继电保护的作用和原理范文第1篇

【关键词】县级供电企业 继电保护 管理体制

一、引言

继电保护包括继电保护技术和继电保护装置，继电保护技术是一个完整的体系，它主要由电力系统故障分析、继电保护原理及实现、继电保护配置设计、继电保护运行及维护等技术构成。继电保护装置就是能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。

二、对继电保护装置的基本要求

（一）选择性

当供电系统中发生故障时，继电保护装置应能有选择性地将故障部分切除。也就是它应该首先断开距离故障点最近的断路器，以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。系统中的继电保护装置能满足上述要求的，就称为有选择性；否则就称为没有选择性。

（二）灵敏性

灵敏性是指继电保护装置对故障和异常工作状况的反映能力。在保护装置的保护范围内，不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样，保护装置均不应产生拒绝动作；但在保护区外发生故障时，又不应该产生错误动作。保护装置灵敏与否，一般用灵敏系数来衡量。

（三）可靠性

保护装置应能正确的动作，并随时处于准备状态。如不能满足可靠性的要求，保护装置反而成为了扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性，则要求保护装置的设计原理、整定计算、安装调试要正确无误；同时要求组成保护装置的各元件的质量要可靠、运行维护要得当、系统应尽可能的简化有效，以提高保护的可靠性。

三、继电保护管理体制设计原则

最有效的管理才是好的管理。因此针对目前县级供电企业人才短缺，继电保护技术力量分散问题，县级供电企业应突破目前已经规定的岗位设置，采取集中力量，团队作业的方法，组建高效的管理队伍。因此对继电保护管理体制工作内容分配时要遵循以下原则：

（一）工作职责细化原则，电力企业应首先根据部门职责进行以下划分

1.继电保护管理人员招聘和选拔职能由人事管理部门负责。

2.继电保护施工管理、继电保护定值管理和继电保护监督管理必须打破现有规定的分离制度，建立一个新的核心部门全面、专业负责上述三项继电保护工作，该组织可以称为继电保护班或继电保护科。

3.现有的变电运行部门和生产技术部门参与继电保护监督管理，但不能是核心部门。

4.变电运行人员的继电保护工作培训职能由职工教育部负责，继电保护班协助。继电保护班人员的工作培训由公司委托专业学校或厂家负责。

（二）工作内容细化分工原则，继电保护工作面广，一般涉及10个以上变电站、3种以上厂家设备类型，工作的好坏直接影响到电网的安全稳定运行，因此工作内容必须细化到人。

（三）管理等级明确原则，继电保护管理总负责是分管生产经理或总工程师，继电保护班归属变电工区或检修部门，继电保护班下面分别设立施工组、变电运行培训管理组和定值计算管理组，各组组长直接受继电保护班长管理，具体工作中可以及时采取矩阵制交叉安排，另设立继电保护监督工程师为副班长一职，全面负责继电保护监督工作，主管继电保护定值管理组和继电保护培训组。

四、继电保护工作分析与岗位设置

为了保证县级供电企业继电保护工作的顺利开展，在分析了组织结构和工作流程的关系后，需要进一步确定继电保护管理体制包括哪些内容，根据继电保护工作流程，可以把县级供电企业继电保护管理体制内容反映出来。

县级供电企业继电保护管理体制：继电保护管理人员招聘和选拔、继电保护定值管理、继电保护监督管理、继电保护施工管理、继电保护工作培训、继电保护工作考核管。

从实践和以上介绍来看，县级供电企业继电保护管理工作主要由三大部分组成:一是继电保护工作中的监督管理。二是电网定值计算管理。三是继电保护定值调试管理。三者缺一不可，必须相辅相成，才能保证继电保护管理工作不出现问题。新的体制把这三部分工作都安排在继电保护班，由继电保护班全面、专业负责，解决了县级供电企业继电保护力量分散问题，形成了继电保护工作的核心团队，更容易达到“帕累托最优”，使工作关系和谐。

供电企业、电力生产企业设专职技术监督工程师和相应的技术监督小组在总工程师领导下从事技术监督工作。继电保护技术监督工程师应具有相应的专业知识和实践经验，继电保护技术监督队伍应保持相对稳定。网调、中调、网内省调应设立调度、运行方式和继电保护科。地区调度所和一级制的调度所应根据具体情况设立调度组、运行方式组或运行方式专责人员；根据实际情况设继电保护组或继电保护专责人员。可见，在电力生产上，现有有关规程、文件对继电保护管理分工是明确具体的，但县级供电企业目前继电保护管理混乱局面的形成，归根到底是因为没有相应的继电保护人才加上用人制度混乱和无法按工作流程建立完善的继电保护管理体制造成的。因此各县级供电企业首先必须采用优化原理方法，从人才入手，突破以上文件、规程规定，重新按新组合体制进行岗位设置，解决继电保护人才短缺这一直困绕企业继电保护管理的问题，从根本上说，为解决继电保护人才短缺情况，必须确立达到继电保护管理目的的最优化方法，需要的专业人员多少才能达到效率最大或人力成本最小，因此首先考虑招聘和选拔工作，而招聘与选拔工作必须首先进行工作分析。工作分析是确定某一工作的任务和性质是什么，以及哪些类型的人适合被雇佣来从事这一工作。

