電力系統(tǒng)繼電保護(hù)教學(xué)大綱

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)教學(xué)大綱

課程中文名稱(chēng)：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程英文名稱(chēng)：RelayProtectionofPower

System

課程編號(hào)：C1013應(yīng)開(kāi)課學(xué)期：6

學(xué)時(shí)數(shù)：48學(xué)分?jǐn)?shù)：3

適用專(zhuān)業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化課程類(lèi)型：專(zhuān)業(yè)核心課/必修

先修課程：電路原理、電機(jī)學(xué)、電力系統(tǒng)分析、發(fā)電廠電氣部分

一、課程性質(zhì)

《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》課程是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)（拔尖計(jì)劃）必修的專(zhuān)業(yè)核心課

程。本課程主要介紹繼電保護(hù)裝置的基本原理、配置原則、整定計(jì)算方法和數(shù)字式保護(hù)裝置

的基本實(shí)現(xiàn)方法，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)掌握常用繼電器的校驗(yàn)方法。本課程涉及多門(mén)理論基礎(chǔ)課

程和專(zhuān)業(yè)核心課程的綜合運(yùn)用，具有濃厚的工程實(shí)際應(yīng)用背景。

二、課程目標(biāo)

通過(guò)對(duì)該課程的學(xué)習(xí)、研討與探索，使學(xué)生了解電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的研究領(lǐng)域、研究?jī)?nèi)

容、研究方法和實(shí)踐能力及與其它相關(guān)學(xué)科方向的關(guān)系；掌握電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域的基本

概念和術(shù)語(yǔ)；理解線路、發(fā)電機(jī)、變壓器和母線等主要電氣設(shè)備短路故障特征的分析和識(shí)別

方法，具備將繼電保護(hù)配置原則和整定計(jì)算方法應(yīng)用于二程分析和工程實(shí)際能力，為研究生

教育輸送高素質(zhì)生源，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供適應(yīng)能力強(qiáng)的人才。

課程以繼電保護(hù)的基本原理、配置原則和整定計(jì)算方法為核心內(nèi)容。要求理解三段式電

流保護(hù)、方向性電流保護(hù)、零序電流保護(hù)、距離保護(hù)、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、斷路器失靈保井和自

動(dòng)重合閘裝置的基本工作原理，掌握輸電線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)和母線保護(hù)的

配置原則和整定計(jì)算方法；理解繼電保護(hù)基本原理在數(shù)字式保護(hù)裝置中的實(shí)現(xiàn)方法；掌握常

見(jiàn)繼電器的具體調(diào)試和校驗(yàn)方法。能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)中主要電氣設(shè)備繼電保護(hù)裝置的合

理配置和整定計(jì)算。

三、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)安排和基本要求

第一章緒論（2學(xué)時(shí)）

①掌握繼電保護(hù)基本原理及其組成。

②掌握對(duì)繼電保護(hù)的四項(xiàng)基本要求。

重點(diǎn)難點(diǎn)：對(duì)保護(hù)的四項(xiàng)要求及其間的矛盾與統(tǒng)一。

第二章電網(wǎng)的電流保護(hù)和方向性電流保護(hù)（10學(xué)時(shí)）

①理解電流繼電器引作電流、返回電流、返回系數(shù)的概念。

②理解電流保護(hù)的接線方式及其運(yùn)用范圍。

③掌握三段式相間電流保護(hù)和零序電流保護(hù)的配置和整定計(jì)算原則。

④掌握功率方向元仔工作原理和電壓死區(qū)問(wèn)題。

⑤掌握最大、最小運(yùn)行方式下分支系數(shù)的計(jì)算方法。

⑥掌握中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)單相接地故障特征及保護(hù)原理。

重點(diǎn)難點(diǎn)：電流保護(hù)H勺原理和整定計(jì)算，分支系數(shù)的定義和計(jì)算，方向元件的原理和加

裝原則。

第三章電網(wǎng)距離保護(hù)（10學(xué)時(shí)）

①掌握相間和接地阻抗繼電器接線方式的選擇和分析方法。

②掌握?qǐng)A特性、直線特性陽(yáng)抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程及其實(shí)現(xiàn)方法。

