“电力系统继电保护原理”课程教学改革分析

摘要：在“电力系统继电保护原理”课程教学改革的实践中，针对课时少，时间紧的问题，从课堂教学方法、作业布置方法、考试方法等方面进行了改革和实践，提高了学生的创造能力、分析和解决问题的能力。

关键词：电力系统；继电保护；一次系统

作者简介：张如义（1973-），男，黑龙江伊春人，嘉兴学院南湖学院电气装备及其自动化研究所，助教。（浙江?嘉兴?314001）

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）20-0041-02

“电力系统继电保护原理”属于专业必修课之一，该课程的授课对象是电气工程及自动化专业的学生，其教学任务是使学生掌握电力系统继电保护的工作原理和各类继电保护整定计算原则，为学生毕业后从事电力系统的设计、运行、维护等工作打下一定的理论与技术基础。该课程通过课堂讲授、课后自学、课堂讨论、习题、实验等基本教学手法使学生掌握各类电力系统继电保护的工作原理、构成、整定计算等知识，了解典型的继电保护装置；培养学生分析和解决继电保护运行中可能出现的各种问题的能力。为了更好地达到教学目的，各学校对继电保护课程教学进行了一定程度的教学改革，[1-2]本文针对教学过程中的问题提出了一些改革措施。

一、教学中存在的问题

1.课上学时少，课下学习时间少

“电力系统继电保护原理”属于专业模块课，理论课时为32学时，实验课时为8学时，相对来说学时少。该课程在大三下半学期或大四上半学期开设，学生此时因为找工作、做毕业设计和毕业实习以及修第二课堂学分而精力比较分散，上课不能满勤。因此教师要对该课程内容做精简化处理，争取有较高的课堂效率。

2.实践量不够，动手机会少，动手愿望低，实践深度受限制

尽管学校为学生提供了实习机会，但这些实习大多是参观式的，学生没有操作经验；企业很少让学生实际操作，因为这样容易影响生产，而且会造成安全事故。实验课也是模拟系统的继电保护，结合仿真电路，学生认识到的电气方面的知识明显不足。另外有的学生毕业后不想从事本专业的工作，对课程也不感兴趣。

二、改革“电力系统继电保护原理”课程所采取的措施

1.讲课突出重点，不必求多求全，让学生听懂为目的

以教学大纲为基本依据，制定教学计划，在实际教学中，把握原则性，又不失灵活性，使教有所思，教有所改，为下个阶段的大纲修订做好准备。在主要问题推导的关键处，适时地将基本且重要的环节对学生进行提问。在课上学时允许的前提下，立即给学生少量时间消化刚讲过的内容，并提问以加强和确认。例如在讲授单侧电源电路的三段式电流保护时，对第Ｉ段的整定，让学生看图（如图1所示）思考理想状况下，一点短路应该跳哪个断路器，然后引入矛盾，说明理想状态不能实现，学生会对这一整定原则加深印象。又如在讲到后备保护时，让学生思考上一级可以做下一级的远后备，下一级反过来能不能做上一级的远后备。继电器是继电保护的执行部件，是看得见摸得着的具体部分，可以先向学生演示继电器触点吸合与释放的过程，再说明是因为电力系统故障而由逻辑环节决定它应该的动作，促使学生动脑思考问题，增强了教师和学生之间的互动，同时也培养了学生学习继电保护原理课程的兴趣。[3]

2.穿插二次回路的相关内容进行讲解

二次回路是对一次设备监控、测量、调节和保护的设备，二次设备及其相连接的线路组成二次回路。如果没有二次回路，一次系统在很多重要方面都没法保证效果，例如运行的安全性、稳定性、可靠性和经济性。电力系统运行的一个基本要求就是要安全稳定，二次回路是保证电力系统一次回路安全稳定运行必不可少的部分。传统的授课计划一般是把继电保护内容全部放在二次回路的前面讲，但是因为二者在实际工作过程中联系密切，可以把二次回路的相关内容放在继电保护之前讲解。说明二次回路和继电保护的关系，继电保护是二次回路的一部分，因为继电保护设备的系统性、继电保护理论发展的相对完善性以及继电保护系统的特殊重要性，所以继电保护原理课程独立于二次回路课程专门开设。典型的与继电保护相关的二次回路部分，例如：互感器是电力系统一次侧和二次侧的联系器件，继电保护的测量参数是由互感器二次侧引入的。又如跳闸回路，以单侧电源电路的三段式电流保护为例，在讲述了整定过程之后，做一个动作过程的演示，继电保护教材上只用跳闸线圈和辅助触点表示断路器，使学生感觉不具体。这时候把断路器的分、合闸回路（如图2所示）介绍一下，有明显的具体化效果。[4] 二次回路课程的内容具体、偏重于实际操作，相对于继电保护原理课程来说容易引起学生的学生兴趣。把继电保护和二次回路联系起来讲解，进一步增强师生课堂互动，使学生变被动接受为主动探索。