五、结论

继电保护工作管理的两个基本点就是：安全、效益，即在保证安全基础上的达到电网多供少损，取得电网最佳供电效益为目标。近几年县级电网负荷的迅速增长，各县主要运行方式发生了很大的变化，各变电站及客户主变增容频繁。同时有些县城城区环网供电进入了实用化的阶段，35KV网络变化较大，对保护设备管理必须严格按照有关规程层层把关，对保护定值的计算提出了更深更紧迫的要求。

参考文献

[1]肖秋成.县级供电企业农网继电保护的动态管理.才智.2008，14.

继电保护的作用和原理范文第2篇

继电器是电子应用方面的一种电子控制器件，它具有控制系统和被控制系统，在自动控制电路中的应用很多，它的工作原理实际上是用很小的电流来控制较大电流的一种自动调制开关，在电路中的作用是自动调节、安全保护以及转换电路等。熔断器是最早的继电保护装置，随着科学技术的不断进步，相继出现了电磁型继电保护装置、电子型静态继电器和广泛应用在计算机中的数字式继电保护。在电子技术、计算机技术、通信技术的快速发展下，人工智能技术已经在继电保护领域得到了大力的研究应用。由于微机型继电保护装置在电力系统以及工业系统中的应用越来越广泛，所以需要我们对其出现的各类事故问题进行处理及研究工作，为以后的工作打下基础。

1.微机继电保护事故处理的原则

无论做什么事都要遵循一定的规律、原则，因此，在对微机继电保护的事故进行处理之前，就要对处理时候所要遵循的原则有一个十分深的了解和掌握，只有在对这些原则很好地遵循基础上，才能将出现的微机继电保护事故很好地处理。

1.1实事求是的处理态度。微机继电保护事故的处理不但和使用个人有关同时也会关联到运行单位，一旦发生拒动或者是误动的情况，一定要查清楚原因，并且要找出问题的根源所在，尽最大可能的解决问题。在进行一系列的解决处理中，一定会涉及到事故的责任者，情况严重的话将会受到非常严厉的惩罚，在事故发生之后，很多单位以及个人会修改资料信息，导致工作组的调查处理工作很难进行，这样就会对存在的问题无法解决，导致单位产生更严重的经济损失。所以针对这些情况，进行事故调查的专业人员应该本着实事求是的做事态度，严格检查事故发生的原因，对造成事故发生的单位几个人进行严厉的惩罚。

1.2理论结合实际的处理方式。继电保护的事故处理不仅仅与继电保护的原理和元器件有关，并且根据大量的现场处理继电保护事故的经验表明，多数的微机继电保护事故的发生都与基建、设备安装以及调试设备的过程息息相关。所以从事事故处理研究的工作人员掌握必要的微机继电保护基本理论分析是首要条件，其次，还应当结合事故处理现场的经验进行更全更详细的事故处理，只有两者结合才能使事故处理更加迅速准确。

2.微机继电保护事故的种类及原因

要想很好地解决微机继电保护事故，那么就要对微机继电保护出现的事故种类以及出现的原因进行一个总结：

2.1定值问题。2.1.1人为整定错误。人为整定错误顾名思义就是工作人员在进行数值整定时出现了很大的失误，比如说：看错数值、TA，TV变化计算错误、定值区使用错误等等人为失误，这些小小的错误曾经都造成过很大的事故，给相关单位造成了很大的经济损失。上述事故发生的主要原因是，工作人员工作不仔细、相关检查措施较为落后，还有的微机继电保护装置的设计不是很合理，过程太过繁琐复杂，这些都很容易造成现场操作人员的视觉错误，导致最后的事故发生。根据微机继电现场运行的情况来看，要想避免上述情况的不断发生，较好的措施是在设备送电之前至少由两名工作人员再次进行装置定值的校核，确保万无一失方可进行工作。2.1.2整定数值计算的误差。因为设备的一些特性还没有被人们掌握透彻，很多数据依存于经验值以及估算值，微机继电保护的定值很难定准，并且电力系统的参数或者原器件参数的标准值与实际值之间有很大的出入，某些情况下两者的差别很大，以标准值算出的定值不是很准确，这就使设定的定值在某些特定的事故故障情况下失去了灵敏性和可靠性。因此，设计部门、基建部门及技改部门应该及时、准确地向保护计算机的专业人员提供有关的计算参数和设计图纸，施工部门在调试完保护设备之后也应该及时将有关资料送交给运行部门，这样就能确保整定数值计算误差降到最低。

