电力系统继电保护课程教学改革探索

张 涛

(西藏农牧学院电气工程学院，西藏 林芝 860000)

1 引言

电力系统继电保护原理是电气工程专业重要的专业核心课程之一。继电保护装置在电力系统中占有重要的地位，是保证电力系统安全可靠、稳定、高效运行必不可少的重要组成。本课程设置的目标是培养具有一定专业理论知识和实践能力较强的高素质技能型电力人才。本课程涉及前期学习的课程较多，要求学生具备电力系统短路计算、电工、电机学等多门课程的相关知识。课程内容抽象、涉及其他课程知识点较多、概念较难理解，要在有限的学时内讲透彻，具有一定的难度。另外，由于民族区域语言表达意思的差异性，想让学生学懂具有一定的难度，学习压力较大。依靠传统教学方法与教学手段，很难达到现代电力行业对人才培养的要求。结合本课程特点、我院教学现状、课程讲授过程中存在的问题以及民族地区学生的实际情况，对继电保护课程进行改革探索研究。

2 课程特点

本课程理论性与实践性都很强，理论内容抽象复杂，涉及的基础知识广泛，技术更新快，对于理论问题分析能力和数学计算要求较高，如果没有学好之前的基础内容，将造成后期课程的难学、难教，对于电气知识难理解的现象。我院继电保护课程设置为64学时，理论学时54学时，实验10学时。若要补充现代继电保护技术，如RCS-915系列母差保护、RCS-985微机发变组保护等，再加上民族地区语言表达的差异性，学生基础较薄弱，在有限的学时内让学生有效地掌握和了解较多的知识点比较困难。学生学习过程中会感到晦涩难懂。基于上述因素，为了让学生更好地理解、掌握本课程及继电保护技术的前沿发展状况，需要进行课程改革。

3 课程教学存在的问题

3.1 教学大纲和教材无法适应实际生产需要

我院采用的是贺家李等编著的电力系统继电保护原理(第四版)作为主讲教材，教材中涉及较多落后的保护装置原理，如功率方向死区及消除死区的方法、电流保护接线方式及原理展开图等，这些保护技术早已淘汰。目前，已发展为微机保护，而教材内容严重落后于实际生产，这对学生掌握现代技术、提高学生专业能力和综合素质非常不利。

此外，还有一些保护原理因技术落后、元件可靠性差正逐渐被淘汰，如导引线纵联保护原理，由于其构成复杂、可靠性低，难以适应复杂的电力网络运行要求，已逐步被光纤差动保护取代，该内容在授课中占有大量学时。目前，光纤差动保护已广泛应用于超高压系统、高压及配网系统。显然，目前的教材内容已远远不能满足实际生产需要。

3.2 教学方法过于单一

授课过程中大多以传统教学方法为主，以教师为主体，学生顺着教师的思路学习，学生的学习活动都围绕着教师进行，被动地接受知识，知识量大，对于知识的理解掌握不够深入。教师只注重理论的讲授，没有实物予以展示，讲述过程枯燥无味，且学生没有做笔记的习惯，随着时间的推移，逐渐遗忘，导致跟不上后期的学习，逐渐失去学习的兴趣，严重影响了学生的积极性和创新思维，难以在实际中活用所学知识。学生一旦碰到问题就缩手缩脚，很难运用所学知识解决问题。

3.3 学生基础知识参差不齐，学习成绩差异较大

电力系统继电保护原理是电气工程及其自动化专业的专业课程，具有理论水平高、实践性强、涉及知识面广、知识更新快的特点。不但要求学生学好前期课程，还要及时关注最新技术，以此，要很好掌握这门课程具有一定的难度。同时，本课程还需掌握数学、电机学、电力系统分析、发电厂电气部分等课程。由于我院生源差异性较大，大多数学生基础知识薄弱，加上语言表达理解存在差异，对专业课程的概念理解模糊不清，更难将各学科知识之间的关联弄明白，学生学习难度大。此外，一些区外生源基础较好，他们认为所讲的知识比较简单，缺乏挑战性，授课时不愿意去听，这导致考试成绩两极分化，学生失去学习信心，也不愿学习，感到枯燥难学。

3.4 实践学习少，缺少工程实践

本课程设置了10学时的实验课，实验仪器较少，学生没有机会进行单独操作，大多数只是旁观，只有一两个学生进行实验操作，难以真正掌握知识点。此外，缺少工程实践，例如，课程结束后带学生参观学习电站，了解实际电站的保护原理、结构；调试环节按照安全规程，让学生自己实践操作。缺少实践工程操作条件，难以增强学生的工程意识。

