论文部分内容阅读
摘要：“电力系统继电保护原理”是电气工程自动化专业的主干专业课程，是一门理论与实践并重的专业课，也是反映新技术發展最敏锐、综合性很强的学科。其教学质量的好坏关系到学院的教学质量，关系到电力专业人才培养的质量。仅从课堂教学的具体实施出发，探讨如何通过课堂教学的有效组织和实施提高学生对继电保护专业知识学习的主动性、积极性和求知欲，为培养电力专业技能型、应用型、研究型、创新型的各类人才打下基础。
关键词：继电保护；教学方法；教学质量；研究
作者简介：杨兰（1962-），女，湖南岳阳人，长沙理工大学电气与信息工程学院，副教授；杨廷方（1975-），男，湖南吉首人，长沙理工大学电气与信息工程学院，副教授。（湖南 长沙 410004）
基金项目：本文系2011年长沙理工大学教改项目（项目编号：JG1117）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）08-0024-01
“电力系统继电保护原理”是高等学校电气工程及其自动化专业一门很重要的专业课程，它以各电专业基础课为基础，与多门电专业课知识紧密相关。继电保护技术强调理论与实践并重，是反映新技术发展最敏锐、综合性很强的学科。继电保护知识系统地、有效地学习对培养电力专业技能型、应用型、研究型、创新型的各类人才有着极为重要的作用。随着计算机与电子技术的飞速发展，继电保护新技术、新原理、新装置不断出现，面对继电保护理论与技术日新月异的今天，如何对继电保护课程的教学内容进行优化组合，如何用现代教育技术提高教学效率和教学质量，以在有限的课堂教学时间内既能让学生很好地掌握电力系统继电保护中最重要、最复杂、较难学习的专业各知识点，并获得应用所学知识进行综合分析问题、解决问题的能力，又能使学生及时了解继电保护新技术的发展动态，是培养竞争力强的优秀人才的重要环节。
基于继电保护的重要性，人们对继电保护专业课教研教改的研究很多，[1-7]但大都是从教学模式、课程体系、教学手段、课群优化等大的框架进行探讨。如文献[1]从教材的选择、教学内容、实验教学、教学方法和教学手段等几个方面对继电保护课程的教学改革进行了探讨；文献[3]强调了继电保护课群的优化建设对继电保护知识系统学习的重要性；文献[4]介绍了JiTT在继电保护课程教学中的应用；文献[6]则分析了如何将系统论和信息论的知识运用于继电保护教学中。本文仅从课堂教学的具体实施出发，探讨如何通过课堂教学提高学生对继电保护学习的主动性、积极性和求知欲。
一、充分调动学生学习的主动性和积极性，激发学生对继电保护的求知欲
继电保护第一次课的教学效果对调动学生学习继电保护专业课的主动性和积极性有着很重要的作用。要讲好第一次课，教师要充分掌握继电保护的基本理论及新技术知识，要对与本课程相关的电力系统分析、电气设备、自动控制技术等相关的专业课程和专业基础课程充分了解，要对电力系统的事故案例及现场图片充分收集，这样才能高屋建瓴、理论联系实际、生动活泼地在电力系统继电保护的作用、基本原理、基本要求、工作特点及发展趋势等问题的阐述中充分调动学生学习的主动性和积极性。
例如，在讲继电保护作用时一定要把电力系统短路的后果讲透。如故障点的电弧对设备的损坏要用图片展示，对人身的危害要用活生生的事例，这样可教育学生学好专业知识，遵守职业规则，避免事故发生；讲到短路可能破坏电力系统运行的稳定性时，一定要结合功角特性及一些电网崩溃瓦解的实例进行分析，使学生真正理解继电保护在电力系统中的重要作用，并由此简要介绍提高电力系统运行稳定性的一些综合措施，使学生能将继电保护与其他各电专业课知识有机地联系起来。在讲继电保护的基本原理时，要能做到由厚到薄的阐述，并引导学生进行由薄到厚的思考，由此充分激发学生对继电保护知识的探索欲。
