電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)教學(xué)大綱

電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)教學(xué)大綱課程中文名稱：電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)課程英文名稱：MicrocomputerRelayProtectionofPowerSystem課程編號(hào)：204T0577學(xué)分：1學(xué)時(shí)：16先修課程：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用、電力系統(tǒng)信號(hào)分析與處理、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)適用專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化（輸電線路工程方向）課程類別：專業(yè)拓展課/選修使用教材：《微型機(jī)繼電保護(hù)基礎(chǔ)》（第四版）楊奇遜、黃少峰編著中國(guó)電力出版社2013開(kāi)課單位：電氣與新能源學(xué)院課程簡(jiǎn)介：“電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)”重點(diǎn)介紹了如何用微型機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)功能的各種基本方法，包括微機(jī)保護(hù)的硬件原理、數(shù)字濾波器、微機(jī)保護(hù)的算法、提高微機(jī)保護(hù)可靠性的措施和微機(jī)保護(hù)程序流程等。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生掌握微機(jī)保護(hù)原理及技術(shù)，為學(xué)生畢業(yè)后從事變電站綜合自動(dòng)化、微機(jī)保護(hù)的工作和繼電保護(hù)相關(guān)科學(xué)研究打下必要的理論基礎(chǔ)。一、課程性質(zhì)本課程是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)和電氣工程及其自動(dòng)化（輸電線路工程方向）專業(yè)的專業(yè)拓展選修課程。微機(jī)保護(hù)是指將微型機(jī)、微控制器等器件作為核心部件并與繼電保護(hù)原理結(jié)合構(gòu)成的微型機(jī)繼電保護(hù)裝置，微機(jī)保護(hù)在電力系統(tǒng)中得到了迅速的推廣和應(yīng)用。學(xué)習(xí)這門課程有利于學(xué)生掌握微機(jī)保護(hù)裝置的基本構(gòu)成和原理，為學(xué)生畢業(yè)后從事變電站綜合自動(dòng)化、微機(jī)保護(hù)的工作和繼電保護(hù)相關(guān)科學(xué)研究打下必要的理論基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)：課程目標(biāo)1：通過(guò)課程學(xué)習(xí)，掌握微機(jī)保護(hù)的硬件構(gòu)成和程序流程。課程目標(biāo)2：通過(guò)課程學(xué)習(xí)，了解數(shù)字濾波器的類型和設(shè)計(jì)方法，并能選取恰當(dāng)?shù)姆椒ㄔO(shè)計(jì)微機(jī)保護(hù)所需要的數(shù)字濾波器。課程目標(biāo)3：通過(guò)課程學(xué)習(xí)，掌握微機(jī)保護(hù)中常用的、實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)不同功能的算法。三、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系1.工程知識(shí)指標(biāo)點(diǎn)1.4：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程科學(xué)的知識(shí)和數(shù)學(xué)模型方法用于電力系統(tǒng)專業(yè)工程問(wèn)題解決方案的比較與綜合。課程目標(biāo)22.問(wèn)題分析指標(biāo)點(diǎn)2.3：能認(rèn)識(shí)到解決電力系統(tǒng)工程問(wèn)題有多種方案可選擇，會(huì)通過(guò)文獻(xiàn)研究尋求可替代的解決方案。課程目標(biāo)33.設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案指標(biāo)點(diǎn)3.1：掌握電力系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)全周期、全流程的基本設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)方法和技術(shù)，了解影響設(shè)計(jì)目標(biāo)和技術(shù)方案的各種因素。課程目標(biāo)1四、教學(xué)內(nèi)容及要求第一章微機(jī)保護(hù)的硬件原理1.教學(xué)內(nèi)容：了解微機(jī)保護(hù)的定義，DSP技術(shù)的應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)化硬件電路，硬件技術(shù)的展望，掌握數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，開(kāi)關(guān)量輸入及輸出回路。