③掌握三段式距離俁護(hù)的配置和整定計(jì)算原則。

④掌握距離保護(hù)的三種常見(jiàn)振蕩閉鎖措施。

⑤理解故障類(lèi)型判別的作用和故障選相方法。

⑥理解過(guò)渡電阻、申補(bǔ)電容和非工頻分量對(duì)距離保護(hù)的影響。

⑦理解工頻故障分量距離保護(hù)概念和工作原理。

重點(diǎn)難點(diǎn)：阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程，系統(tǒng)振蕩時(shí)各電氣量的變化規(guī)律及振蕩

閉鎖的措施、距離保護(hù)的整定計(jì)算。

第四章輸電線縱聯(lián)保護(hù)（4學(xué)時(shí)）

①掌握導(dǎo)引線通道、電力線路載波通道、微波通道和光纖通道的工作原理。

②理解線路兩側(cè)電流數(shù)據(jù)同步的方法。

③理解工頻故障分量方向元件的工作原理和特點(diǎn)。

④掌握方向比較式縱聯(lián)保護(hù)在區(qū)內(nèi)外故障時(shí)的動(dòng)作特性分析方法。

⑤理解非全相運(yùn)行、功率倒向和線路分布電容對(duì)方向比較式縱聯(lián)保護(hù)影響。

⑥掌握縱聯(lián)電流（相位）差動(dòng)保護(hù)和的工作原理和整定計(jì)算原則。

⑦理解電流a感器不平衡電流、分布電容電流和負(fù)荷電流對(duì)縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)的影響。

重點(diǎn)難點(diǎn)：輸電線路通路時(shí)兩側(cè)電氣量的故障特征分析，輸電線路縱聯(lián)保護(hù)兩側(cè)信息的

交換，閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)的原理和工作過(guò)程。

第五章自動(dòng)重合閘的（2學(xué)時(shí)）

①理解自動(dòng)重合閘的作用和對(duì)重合閘的基本要求。

②掌握三相一次自幻重合閘構(gòu)成和工作原理

③掌握檢同期自動(dòng)重合閘的同步檢定和無(wú)電壓檢定功能的配合關(guān)系。

④理解重合閘動(dòng)作時(shí)限的影響因素和整定計(jì)算原則。

⑤掌握重合閘前加速保護(hù)和重合閘后加速保護(hù)及其配置原則。

⑥理解單相重合閘工作原理及其與繼電保護(hù)和選用元件的配合關(guān)系。

⑦理解潛供甩流的產(chǎn)生原因及其對(duì)單相重合閘時(shí)限的影響。

重點(diǎn)難點(diǎn)：檢同期重合閘的同步檢定和無(wú)電壓檢定邏輯關(guān)系；重:合閘前加速保護(hù)和后加

速保護(hù)，潛供電流的概念和來(lái)源。

第六章電力變壓器（6學(xué)時(shí)）

①理解變壓器的故陌類(lèi)型和不正常工作狀。

②掌握變壓器縱差均保護(hù)不平衡電流產(chǎn)生原因及其減小方法。

③掌握變壓器縱差到保護(hù)的工作原理和整定計(jì)算原則。

④理解變壓器勵(lì)磁汨流產(chǎn)生機(jī)理及其鑒別方法。

⑤掌握理解變壓器相間短路后備保護(hù)的特點(diǎn)。

?掌握多臺(tái)變壓器封聯(lián)運(yùn)行時(shí)的接地保護(hù)配置原則和跳閘邏輯。

⑦掌握變壓器主保護(hù)和后備保護(hù)的配置原則。

重點(diǎn)難點(diǎn)：變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)，變壓器相間短路的后備保護(hù)，變壓器接地短路佗后備

保護(hù)，變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)的特點(diǎn)及其小平衡電流的分析。