二、优化教学内容，并以之引发学生发散性的思维，提高课堂教学效率
继电保护是一门理论与实践并重的专业课，学生普遍感觉起点高、难度大、较难以掌握。课堂教学作为传授知识的载体，一定要在有限的时间内把本课程最基本的知识点、最精髓的理论体系传授给学生，使他们掌握进入继电保护领域的金钥匙，为今后有的放矢地深入发展打下基础。
三段式电流保护是教学的重点。三段式保护是继电保护的精髓所在，通过三段式保护原理的学习使学生了解由单端测量电气量实现的保护方案的优势及局限，为后面复杂保护的教学做好铺垫。为检验学习效果，用一个预设的事故时三段式保护动作的动画案例要求学生根据保护的不同动作行为进行分析，既检验学生对三段式保护的掌握情况又初步训练学生应用所学知识分析问题、解决问题的能力，进一步激发他们的学习动力。
距离保护是教学的难点，阻抗继电器是距离保护的核心元件。为帮助学生理解各种阻抗继电器动作特性，在复数阻抗平面分析的基础上应从距离保护的构成实质上进行深入分析，以帮助学生加强理解。以相位比较式阻抗继电器构成为例，其实质就是用极化电压作为参考来检测补偿电压（保护区末端电压）相位的变化。用线路上某一点电压作极化电压，则动作特
性为一个圆，保护范围为两比较电压点之间的距离（圆的直径），改变极化电压可改变圆的位置，改变比相的动作角度范围可改变圆的形状。当动作角度范围为1800时，动作特性为圆，小于1800时为椭圆，大于1800时为苹果圆。同样也可分析各种直线特性阻抗继电器的构成，并用MATLAB/SIMULINK进行仿真演示，这样能帮助学生掌握并可随心所欲地实现各种动作特性的阻抗继电器，激发他们的创造性。[8]
差动保护是设备的主要保护，也是从元件两端同时测量电气量实现全线速动保护的基础。通过差动基本原理的学习应使学生了解线路差动与变压器差动的异同，各自实现的技术方案特点；了解单端测量与双端测量实现保护的性能比较、各自发展趋势，引发他们对新型行波保护技术发展的关注。
零序保护是电力系统接地故障的主要保护，也是故障分量保护的典范。通过零序保护的学习应使学生了解故障分量保护的优点，建立故障稳态分量和故障暂态分量的概念，了解故障分量的检测及当下研究的热点问题，使他们能将课堂学习与保护的创新发展结合起来，以之作为自己未来发展方向的思考基础。
将上述四大板块作为课堂教学的优化内容讲好、讲深、讲透，并由此引导学生进行发散性的思索，可使课堂教学效率最优化。
三、结语
课堂教学是教学质量系统工程最核心的环节。理论来源于实际，理论高于实际，又可指导实际，这在继电保护领域体现得尤为深刻。因此，继电保护课堂教学质量的好坏关系到学院的教学质量，关系到电力专业人才培养的质量，应把继电保护课堂教学质量的不断提高作为长沙理工大学电气与信息工程学院“电气工程及其自动化”国家特设专业建设的重点之一抓紧抓好。
参考文献：
[1]梁振锋，康小宁，杨军晟.《电力系统继电保护原理》课程教学改革研究[J].电力系统及其自动化学报，2007，19（4）：125-128.
[2]张瑛，王胜辉，梁国艳.《电力系统继电保护》精品课程的研究与实践[J].中国电力教育，2008， （7）：112-113.
[3]梁志坚，李啸嗯.继电保护课群的优化与改进[J].中国电力教育，2008， （7）：114-115.
[4]梁国艳，张瑛，王丽君.继电保护专业课程教学改革实践[J].中国电力教育，2008， （10）：112-113.
[5]刘青，李红梅.基于JiTT的电力系统继电保护课程的教学研究[J].中国电力教育，2007，（7）：80-81.
[6]迟正刚.系统论和信息论在继电保护教学中的应用[J].中国电力教育，2007，（1）：92-94.