2.2电源问题。2.2.1逆变稳压电源的问题。微机继电保护逆变电源的工作原理是将输入的220V直流电源经过开关电路变成方波交流，再经过逆变器变成需要的+5V、+24V等电压。这在现场会发生以下几个故障：纹波系数过高的故障，它是指输出中的交流电压与直流电压的比值，交流万分就属于高频范围，一旦高频幅值过高的话就会影响设备的正常寿命；输出功率不足的故障，它是因为电源的输出功率不足的话就会造成输出电压的下降，一旦电压下降过大就会导致电路基准值发生变化，充电电路时间变短等一些问题，继而影响到微机继电保护的逻辑配置。2.2.2直流熔丝的相关配置问题。工作现场的熔丝配置原则按照从负荷到电源一级比一级熔断电流大的原则配置的，这样是为了保证在直流上发生短路或者过载时熔丝的选择性，由于不同熔丝的底座区别不是很大，并且型号混乱，这就导致运行人员很难掌握，造成的后果是回路上过流时熔丝会发生越级熔断情况，所以设计人员应该针对不同容量的熔丝选择不同的形式，方便工作人员进行区别。

3.继电保护事故处理的检查方法

3.1逆序检查法。在事故发生之后，工作人员如果利用微机的事件记录和故障记录表，在短时间内不能找到事故发生的根本原因时，就应该采取逆顺序的检查方法，从事故发生的结果出发，层层往前查找，直到找到事故发生的根源为止，一定要充分利用工作站内的设备各种信息综合判断分析，将最终的事故原因找出来，此种方法经常应用在继电保护出现误动的时候。

3.2顺序检查法。顺序检查法顾名思义就是按照微机继电保护的工作顺序，从开始层层的检查寻找事故的根源。从外部检查，绝缘检测，定值检查以及对电源性测试、继电保护性能检查的顺序进行。该方法主要被应用在微机继电保护出现拒动或者保护逻辑出现偏差的事故处理中，一定要注意微机继电装置的逻辑判断关系。

3.3采取整组的试验法。这个方法在一定程度上主要是为了检查设备的二次回路以及保护装置的动作逻辑和动作时间是否正常，往往在很短的时间内可以检查出故障，并找出问题的根源，一旦发生异常应及时结合其他方法进行检查维修。

3.4掌握继电保护技术原理。继电保护工作人员要准确掌握必要的理论知识，对电子技术、微机保护原理和组成要很熟悉，同时应该具备技术资料的阅读能力，因为进行微机继电保护事故的处理离不开很多的检修规程、装置使用及技术说明书等专业书籍，这就要求在进行日常工作中，一定要对继电保护的专业书籍进行阅读分析，从中掌握微机保护故障的处理技巧，为以后复杂的工作打下坚实的基础。

结束语

继电保护的作用和原理范文第3篇

【关键词】广域继电保护；故障元件；判别机制；原理分析

继电保护作为电网安全运行的重要防线，广泛应用于电网建设中。随着电网建设规模的不断扩大，传统的继电保护依靠离线整定的固定定值工作方式，已不能满足现在电网系统的建设需求，尤其在电网运行方式变化时难以满足各继电保护装置之间相互配合。为了保障电网安全运行，研究快速识别与隔离故障，简化保护整定计算的广域保护原理及配置方案，成为重要内容。

1.传统继电保护应用于现代电网中面临的难题

继电保护以切除电网故障为己任，但在现代复杂的电网保护过程中往往因其动作不当而导致事故扩大。其主要表现为：

1.1定值整定与配合困难

对于现在高速发展的大电网而言，结构和运行方式复杂多变，各个相关后备保护之间动作整定值的配合非常复杂，且通过就地检测量和延时实现配合的方式在很多情况下难以确保选择性，致使人们愿意形成采取“加强主保护，简化后备保护”措施的趋向。例如：取消保护Ⅱ段、简化保护Ⅲ段定值等。值得注意的是，在大电网发生高阻故障的时候，即便采用双套主保护也不能完全杜绝其拒动发生。当主保护因灵敏度不足等原因发生拒动时，容易造成延时过长及扩大范围的跳闸，增加紧急状态下发生局部电网瘫痪的风险。

1.2远后备保护延时过长

多级阶梯延时配合可能导致远后备保护延时过长，对于电网系统安全极其不利。

1.3缺乏自适应应变能力

传统的后备保护整定配合运行方式有限，缺乏自适应应变能力，在电网网架结构及运行方式因故障而发生频繁和大幅改变时，易导致后备保护动作的性能失配而可能造成误动或事故扩大。

1.4存在潜在的误动风险

在电网结构或运行工况突发非预性改变而出现大范围的大负荷潮流转移时，极易造成距离保护Ⅲ段非预期连锁跳闸，甚至导致系统解列或大范围停电事故。出现这种问题的主要原因在于传统继电保护的动作依据仅仅是靠保护安装处设备本身的信息。若后备保护可以获取当前系统运行方式变化及远方被保护设备相关区域的信息，就能产生更加有效的故障判断和动作，那么基于广域信息有可能解决传统继电保护的一些难题，从而对电网运行进行更有效的全面保护。