2.重點(diǎn)難點(diǎn)：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、開(kāi)關(guān)量輸入及輸出回路3.課程思政融入點(diǎn)：從我國(guó)微機(jī)保護(hù)的發(fā)展與推廣，與發(fā)達(dá)國(guó)家相關(guān)產(chǎn)業(yè)對(duì)比，培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷和奮發(fā)圖強(qiáng)的精神4.考核要點(diǎn)：兩種不同類型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構(gòu)成、開(kāi)關(guān)量輸入和輸出信號(hào)類型5.教學(xué)方法：講授、雨課堂及多媒體教學(xué)、課堂討論、課外作業(yè)6.作業(yè)安排：查閱資料了解繼電保護(hù)裝置發(fā)展過(guò)程、分析微機(jī)保護(hù)相對(duì)傳統(tǒng)繼電保護(hù)的優(yōu)勢(shì)第二章數(shù)字濾波器1.教學(xué)內(nèi)容：了解連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的頻率特性和沖激響應(yīng)，離散時(shí)間信號(hào)的頻譜，Z變換，離散時(shí)間系統(tǒng)的單位沖擊相應(yīng)和頻率特性，非遞歸型數(shù)字濾波器，遞歸型數(shù)字濾波器，掌握零、極點(diǎn)法設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器，數(shù)字濾波器型式的選擇。2.重點(diǎn)難點(diǎn)：零、極點(diǎn)法設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器3.課程思政融入點(diǎn)：結(jié)合電力系統(tǒng)生產(chǎn)需求設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器的教學(xué)過(guò)程中，引入在實(shí)際工作中應(yīng)努力探索未知，培養(yǎng)學(xué)生追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感。4.考核要點(diǎn)：零、極點(diǎn)法設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器5.教學(xué)方法：講授、雨課堂及多媒體教學(xué)、課堂討論、課外作業(yè)6.作業(yè)安排：利用零、極點(diǎn)法分別設(shè)計(jì)高壓輸電線路保護(hù)、制動(dòng)特性變壓器差動(dòng)保護(hù)和發(fā)電機(jī)定子繞組接地保護(hù)所需的數(shù)字濾波器第三章微機(jī)保護(hù)的算法1.教學(xué)內(nèi)容：了解假定輸入量為正弦量的算法，突變量電流算法，傅里葉級(jí)數(shù)算法，最小二乘方算法，算法的動(dòng)態(tài)特性，算法的選擇，掌握選相方法，R-L模型算法，故障分量阻抗繼電器，阻抗繼電器的補(bǔ)償系數(shù)與按相補(bǔ)償，減小過(guò)渡電阻影響的方法。2.重點(diǎn)難點(diǎn)：了選相方法、R-L模型算法、故障分量阻抗繼電器、減小過(guò)渡電阻影響的方法3.課程思政融入點(diǎn)：以微機(jī)保護(hù)為尋求更快速更準(zhǔn)確計(jì)算高壓線路保護(hù)所需要的信息為例，介紹各種算法的發(fā)展和改進(jìn)，強(qiáng)化學(xué)生工程倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國(guó)工匠精神，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)。4.考核要點(diǎn)：選相算法、R-L模型算法、減小過(guò)渡電阻影響的方法5.教學(xué)方法：講授、雨課堂及多媒體教學(xué)、課堂討論、課外作業(yè)6.作業(yè)安排：利用仿真軟件編寫相關(guān)微機(jī)保護(hù)算法程序。第四章提高微機(jī)保護(hù)可靠性的措施1.教學(xué)內(nèi)容：掌握干擾源和串入微機(jī)弱電系統(tǒng)的途徑，抗干擾措施，了解自動(dòng)檢測(cè)，多重化和容錯(cuò)技術(shù)、電磁兼容。2.重點(diǎn)難點(diǎn)：干擾源和串入微機(jī)弱電系統(tǒng)的途徑、抗干擾措施3.課程思政融入點(diǎn)：從實(shí)際電力系統(tǒng)中微機(jī)保護(hù)裝置可能面對(duì)的多種干擾源，可能導(dǎo)致微機(jī)保護(hù)工作出錯(cuò)從而對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)產(chǎn)生危害的后果，提高學(xué)生正確認(rèn)識(shí)、分析和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的科學(xué)精神。4.考核要點(diǎn)：抗干擾措施5.