第七章發(fā)電機(jī)保護(hù)16學(xué)時(shí)）

①理解發(fā)電機(jī)的故障類(lèi)型和不正常工作狀。

②掌握發(fā)電機(jī)主保護(hù)和后備保護(hù)的的配置原則。

③掌握定子繞組相間短路的縱差保護(hù)工作原理和整定原則。

④掌握定子繞組匝間短路的橫差保護(hù)工作原理和整定原則。

⑤掌握基于零序電壓和三次諧波電壓的定子繞組單相接地保護(hù)工作原理和整定原則。

⑥掌握定子繞組不對(duì)稱(chēng)短路的負(fù)序電流保護(hù)工作原理和整定原則。

⑦理解發(fā)電機(jī)失磁、失步保護(hù)和勵(lì)磁系統(tǒng)接地保護(hù)工作原理和整定原則。

重點(diǎn)難點(diǎn)：發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的工作原理和整定原則，100%保護(hù)范圍的發(fā)電機(jī)定子接地

保護(hù)工作原理，發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)。

第八章母線保護(hù)的工作原理（4學(xué)時(shí)）

①理解母線保護(hù)的作用和配置原則。

②掌握固定連接母線差動(dòng)保護(hù)的工作原理和整定原則。

③掌握電流比相式母線差動(dòng)保護(hù)的工作原理。

④掌握比率制動(dòng)式母線差動(dòng)保護(hù)的基本判據(jù)和整定原則。

⑤理解電流互感器飽和、母線運(yùn)行方式切換和斷路器接線方式對(duì)母差保護(hù)的影響。

⑥掌握中阻抗母線差動(dòng)保護(hù)和數(shù)字式母線差動(dòng)保護(hù)的抗電流互感器飽和原理。

⑦理解斷路器失靈俁護(hù)的工作原理和動(dòng)作邏輯。

重點(diǎn)難點(diǎn)：幾種常用母線差動(dòng)保護(hù)的工作原理，母線保護(hù)的特殊問(wèn)題及其對(duì)策

第九章數(shù)字式繼電保護(hù)技術(shù)基礎(chǔ)（4學(xué)時(shí)）

①理解數(shù)字式保護(hù)的概念與模擬式保護(hù)裝置的區(qū)別。

②理解微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)硬件構(gòu)成各模塊的功能和原理。

③掌握簡(jiǎn)單數(shù)字涯波器基本原理及其設(shè)計(jì)方法。

④掌握正弦信號(hào)的幅值、相位和功率的數(shù)字式保護(hù)算法。

⑤理解非正弦信號(hào)特征量的全周傅式算法。

⑥掌握啟動(dòng)判據(jù)、相位比較判據(jù)和幅值比較判據(jù)的數(shù)字式保護(hù)算法。

⑦理解數(shù)字式保護(hù)裝置的軟件的基本功能，能夠理解保護(hù)裝置軟件的故障處理流程。

重點(diǎn)難點(diǎn)：數(shù)據(jù)采集與數(shù)字濾波，保護(hù)基本動(dòng)作判據(jù)，數(shù)字式保護(hù)特征量算法。

四、課程的其它教學(xué)環(huán)節(jié)

序號(hào)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)

1、對(duì)保護(hù)的四項(xiàng)基本要求

2、線路相問(wèn)電流保護(hù)的整定計(jì)算

3、線路距離保護(hù)的整定t?算

4、阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程

1平時(shí)作業(yè)0

5、方向比較式縱聯(lián)保護(hù)的動(dòng)作特性

6、變壓器縱差動(dòng)保護(hù)不平衡電流

7、發(fā)電機(jī)主保護(hù)和后備供護(hù)的的配置原則

8、微機(jī)保護(hù)硬件構(gòu)成各模塊的功能和原理

五、教學(xué)方法與手段

本課程教學(xué)主要采用雙語(yǔ)PPT,中文課堂講授，并結(jié)合多媒體教學(xué)、課程作.業(yè)、企業(yè)工

程師參與教學(xué)等教學(xué)方法與手段。

六、推薦教材和教學(xué)參考資源

教材：

1.張保會(huì)尹項(xiàng)根主編.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)（第2版）.北京：中國(guó)電力出版社，20