2.广域继电保护原理分析

2.1广域电流差动保护和广域方向比较式保护

电流差动保护和方向比较式保护是传统继电保护中最常用的保护原理，被广泛应用于各种电力主设备和输电线路的主保护中；而方向比较式保护动作速度快、选择性好、灵敏度高，也是输电线路常用的主保护。然而这两种保护方式性能虽然优越，但只能作为主保护，无法提供后备保护，一旦主保护误动，就只能依靠延时长、选择性差的其它原理后备保护来切除故障，这对电力系统的稳定运行产生不利影响。随着电网系统环网和短线路大量出现，造成后备保护之间的整定配合非常困难。当短暂的通信数据不正确或者中断后，差动保护闭锁较长时间才能重新运行。此时如果发生区内故障保护拒动，方向比较原理的广域继电保护在通信短暂中断恢复后仍能正确判别故障。因此，在实际的广域继电保护装置中应同时配置这两种保护原理，并根据实际情况进行实时切换，实现最佳保护。

2.2基于广域信息的自适应继电保护

广域电流差动保护和广域方向比较式保护，只能提高后备保护的性能，但是对于电网系统安影响最大的还是主保护的性能。为了满足系统选择性和灵敏性的要求，必须对最不利的运行方式进行定值整定和定值校验，并采取各种措施防止继电保护在极端运行状态下拒动或误动，使保护装置的逻辑变得复杂，且降低了保护动作速度、动作可靠性等。传统电网保护一套定值要适用于多种运行方式，很难同时满足系统对保护选择性、速动性、灵敏性和可靠性的要求。利用广域信息进行自适应优化整定，在电网运行方式发生变化的情况下，保护系统能够及时更正与其不相适应的保护定值，重新优化整定从而提高保护适应电网运行方式变化的能力。例如保护定值在线预警系统能通过广域信息获得电网的实时运行方式，实现定值校核功能，对不正确的保护定值进行预警。

3.故障元件判别机制

实现故障元件判别原理（FEI）的广域继电保护的关键是故障元件判别机制。主要表现为以下三种形式：

3.1基于故障电压分布实现故障元件判别

利用一侧的电压故障分量的测量值对另一侧的电压故障分量进行估算，可以同时获得线路两侧的电压故障分量的测量值和估算值。线路发生外部故障时，任意一侧的电压故障分量的测量值和估算值是一致的，若发生内部故障，至少一侧的测量值和估算值会产生较大差异，通过这种差异构成故障元件的识别判据。结合零序分量、正序分量、和负序分量三种判别元件，综合利用线路两侧的元件形成组合判据，实现对接地故障、不对称相间故障和三相短路故障的判断。

3.2基于广域综合阻抗实现故障元件判别

基于综合阻抗的纵联保护能克服分布电容的影响，灵敏度较高，利用综合阻抗实现故障元件判别，克服广域电流差动保护的缺陷。该原理利用区域多端电压和电流构造综合阻抗，定义公式为：

Z==

式中M、N分别广域继电保护区域边界母线数及进出线路数。当N=M=2时为两端输电系统，当N=M=3时为三端输电系统。

3.3基于遗传信息融合技术实现故障元件判别

该方法基于故障方向的广域继电保护原理，利用遗传算法的信息融合数学模型求解各保护状态的期望函数。根据状态值与期望值之间的差异构造适应度函数。通过遗传算法的种群建立快速搜索运算寻找最优解，达到故障方向决策和故障元件判别。

4.总结

自上世纪80年代以来，广域继电保护是我国电力系统一直研究的重点课题，本文提出几种通过故障元件判别原理实现继电保护的方法，从不同角度解决了传统继电保护中所面临的难题，为我国电力系统的发展奠定了基础，促进我国大电网的发展与完善。 [科]

【参考文献】

[1]丁伟，何奔腾，王慧芳.广域继电保护系统研究综述[J].电力系统保护与控制，2012，40（1）：145-146.

[2]苏盛，段献忠，曾祥军.基于多Agent的广域电流差动保护系统[J]. 电网技术，2005，29（14）：15-19.

继电保护的作用和原理范文第4篇

关键词： 电动机保护 常见故障 原因 教学措施

电动机保护教学在机电专业教学中有十分重要的作用，是教学的难点。如何理论联系实际，深入浅出地向学生介绍抽象的内容，使学生真正听懂，已经成为很多职业学校教师多年来研究的课题。本文结合课堂实际教学案例，分析了解电动机运行过程中的常见故障及其工作原理，以期提高学生在实际操作中处理保护故障的能力。