4 结合民族地区高校实际的教学改革

4.1 摒弃落后章节内容，紧密结合工程实例

为了提高教学效果、更好地让学生跟上技术更新的脚步，了解最前沿技术发展，在理论教学部分，应逐渐摒弃一部分落后技术的章节内容。对本地广泛调研，根据市场和企业对人才的要求，及时调整课程内容，适当增加工程实际案例，例如，线路差动保护中介绍RCS-931系列光纤差动保护装置的构成及原理，让学生独立分析，将教、学、做融为一体，提高学生分析问题和独立解决问题的能力，从而更好地培养学生的专业素质和能力。

4.2 加强实践环节，提高学生综合运用能力

实践教学是高校教学中的重要环节，高校对学生的实践能力和综合素质要求也越来越高，本课程更是与实践联系紧密。实验教学中，增加实验学时，增加一些综合性内容，将实验室每周在固定时间开放，争取让每位学生都能独立做一遍。课程设计应编写多样性的设计题目，将课程中抽象的理论内容融入实践中，增强学生对知识的理解深度，培养学生独立思考的能力。引入MATLAB/SIMULINK计算机仿真环节，对实际生产中的工程实例进行仿真计算，让学生更为直观地认识这门课程。引入电力系统分析综合程序(PSASP)软件，将电力系统分析与继电保护整合为一门综合设计，把前期所学知识很好地贯穿起来，让学生建立一个更清晰的电力系统网络，将抽象化为具体。

安排为期一周的电厂参观实习，让学生从发电、变电、输电、配电、用电各个环节来认识电力系统，了解继电保护装置的发展状况，学习保护装置的的实际操作，以及系统故障的波形变化和故障原因分析。

4.3 采用多样化教学手段，提高教学效果

第一，将现代化的教学手段与板书相结合。多媒体能够生动进行文字、声音、图像动态的演示和播放，将抽象内容形象化，内容丰富，信息量大，节约时间，大大地提高了课时利用率。可运用多媒体创设情境教学，更好地调动学生思考问题的积极性和主动性，加深学生认知。教学过程中，结合板书，让学生做好笔记，学生可以从板书中捋出本节课所讲的重难点内容，便于课后查阅资料进一步理解消化。

第二，对比式教学法。讲解电流、电压、差动保护时，与电力系统正常运行时的特征进行对比，讲授各自的保护原理；讲解变压器保护学习时，与发电机的保护讲解学习方法对比；讲解系统振荡时，与短路时的特征进行对比。通过对比教学，找出它们之间的共性和个性，联系与区别，从而充分展示各元件的保护原理。

第三，启发-引导式课堂教学。该方法主要是从激发学生学习兴趣，鼓励学生提出问题、思考问题，引导学生解决问题入手，让学生轻松愉快地掌握知识。这样学生不仅不会觉得理论知识枯燥无味，还会变得热爱这门课程，从而改变教师灌输式、填鸭式教学模式，使学生变为课堂的主体，加强与学生的互动。

第四，讨论式教学法。授课过程中，可以提出某一问题或知识点，让学生进行讨论。教师应及时鼓励积极发言的学生，要给予不善表达或性格内向的学生发言的机会，促进学生动脑思考。讲授新的内容时，教师应和学生讨论新知识点与前面学过的内容有什么样的联系与区别，一方面加深对旧知识点的理解，另一方面使学生对新知识点有一定的初步了解，使学生加深印象，温故而知新。

第五，项目式教学方法。结合项目式教学方法，充分利用该方法的特点，积极探索适合我院生源差异性的教学方法，用项目对能力进行反复实训，实现课程教学一体化设计。实现三个转变，即以教师为中心转变为以学生为中心，以课本为中心转变为以项目为中心，以课堂为中心转变为以工作过程为中心。通过该方法的实施，培养学生的团队协作能力，充实教学内容。这样不仅可以调动学生的学习兴趣，还可以让学生牢固掌握本课程的核心内容。

5 结语

继电保护原理不断更新发展，教学内容与方法也应逐步改革与探索。我院对电力系统继电保护原理课程改革进行了积极的探索，经过三年的教学实践，逐渐改变了传统的教学模式，充分利用现代教学手段和教学设备，较好地提高了学生的学习兴趣和动手能力。通过实践教学环节看出，大多数学生较好地掌握了本课程的理论要求，能够做到学与用的结合。

教学改革是一项实实在在的教学质量系统工程，需要不断探索尝试。我院将不断进行教学探索，建立适合民族地区的人才培养模式，推动教育水平提升，提高教学效果和学生的综合素质，满足民族地区电类及其他领域的人才需要，真正使学生做到学以致用。