[7]刘少海，乔占俊.“实验型”课程教学模式的研究[J].实验室研究与探索，2007，26（5）：90-92.
[8]杨兰，张艳平.距离保护教学法的研究[J].电气电子教学学报，2006，（1）：52-54.
（责任编辑：王祝萍）
关键词：继电保护；教学方法；教学质量；研究
作者简介：杨兰（1962-），女，湖南岳阳人，长沙理工大学电气与信息工程学院，副教授；杨廷方（1975-），男，湖南吉首人，长沙理工大学电气与信息工程学院，副教授。（湖南 长沙 410004）
基金项目：本文系2011年长沙理工大学教改项目（项目编号：JG1117）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）08-0024-01
“电力系统继电保护原理”是高等学校电气工程及其自动化专业一门很重要的专业课程，它以各电专业基础课为基础，与多门电专业课知识紧密相关。继电保护技术强调理论与实践并重，是反映新技术发展最敏锐、综合性很强的学科。继电保护知识系统地、有效地学习对培养电力专业技能型、应用型、研究型、创新型的各类人才有着极为重要的作用。随着计算机与电子技术的飞速发展，继电保护新技术、新原理、新装置不断出现，面对继电保护理论与技术日新月异的今天，如何对继电保护课程的教学内容进行优化组合，如何用现代教育技术提高教学效率和教学质量，以在有限的课堂教学时间内既能让学生很好地掌握电力系统继电保护中最重要、最复杂、较难学习的专业各知识点，并获得应用所学知识进行综合分析问题、解决问题的能力，又能使学生及时了解继电保护新技术的发展动态，是培养竞争力强的优秀人才的重要环节。
基于继电保护的重要性，人们对继电保护专业课教研教改的研究很多，[1-7]但大都是从教学模式、课程体系、教学手段、课群优化等大的框架进行探讨。如文献[1]从教材的选择、教学内容、实验教学、教学方法和教学手段等几个方面对继电保护课程的教学改革进行了探讨；文献[3]强调了继电保护课群的优化建设对继电保护知识系统学习的重要性；文献[4]介绍了JiTT在继电保护课程教学中的应用；文献[6]则分析了如何将系统论和信息论的知识运用于继电保护教学中。本文仅从课堂教学的具体实施出发，探讨如何通过课堂教学提高学生对继电保护学习的主动性、积极性和求知欲。
一、充分调动学生学习的主动性和积极性，激发学生对继电保护的求知欲
继电保护第一次课的教学效果对调动学生学习继电保护专业课的主动性和积极性有着很重要的作用。要讲好第一次课，教师要充分掌握继电保护的基本理论及新技术知识，要对与本课程相关的电力系统分析、电气设备、自动控制技术等相关的专业课程和专业基础课程充分了解，要对电力系统的事故案例及现场图片充分收集，这样才能高屋建瓴、理论联系实际、生动活泼地在电力系统继电保护的作用、基本原理、基本要求、工作特点及发展趋势等问题的阐述中充分调动学生学习的主动性和积极性。
例如，在讲继电保护作用时一定要把电力系统短路的后果讲透。如故障点的电弧对设备的损坏要用图片展示，对人身的危害要用活生生的事例，这样可教育学生学好专业知识，遵守职业规则，避免事故发生；讲到短路可能破坏电力系统运行的稳定性时，一定要结合功角特性及一些电网崩溃瓦解的实例进行分析，使学生真正理解继电保护在电力系统中的重要作用，并由此简要介绍提高电力系统运行稳定性的一些综合措施，使学生能将继电保护与其他各电专业课知识有机地联系起来。在讲继电保护的基本原理时，要能做到由厚到薄的阐述，并引导学生进行由薄到厚的思考，由此充分激发学生对继电保护知识的探索欲。
二、优化教学内容，并以之引发学生发散性的思维，提高课堂教学效率
