情况影响,所以继电保护回路系统的设计应该综合考虑多方面的因素,做到有的放矢。变电站运行过程中,首先要对变电站性能进行分析,比如变电站故障时间、故障类型、备用装置类型等,为故障信息诊断提供数据支持。变电站故障信息诊断,通常以分层处理方式进行诊断,其中诊断信息包括:故障类型、地点、成因、现状等等。变电站故障信息处理是继电保护回路的重要环节,需要按照逻辑判断的结果推算出保护动作,及时切断故障点,或者通过反向推理的方法缩小故障范围,降低损失。
继电保护回路电气设备应该具有一定灵敏性,杜绝出现拒动作、误动作的情况发生。随着科学技术的不断进步,继电保护回路已经向着智能化方向发展,不但具有记忆能力,而且能够自我分析、记录故障成因。比如变电站出现故障并且处理完毕之后,继电保护回路能够自动记录处理手段,为以后出现类似故障的时候提供合理的数据和实例。继电保护回路能够在220 kV变电站中广泛应用是因为其具有良好的工作特性,继电保护回路实时性好、数据准确,而且具有高可靠性和安全性,以及良好的速动性。继电保护回路还有选择性,可以减少越级跳闸情况发生。
3 加强220 kV变电站运行继电保护回路系统的措施
1)控制继电保护时间,提高电力系统运行效率。有效控制继电保护时间,确保故障排除时间不超过120ms,此外,电力系统发电机设备的整顿时间应该控制在9s左右,整顿时间过长可能会严重影响电力系统运行安全性和稳定性。提高电力系统运行效率,要根据电力系统参数进行调整,比如继电保护时间应该和电力系统的进线形式相配合。有计划、有条理的定期进行继电保护回路检查,严格把关继电设备质量,保证继电器线圈不会出现烧毁情况[2]。
2)加强外部二次回路维护,定期进行状态检修。
加强外部二次回路维护应该做到以下几点:①定期检修,保证CT二次回路接触良好;②杜绝端子或者电缆绝缘下降引起的跳闸回路接通;③加强监控系统设计,健全相关数据管理体系,注重数据备份,提高系统运行的可靠性。晶体管保护装置在设计中应考虑安装在与高压室隔离的房内,免遭高压大电流、断路故障以及切合闸操作电弧的影响。实行设备同步安装验收,严格把控二次验收。推行继电保护回路网络化管理,减少管理成本投入,采用先进的电子设备,比如快速动作断路器和高精度时间元件。在检查中,还必须将各元件保护屏、控制屏、端子箱的螺丝紧固作为一项重要工作来落实。
3)引进先进的技术,实现智能化控制。随着高新技术的不断发展,智能化、网络化的继电保护回路已经广泛应用在电力系统中。特别是电子互感器的出现使得智能变电站成为了可能。保护装置在制造过程中要严格进行质量管理,把好质量关,提高装置中各元器件的质量。尽量选用故障率低、寿命长的元器件,不让不合格的劣质元件混进其中。按照逻辑功能不同,智能变电站系统分为三层:站控层、间隔层和管理层。智能变电站具有信息就地处理能力,并且在信息采集方面更为快速,覆盖面更为广泛,多种通信介质能够实现信息的双向通信,全面提高通信的成功率,实现信息的分析、分享。变电站智能网络系统能够实时对电网运行状况进行评估,快速判断故障地点,并自动生成控制策略。在控制方面实现了智能控制对人工控制的代替,保证了电网运行安全性和可靠性。
4 结束语
继电保护回路系统在220 kV电力系统中最显著的性能是灵活性和速动性,当系统出现故障的时候,继电保护回路系统能够在最短时间内切断故障,最大限度的取得经济效益和社会
效益。
参考文献
[1]徐皓宇.浅谈220 kV变电站变压器运行及继电保护[J].广东电力,2011,8(12):355-357.