一、运用启发式教学法，使学生了解学习电动机保护的意义

首先，启发学生思考以下几个问题：电动机运行时，如果绕组温度过高，则会对电动机产生什么影响？ 交流电动机运行时，如果有一相电源断相，则会对电动机产生什么影响？ 如果直流并励电动机的励磁回路断路，则会对电动机产生什么影响？通过提问，学生了解了在上述各种情况下如果不能及时采取有效保护措施让电动机继续运行下去，则会对电动机产生的不良影响：减少电机使用寿命，甚至损坏电机。因此对电动机的保护是电动机运行时必不可少的环节，对电动机采取有效的保护措施是一个很重要的问题。

二、运用讲授法介绍电动机运行过程中的常见故障及原因

电动机运行过程中的常见故障有：长期过载和过热保护；缺相保护；过电流保护； 短路保护；零电压保护；零激磁保护；热保护等。本文重点介绍导致电机过载过热的因素，如负载过大，电动机超过额定输出，电机绕组因电流增加而过热，特别是在堵转时，电机会在短时间内被烧毁；电网电压过低，会引起电机绕组中电流增大， 三相电压不对称，甚至一相电源中断；启动和停止的操作过于频繁、环境温度太高等。

三、运用图片演示法介绍电动机运行过程中的工作原理

（一）运用图片演示热保护的方法及具体电路的原理

图1 热继电器的热保护线路

图1是用热继电器作热保护的线路。热继电器FR的发热元件串联在电动机的主电路中，它的常闭触头与接触器KM的线圈相串联。电机过载时，流经FR发热元件的电流增大，经过一段时间，热继电器动作，它的常闭触头断开KM的线圈电路，KM释放，电机停转。正常情况下，发热元件中通过额定电流值，热继电器不会动作，以保证电动机正常工作。

如生产中不允许中途停车（停车会造成损失），则用热继电器发出警报。热继电器的报警线路见图2。

图2 热继电器的报警线路

对于容量较大的电动机，可以采用电流互感器，热继电器的发热元件接在电流互感器的二次回路中。电机过载时流经电流互感器的电流增大，它的二次回路电流也按一定比例增加，这样热继电器可用小规格的产品。原理图如图3：

图3 有电流互感器的热继电器的热保护线路

（二）用温度继电器作热保护的工作原理

温度继电器可以直接反映电动机的温度变化，它的测量元件埋在电动机发热部位（定子槽内及定子绕组的端部）。只要电动机绕组的温升超过允许值，温度继电器就立即动作，使电动机脱离电源。我国生产的温度继电器有两种：双金属片式温度继电器和热敏电阻式温度继电器。对过电流保护的要求是，当电动机产生过电流故障时，过电流继电器要立即动作，但在电动机起动或反接制动时，过电流继电器要保证电动机正常工作。

（三）过电流继电器作过电流保护线路

电路见图4。

图4 过电流继电器作过电流保护线路

原理分析：过电流继电器KA的线圈串联在直流电机M的电枢电路中，常闭触头与主接触器KM的线圈串联。电机正常运转时，KA不会动作。严重过载时，主电路中的电流超过KA的电流值，KA的常闭触头断开，KM释放并切断电机电源。

（四）鼠笼式电动机的堵转保护

鼠笼式电动机处于堵转状态时，它的电流等于起动电流，时间过长电动机就会烧毁，所以必须及时切断电源，但不能用瞬时动作的过电流保护，应与延时继电器配合。电流继电器的吸引电流小于电机的启动电流，大于正常运转的最大负载电流，释放电流大于正常运转的最大负载电流。时间继电器的延时值要大于电动机的启动时间。过电流继电器的返回系数不能太低。

图5 鼠笼式电动机的堵转保护

（五）短路保护

短路保护的作用就是在短路电流刚出现时，就立即切断电路电源，使电路和电器设备免受短路电流的损害。熔断器和空气开关是最重要的保护电器。熔断器作短路保护：线路简单，断开电流的任务由熔断器自己承担，但熔体容易老化，动作不准确，有时一相熔断，造成交流电机缺相运行，熔体熔断后需更换，手续麻烦。保护线路如下：

图6 线路工作原理

短路时，断开短路电流的任务由接触器的主触头来完成，因此只有当接触器的分断电流大于线路的短路电流时，才能用过电流继电器作短路保护。三相电动机由于种种原因缺相时，如果没有保护装置，则缺相的后果是十分严重的。例如，小型电机启动时缺相，如果没有负荷就会不均匀地慢转，同时发热，若不及时停车，不用多长时间就会烧毁。如果带上负荷启动，就转不起来，同样也会烧毁。小型电动机最容易缺相，因为有的启动装置简陋，接触不好，或使用普通保险丝，有一根熔断造成。大一点的电动机缺相启动，就会嗡嗡直叫，就得赶快停车。用接触器启动和热继电器保护，在缺相时，热继电器可以在过流时切断接触器。

四、布置课后作业

分析缺相保护工作原理，分组讨论多种缺相保护电路。

通过本章的讲授和线路展示，学生掌握了电动机保护的理论知识。结合实际工作中常见的故障分析，了解电动机运行过程中的常见故障及其正常的工作原理，是提高学生在实际操作中处理保护故障问题能力的有效途径。

参考文献：

[1]郭晓波.电动与电力拖动[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.