继电保护是一门理论与实践并重的专业课，学生普遍感觉起点高、难度大、较难以掌握。课堂教学作为传授知识的载体，一定要在有限的时间内把本课程最基本的知识点、最精髓的理论体系传授给学生，使他们掌握进入继电保护领域的金钥匙，为今后有的放矢地深入发展打下基础。
三段式电流保护是教学的重点。三段式保护是继电保护的精髓所在，通过三段式保护原理的学习使学生了解由单端测量电气量实现的保护方案的优势及局限，为后面复杂保护的教学做好铺垫。为检验学习效果，用一个预设的事故时三段式保护动作的动画案例要求学生根据保护的不同动作行为进行分析，既检验学生对三段式保护的掌握情况又初步训练学生应用所学知识分析问题、解决问题的能力，进一步激发他们的学习动力。
距离保护是教学的难点，阻抗继电器是距离保护的核心元件。为帮助学生理解各种阻抗继电器动作特性，在复数阻抗平面分析的基础上应从距离保护的构成实质上进行深入分析，以帮助学生加强理解。以相位比较式阻抗继电器构成为例，其实质就是用极化电压作为参考来检测补偿电压（保护区末端电压）相位的变化。用线路上某一点电压作极化电压，则动作特
性为一个圆，保护范围为两比较电压点之间的距离（圆的直径），改变极化电压可改变圆的位置，改变比相的动作角度范围可改变圆的形状。当动作角度范围为1800时，动作特性为圆，小于1800时为椭圆，大于1800时为苹果圆。同样也可分析各种直线特性阻抗继电器的构成，并用MATLAB/SIMULINK进行仿真演示，这样能帮助学生掌握并可随心所欲地实现各种动作特性的阻抗继电器，激发他们的创造性。[8]
差动保护是设备的主要保护，也是从元件两端同时测量电气量实现全线速动保护的基础。通过差动基本原理的学习应使学生了解线路差动与变压器差动的异同，各自实现的技术方案特点；了解单端测量与双端测量实现保护的性能比较、各自发展趋势，引发他们对新型行波保护技术发展的关注。
零序保护是电力系统接地故障的主要保护，也是故障分量保护的典范。通过零序保护的学习应使学生了解故障分量保护的优点，建立故障稳态分量和故障暂态分量的概念，了解故障分量的检测及当下研究的热点问题，使他们能将课堂学习与保护的创新发展结合起来，以之作为自己未来发展方向的思考基础。
将上述四大板块作为课堂教学的优化内容讲好、讲深、讲透，并由此引导学生进行发散性的思索，可使课堂教学效率最优化。
三、结语
课堂教学是教学质量系统工程最核心的环节。理论来源于实际，理论高于实际，又可指导实际，这在继电保护领域体现得尤为深刻。因此，继电保护课堂教学质量的好坏关系到学院的教学质量，关系到电力专业人才培养的质量，应把继电保护课堂教学质量的不断提高作为长沙理工大学电气与信息工程学院“电气工程及其自动化”国家特设专业建设的重点之一抓紧抓好。
参考文献：
[1]梁振锋，康小宁，杨军晟.《电力系统继电保护原理》课程教学改革研究[J].电力系统及其自动化学报，2007，19（4）：125-128.
[2]张瑛，王胜辉，梁国艳.《电力系统继电保护》精品课程的研究与实践[J].中国电力教育，2008， （7）：112-113.
[3]梁志坚，李啸嗯.继电保护课群的优化与改进[J].中国电力教育，2008， （7）：114-115.
[4]梁国艳，张瑛，王丽君.继电保护专业课程教学改革实践[J].中国电力教育，2008， （10）：112-113.
[5]刘青，李红梅.基于JiTT的电力系统继电保护课程的教学研究[J].中国电力教育，2007，（7）：80-81.
[6]迟正刚.系统论和信息论在继电保护教学中的应用[J].中国电力教育，2007，（1）：92-94.
[7]刘少海，乔占俊.“实验型”课程教学模式的研究[J].实验室研究与探索，2007，26（5）：90-92.
[8]杨兰，张艳平.距离保护教学法的研究[J].电气电子教学学报，2006，（1）：52-54.
（责任编辑：王祝萍）