教學(xué)方法：講授、雨課堂及多媒體教學(xué)、課堂討論、課外作業(yè)6.作業(yè)安排：查閱資料尋找實(shí)際生產(chǎn)中微機(jī)保護(hù)裝置的抗干擾的措施。第五章微機(jī)保護(hù)程序流程1.教學(xué)內(nèi)容：了解程序流程的基本結(jié)構(gòu)，掌握電流保護(hù)流程圖，高壓線路保護(hù)流程圖2.重點(diǎn)難點(diǎn)：高壓線路保護(hù)流程圖3.課程思政融入點(diǎn)：以高壓線路保護(hù)流程圖中各環(huán)節(jié)的功能為例，引導(dǎo)學(xué)生掌握微機(jī)保護(hù)程序設(shè)計(jì)的基本設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)方法和技術(shù)，了解影響設(shè)計(jì)目標(biāo)和技術(shù)方案的各種因素，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。4.考核要點(diǎn)：高壓線路保護(hù)流程圖5.教學(xué)方法：講授、雨課堂及多媒體教學(xué)、課堂討論、課外作業(yè)6.作業(yè)安排：查閱微機(jī)保護(hù)裝置生產(chǎn)廠家資料學(xué)習(xí)220kV及以上高壓輸電線路的保護(hù)配置和程序流程。五、教學(xué)內(nèi)容對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系章節(jié)教學(xué)內(nèi)容支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)學(xué)時(shí)分配講課實(shí)驗(yàn)第1章概述、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，開(kāi)關(guān)量輸入及輸出回路，DSP技術(shù)的應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)化硬件電路，硬件技術(shù)的展望3.12第2章連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的頻率特性和沖激響應(yīng)，離散時(shí)間信號(hào)的頻譜，Z變換，離散時(shí)間系統(tǒng)的單位沖擊相應(yīng)和頻率特性，非遞歸型數(shù)字濾波器，遞歸型數(shù)字濾波器，零、極點(diǎn)法設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器，數(shù)字濾波器型式的選擇1.44第3章假定輸入量為正弦量的算法，突變量電流算法，選相方法，傅里葉級(jí)數(shù)算法，R-L模型算法，故障分量阻抗繼電器，阻抗繼電器的補(bǔ)償系數(shù)與按相補(bǔ)償，減小過(guò)渡電阻影響的方法，最小二乘方算法，算法的動(dòng)態(tài)特性，算法的選擇2.36第4章干擾源和串入微機(jī)弱電系統(tǒng)的途徑，抗干擾措施，自動(dòng)檢測(cè)，多重化和容錯(cuò)技術(shù)、電磁兼容3.12第5章程序流程的基本結(jié)構(gòu)，電流保護(hù)流程圖，高壓線路保護(hù)流程圖3.12合計(jì)16六、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)1.課程考核方式：課堂考勤及表現(xiàn)、平時(shí)及作業(yè)、單元測(cè)試、課堂討論和期末考試，期末考試采用開(kāi)卷考試。支撐畢業(yè)要求課程目標(biāo)考核與評(píng)價(jià)方式合計(jì)平時(shí)成績(jī)（40%）期末考試（60%）課堂表現(xiàn)15%課堂討論5%課程作業(yè)15%單元測(cè)試15%開(kāi)卷考試指標(biāo)點(diǎn)1.4課程目標(biāo)2101525指標(biāo)點(diǎn)2.3課程目標(biāo)3203050指標(biāo)點(diǎn)3.1課程目標(biāo)1101525總分占比%40601002.課程成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)考核要求評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)高于預(yù)期達(dá)到預(yù)期低于預(yù)期優(yōu)秀良好合格不合格課程目標(biāo)1：通過(guò)課程學(xué)習(xí)，掌握微機(jī)保護(hù)的硬件構(gòu)成和程序流程。（25分）平時(shí)表現(xiàn)課程作業(yè)單元測(cè)試課堂討論課程考試23-2520-2215-19<15課程目標(biāo)2：通過(guò)課程學(xué)習(xí)，了解數(shù)字濾波器的類型和設(shè)計(jì)方法，并能選取恰當(dāng)?shù)姆椒ㄔO(shè)計(jì)微機(jī)保護(hù)所需要的數(shù)字濾波器。（50分）平時(shí)表現(xiàn)課程作業(yè)單元測(cè)試課堂討論課程考試45-5040-4430-39<30課程目標(biāo)3：通過(guò)課程學(xué)習(xí)，掌握微機(jī)保護(hù)中常用的、實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)不同功能的算法。（25分）平時(shí)表現(xiàn)課程作業(yè)單元測(cè)試課堂討論