继电保护的作用和原理范文第5篇

关键词：继电保护；模拟保护；微机化；课程改革

作者简介：王思华（1968-），男，江苏南通人，兰州交通大学自动化学院，副教授；赵峰（1966-），男，上海人，兰州交通大学自动化学院，教授。（甘肃 兰州 730070）

基金项目：本文系兰州交通大学教学改革项目资助的研究成果。

中图分类号：G423.07     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）01-0058-02

由于电力电子技术、计算机技术、网络技术及保护算法的不断发展，微机保护已经得到了普遍采用，尤其是近年来测量、控制及保护技术的融和，新建的变电所和发电厂其二次系统一般都安装了综合自动化系统。在对老变电所和发电厂的改造过程中，遇到保护设备的更新，无一例外地都采用了微机保护装置。因此，随着模拟式机电型保护装置退出和二次设备的不断更新，电力系统继电保护装置的微机化已基本形成[1-2]。面对这样的技术现实，结合目前继电保护教学方面教材特点，如何让学生在几十学时里，既能对继电保护的基本原理掌握好，又能对微机保护装置有所掌握，这是摆在广大继电保护教师面前的一个比较大的现实问题。为了能解决和应对这个难题，对继电保护教材和教学内容的调整势在必行。

一、保护的微机化对传统继电保护的影响

目前，在现有电力系统继电保护教材中，大多数教材在讲述保护的基本原理的过程中，一般是结合模拟型继电器来分析保护原理，尤其是机电型继电器，这样就花费了大量的篇幅用于分析介绍继电保护装置和传统继电保护的二次电路[3]。当然通过传统的机电型保护的动作过程来让学生学习和掌握保护原理是行之有效的方法，学生也容易理解，问题是在理解完了保护基本理论后，如何让学生来认识微机保护，这在大多数教材中并没有体现。而是对具体模拟电路或机电型保护元件参数的选择、元件老化、频率变化、过渡过程、管压降（门槛值）、非线性问题等进行讨论，不同类型的继电器，其动作原理是不同的，结构也不同，特别是用机电型继电器来实现较为高级保护，其结构尤为复杂，学生要掌握它很不容易，同时调试应用都不便。而微机保护，无论其功能如何，其硬件构成基本相似，无非是CPU及其扩展电路有所不同[1]。因此上述那些要讨论的因素就相对涉及较少（或不存在）。由此可见，保护的微机化对继电保护的教学内容影响很大。下面就继电保护的课程内容进行讨论。

1.电流保护的影响

电流保护单元是继电保护课程的一个最基本、最重要的单元内容，也是在实践中应用最广的内容，通过这个单元学习让学生对电力系统继电保护有一个基本的认识。学好、理解、掌握和应用尤为重要。在目前大多数继电保护教程中，在讲述这一部分原理时，大多采用模拟型器件来讲解保护，比如电压、电流、时间等机电型继电器或晶体管型继电器组成的保护电路。对于机电型继电器，通过它们来认识继电保护是比较直观的，对于学生刚接触继电保护是有好处的，其本身原理、结构简单学生容易掌握，而对于由晶体管构成的继电保护，相对来说结构要复杂些，尤其是对电子电路没有学好的学生，让他们通过晶体管保护来理解继电保护的原理难以可行。而目前电流保护装置基本是微机电流保护，它与传统的电流保护的组成结构有本质的区别，学生在学好电流保护后对微机电流保护装置不会用，不会整定，不会调整。

2.功率方向和距离保护的影响

功率方向保护及距离保护是一种较高等级的保护，其基本原理比较容易掌握，但其模拟器件的原理比较麻烦，一般的教材中花费了比较大的篇幅去介绍，如模拟式方向元件一般在线路出口相间短路时有死区，为防止在死区内短路时保护装置拒动，一般都利用RLC回路的谐振对故障前的电压相位实现记忆，记忆时间一般为70ms左右。如记忆时间过长，由于RLC回路的振荡频率与系统频率的差异，会使得记忆电压与故障前的电压有相位差，这样可能导致反向出口短路时误动。在模拟式方向阻抗继电器中为克服出口两相短路的死区，还加入了第三相电压，其目的是在出口两相短路时保证极化电压能保持与故障前的电压同相。这些问题可以很方便在微机保护中利用算法加以解决，基本不需要什么硬件。再如阻抗继电器的接线，为了保护证接线的灵敏度和测量准确问题，提出了“阻抗继电器的接线方式”，微机式的距离保护是作为一个整体引入三相电流和三相电压，不再借用电抗变换器参数的调整来改变整定阻抗和整定阻抗角，故没有由于电抗变换器的特性（转移阻抗）变化而导致的动作阻抗下降的问题，也就是说不存在精确工作电流的概念（只有A/D变换的分辨率问题）。