3.“继电保护原理”和“微机继电保护”区分开

“微机保护原理”和“继电保护原理”在大多数高校的电气工程及其自动化专业被作为两门课程分开讲授，“继电保护原理”的学习可以为“微机保护原理”课程打下基础，“微机保护原理”是“继电保护原理”的具体实现，但不是“继电保护原理”的主要内容。“继电保护原理”课程的目的是使学生掌握继电保护原理，在讲课过程中只宜于适当地、少量地引入微机保护方面的知识，而且要限于对微机保护基本框架的了解。如果过多地引入微机保护方面的知识，会使学生觉得重点不明确，不知道该不该掌握微机保护，分散了精力，又难以听懂。引入微机保护的本意是为了拓展学生的知识面，但是如果把握不好尺度，结果不仅降低了学习兴趣，还影响了对继电保护原理本身的学生效果。

4.和一次系统的内容多取得联系

“电力系统继电保护原理”课程主要分析电力系统各部分（包括发电、输电、变电和用电设备）在各种故障或不正常运行状态下继电保护装置的动作原理，与一次系统的联系密切，继电保护装置动不动作、如何动作都取决于一次系统的运行状况，所以要结合一次系统知识，说明一次系统的变化情况和计算方法，才能更有利于理解继电保护装置的动作逻辑，增加具体感，减少抽象理论的乏味感，更好地掌握继电保护原理。例如在讲解线路三段式电流保护时，说明短路的几种类型，在不同点和不同类型的短路情况下，短路电流大小的比较，让学生先思考明确在短路点远离电源时的短路电流高于短路点靠近电源时的短路电流。

5.作业不必严格按照教材的习题布置，可按照课上讲授的内容自编作业或对教材习题改编

作业布置是一项重要的教学内容。布置什么样的作业，学生完成得如何，直接反映了学生的掌握情况，关系到教学效果的好坏。要想取得良好的教学效果，只在课堂上讲好课是不够的。对于如何布置作业，应引起足够的重视。教材编著者是依据自身情况，顾及使用教材的全体教师编写教材的。具体落实到每个教材使用者，应该根据自身情况，安排讲课内容和筛选适合本学校、本学科状况的侧重点来讲解。这样课上所讲的不包括教材的全部内容，而且有特有的侧重点。如果作业还按照教材的习题布置，就会使学生感到迷惑，对怎么做作业无从下手，以至于产生排斥、倦怠的心理。例如对绪论的讲解，先是讲了三道习题，然后让学生理解记忆十分钟，最后抽查提问。结果是多数学生在课堂上就完成了作业，提高了作业完成的效率和质量。

以下是对绪论部分编写的三道作业题：什么是继电保护装置；继电保护装置应该满足哪几个基本特性，各自的含义是什么；继电保护装置的三个组成环节是什么，各起什么作用。

6.优化试卷

试卷是学生对本课程学习效果的反应，一份好的试卷能体现教师的讲课情况、学生付出的时间和精力的情况，是教学方法和教学效果如何的一种检测方式。从试卷的成绩分布情况、各类题型的解答情况以及各章节内容的掌握情况，教师可以反思原因，总结经验，以利于在下次授课中做出相应的改进。对试卷的难易、深浅和范围都要有适度的把握。相应于上课内容的调整，对试卷结构和题型做优化处理，增加能启发学生独立思考的题型。

三、教学改革前后教学效果的比较（见表1）

针对实践方面的不足，依靠现有的实验设备和实习条件，尽量做到对继电保护基本部分能认识实物，明白原理，熟悉操作，做到继电保护知识在电气工程及其自动化专业学生中的普及。部分学生毕业后到变电站或发电厂从事与继电保护相关的工作，他们可以在企业的环境中再深入接触继电保护操作，在设备的实物化和指导的专业化方面都能有所提。[5]

参考文献：

[1]何瑞文,陈少华.关于现代电力系统的继电保护课程教学改革与建设[J].电气电子教学学报,2004,(3):21-22.

[2]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].沈阳农业大学学报(社会科学版),2005,(1):93-94.

[3]张保会,尹项根.电力系统继电保护[M].北京:中国电力出版社,2010.

[4]何永华.发电厂及变电站的二次回路[M].北京:中国电力出版社,

2007.

[5]梁志坚,王辑祥,等.对改进继电保护实验教学环节的思考[J].中国电力教育,2008,(7):93-94.

（责任编辑：宋秀丽）