3.变压器保护及发电机保护的影响

在变压器及发电机保护的单元里，其保护的核心是差动保护问题，大多数教材中主要是以BCH2型继电器作为差动保护的元件来介绍的，这种模拟元件主要问题是结构复杂，另外接线和动作的整定调整十分不便，而微机差动保护一般是带制动的折线型保护，它对接线形式没有太多的要求，是一种整体接线方式，对于不同的方式它由软件来进行运算分析，消除角度误差等因素的影响，另外整定不需要算出相应的元件的动作匝数及制动匝数等，而且整定通过良好的界面来进行，方便易于实现。

二、课程教学的改革

电力系统教学改革的目的是让学生通过有限时间的学习，掌握保护的基本原理和方法，能够自主进一步深入学习或应用继电保护的原理去解决电网中的实际问题。

1.课程改革的思路

继电保护课程的改革以基本原理为主，包括保护的基本原理、保护装置和继电器的基本原理。以模拟保护具体电路为辅，对于复杂模拟电路不作介绍，减轻学生的学习负担。保护装置结构以逻辑关系为主。不同型号的保护装置只是实现方法不同，但逻辑关系不变，在模拟式保护中它体现为框图或逻辑图，在微机保护中它体现在程序的流程上。保护装置和继电器的应用举例以微机型为主，可适当兼顾尚未退役用得较多的模拟式装置和常用继电器。在教学的实践过程，应留出适当（不多）的时间，介绍当前继电保护最新的技术和原理，同时鼓励学生课后自主实验。

2.课程改革的具体方法

（1）教学手段的改革。在教学过程中，教学手段十分关键，教学手段的好坏直接关系到能否激发学生的学习积极性，也就是说能否抓住学生。目前常用的教学手段主要是板书式教学、多媒体教学及讨论式教学等。这些教学应该是经过长期实践，证明是可行的，但对于不同的教学内容如果采用一种方式效果不理想，在教学过程中不能激发学生的学习动力，因此需针对不同的教学内容，合理采用不同的手段进行。比如在讲解算法时，需要数学的推导，这时笔者主要采用板书式教学，让学生顺着老师的思路进行理解学习，在讲解保护设备时，采用多媒体比较好，让学生一下子了解设备及其一些应用，通过声光一下吸引学生学习保护设备的积极性，提高学生学习动力和对新设备的认知。再如对于故障的分析学习，笔者采用讨论法进行，充分调动学生积极性，发挥学生的思考及参与能力。因此，合理运用不同的教学手段是调动学生学习积极性的重要因素。

（2）教学内容的改革。

1）继电保护教学内容的改革。继电保护教学内容改革是核心，没有一个好的内容，无论怎么改都不会成功，问题是继电保护的内容很多，怎么从众多的内容中选取是关键所在。笔者认为内容的改革需遵循够用、发展、创新这样的层次展开。所谓够用就是继电保护内容要包含基本的保护理论原理，比如常规的电流保护、功率方向保护、距离保护及差动保护等，对于这些原理的学习要完全掌握。对于利用传统保护构成的装置的学习，要简单化学习，不必对具体的器件及复杂的模拟电路进行分析，如功率方向元件的幅值比较、电压相位的记忆、变压器差动继电器匝数的调整等电路，主要是理解整个保护的逻辑关系，这样学生容易掌握理论，又不至于陷入对模拟复杂电路的理解。所谓发展就是继电保护的理论学习要与时俱进，对于目前不用的一些陈旧理论要敢于删除，对于新的理论要补充。由于微机保护的大力发展，许多过去用模拟电路难以解决的问题，通过算法却很容易解决，如功率保护的接线形式，差动保护的接线等问题。这些问题在模拟保护中靠装置的反复移相变换进行解决，其理论比较复杂，学生在学习过程中掌握不好。现在只介绍一个过程和处理的方法，通过算法比较容易实现。当然由于微机保护引入，保护课程发生了大的变革，这要求学生需要更多的知识面，比如计算机、通信及较高的数学知识。这些知识虽然在基础课有所学习，但并没有相关的应用。因此，如何将上述相关知识应用到保护原理中，这对学生又是一个问题，所以笔者在教学过程中，主要强调保护的结构及逻辑关系，并对常用算法进行推导分析，引导学生进行数学理论的应用，注重微机保护模块的学习。

2）继电保护相关课程内容的改革。与继电保护的相关教材有 《继电保护原理》、《微机保护原理》、《变电站综合自动化系统》、《自动装置》，这几门功课的内容重复和交叉，比如在《变电站综合自动化系统》这门课中，涉及到微机保护的数据采集单元，微机保护的相关算法单元，这些内容又与《微机保护原理》的数据采集单元及保护原理相重叠。这几门课程如果独立开设，既耗费了很多学时，又不利于学生理解这些课程的相互关系和相关课程整体意识的构建，所以应统筹考虑和选取教学内容，以适合工作岗位的需要，对继电保护密切相关的课程在教学内容上，课时上尝试进行大幅度地整合。

（3）实验的改革。本科“继电保护”教学必须与工程实践结合紧密。继电保护是比较难学的课程，其原因在于继电保护技术涉及到电力系统的运行、稳定、安全以及一、二次设备的技术细节，同时，其本身也是一门包含高深理论和最新科技的工程技术学科。作为一门实践性很强的学科，继电保护的实验教学尤其重要，它是“电力系统继电保护原理”课程教学工作的重要组成部分。通过实验教学，不仅可以让学生更好地理解理论教学的内容，而且可以让学生掌握必要的工程技术、测试方法、先进设备和学科的基本研究方法，同时还可以培养学生的科学素养、实验技能和创造性，所以必须要重视教学实验环节。

1）实验室的建设更新。目前传统继电保护以继电器为主的继电保护实验室一般都已具备，通过传统实验可以使学生通过实际的保护二次接线的训练，清晰直观地观察保护动作过程和现象。此外在保护实验中可灵活模拟各种二次接线错误，然后让学生根据错误结果分析原因，培养和锻炼学生的分析能力；还可让学生按实验要求自己设计实验方案、接线、调试实验，使他们的动手能力得到提高。对于初学者来说，通过对常规保护的电气接线、工作原理、动作过程的学习，也为理解微机保护和做好微机保护实验打下良好的基础。另一种就是加强微机保护实验室建设。由于微机保护的接线少，信号质量相对较高，操作过程也相对简单，可以设计内容不同、形式多样的实验内容对学生进行专门训练，使学生较好地掌握保护测试技能、对滤波及保护算法进行初步的设计，甚至对自己设计的保护方案调试等。

2）改革实验教学的要求和方法。作为工科院校的本科生，工程实践能力是其基本素质，也是社会的基本要求。完善实验环节，积极推进实验教学环节的改革[5]。对于本科继电保护的教学采用任务驱动法，在实践过程中，可以按照电网施工的流程，将一些简单实际的小型工程全程照搬入实验室，老师提供相关的图纸资料，学生们几人一组，按照任务要求，进行保护的施工安装，调试，对保护出现的故障进行分析查找，完成所调试设备的实验报告，进一步提高学生的分析解决实际问题的能力，这就要求学生具备较强的二次识图能力。另一方面，由于微机保护装置功能强大，它能满足众多实验内容的需要。

（4）考评的改革。考评是检验学生对知识学习和应用掌握一个重要环节，不同的考评制度可以检验出学生学习过程中的不同能力，因此，要促使学生学好知识，掌握原理，学会应用，需要老师设计好不同的考评方案。考核评价体系的改革要立足于正确引导学生在打好坚实理论基础的基础上，培养和提高分析问题与解决问题的能力，鼓励学生发挥创新思维和创新能力[6]。从基础理论知识的掌握、专业技能的运用、设计性实验及综合性实验的实施等多方面进行综合考核，加大实验环节的考评比例，从制度上鼓励学生进行发散思维、求异思维的培养。传统考评往往是采用闭卷考试方式，这种方式有它的优点和公证性，但不能很好检验学生动手能力和应用继电保护原理知识去解决实际问题的能力。对于原理性内容学习采用传统闭卷考试，解决问题和分析问题能力采用具体实作考评。对于新原理的学习认识采用小论文形式拓展，最后分别设计一个系数求和，完成对一个学生的综合评价。

三、课程改革的结果分析

任何一项改革，最终要经过实践检验，当然教育实践的检验有其特殊性，它是一个长期的复杂的过程。笔者在学校教改立项的支助下，对电气2008级的电气工程的4个班中的其中两个班的继电保护进行了课程内容教学改革，从上课的效果上看，学生上课活跃程度增加，学生对继电保护原理的理解增强，对微机保护设备的认识和实践能手动力大大提高，在课程结束后，请具有现场丰富经验的继电保护工件者根据目前现场对继电保护工作人员理论知识和基本技能进行出题测试，最后测试结果成绩分析为两组，见表1、表2。

通过表1及表2的对比，可以明显反映出改革前与改革后的成绩的变化，通过对比和对学生的问卷调查，学生相对更喜欢改革后的教学方式。这也说明了这次课程内容调整和教学方式改革是比较成功的。

四、结论

大学的教育是培养高素质人才的一个重要阶段。优化的教学内容，多样的教学方式，合理的实践是培养学生掌握基本原理，引导学生开拓创新及具有一定分析与解决问题能力重要环节。对继电保护教学内容和方法的改革，经过验证是可行的。

参考文献：

[1]许建安.电力系统微机继电保护(第2版)[M].北京:水利电力出版社,2008.

[2]蒋先国.高速铁路四电系统集成[M].成都:西南交通大学出版社,2010.

[3]罗士萍,顾艳.从保护的微机化浅析继电保护课程内容的调整[J].南京工程学院学报(社会科学版),2004,(2).

[4]田有文,孙国凯,周启龙.突出继电保护教学中学生的创新能力培养[J].沈阳农业的大学学报,2005,(1).