“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”課程教學(xué)改革分析

摘要：在“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”課程教學(xué)改革的實(shí)踐中，針對課時(shí)少，時(shí)間緊的問題，從課堂教學(xué)方法、作業(yè)布置方法、考試方法等方面進(jìn)行了改革和實(shí)踐，提高了學(xué)生的創(chuàng)造能力、分析和解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；一次系統(tǒng)

作者簡介：張如義（1973-），男，黑龍江伊春人，嘉興學(xué)院南湖學(xué)院電氣裝備及其自動化研究所，助教。（浙江?嘉興?314001）

中圖分類號：G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）20-0041-02

“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”屬于專業(yè)必修課之一，該課程的授課對象是電氣工程及自動化專業(yè)的學(xué)生，其教學(xué)任務(wù)是使學(xué)生掌握電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的工作原理和各類繼電保護(hù)整定計(jì)算原則，為學(xué)生畢業(yè)后從事電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、維護(hù)等工作打下一定的理論與技術(shù)基礎(chǔ)。該課程通過課堂講授、課后自學(xué)、課堂討論、習(xí)題、實(shí)驗(yàn)等基本教學(xué)手法使學(xué)生掌握各類電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的工作原理、構(gòu)成、整定計(jì)算等知識，了解典型的繼電保護(hù)裝置；培養(yǎng)學(xué)生分析和解決繼電保護(hù)運(yùn)行中可能出現(xiàn)的各種問題的能力。為了更好地達(dá)到教學(xué)目的，各學(xué)校對繼電保護(hù)課程教學(xué)進(jìn)行了一定程度的教學(xué)改革，[1-2]本文針對教學(xué)過程中的問題提出了一些改革措施。

一、教學(xué)中存在的問題

1.課上學(xué)時(shí)少，課下學(xué)習(xí)時(shí)間少

“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”屬于專業(yè)模塊課，理論課時(shí)為32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課時(shí)為8學(xué)時(shí)，相對來說學(xué)時(shí)少。該課程在大三下半學(xué)期或大四上半學(xué)期開設(shè)，學(xué)生此時(shí)因?yàn)檎夜ぷ鳌⒆霎厴I(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)實(shí)習(xí)以及修第二課堂學(xué)分而精力比較分散，上課不能滿勤。因此教師要對該課程內(nèi)容做精簡化處理，爭取有較高的課堂效率。

2.實(shí)踐量不夠，動手機(jī)會少，動手愿望低，實(shí)踐深度受限制

盡管學(xué)校為學(xué)生提供了實(shí)習(xí)機(jī)會，但這些實(shí)習(xí)大多是參觀式的，學(xué)生沒有操作經(jīng)驗(yàn)；企業(yè)很少讓學(xué)生實(shí)際操作，因?yàn)檫@樣容易影響生產(chǎn)，而且會造成安全事故。實(shí)驗(yàn)課也是模擬系統(tǒng)的繼電保護(hù)，結(jié)合仿真電路，學(xué)生認(rèn)識到的電氣方面的知識明顯不足。另外有的學(xué)生畢業(yè)后不想從事本專業(yè)的工作，對課程也不感興趣。

二、改革“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”課程所采取的措施

1.講課突出重點(diǎn)，不必求多求全，讓學(xué)生聽懂為目的

以教學(xué)大綱為基本依據(jù)，制定教學(xué)計(jì)劃，在實(shí)際教學(xué)中，把握原則性，又不失靈活性，使教有所思，教有所改，為下個階段的大綱修訂做好準(zhǔn)備。在主要問題推導(dǎo)的關(guān)鍵處，適時(shí)地將基本且重要的環(huán)節(jié)對學(xué)生進(jìn)行提問。在課上學(xué)時(shí)允許的前提下，立即給學(xué)生少量時(shí)間消化剛講過的內(nèi)容，并提問以加強(qiáng)和確認(rèn)。例如在講授單側(cè)電源電路的三段式電流保護(hù)時(shí)，對第Ｉ段的整定，讓學(xué)生看圖（如圖1所示）思考理想狀況下，一點(diǎn)短路應(yīng)該跳哪個斷路器，然后引入矛盾，說明理想狀態(tài)不能實(shí)現(xiàn)，學(xué)生會對這一整定原則加深印象。又如在講到后備保護(hù)時(shí)，讓學(xué)生思考上一級可以做下一級的遠(yuǎn)后備，下一級反過來能不能做上一級的遠(yuǎn)后備。繼電器是繼電保護(hù)的執(zhí)行部件，是看得見摸得著的具體部分，可以先向?qū)W生演示繼電器觸點(diǎn)吸合與釋放的過程，再說明是因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)故障而由邏輯環(huán)節(jié)決定它應(yīng)該的動作，促使學(xué)生動腦思考問題，增強(qiáng)了教師和學(xué)生之間的互動，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)繼電保護(hù)原理課程的興趣。[3]

2.穿插二次回路的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行講解

二次回路是對一次設(shè)備監(jiān)控、測量、調(diào)節(jié)和保護(hù)的設(shè)備，二次設(shè)備及其相連接的線路組成二次回路。如果沒有二次回路，一次系統(tǒng)在很多重要方面都沒法保證效果，例如運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。電力系統(tǒng)運(yùn)行的一個基本要求就是要安全穩(wěn)定，二次回路是保證電力系統(tǒng)一次回路安全穩(wěn)定運(yùn)行必不可少的部分。傳統(tǒng)的授課計(jì)劃一般是把繼電保護(hù)內(nèi)容全部放在二次回路的前面講，但是因?yàn)槎咴趯?shí)際工作過程中聯(lián)系密切，可以把二次回路的相關(guān)內(nèi)容放在繼電保護(hù)之前講解。說明二次回路和繼電保護(hù)的關(guān)系，繼電保護(hù)是二次回路的一部分，因?yàn)槔^電保護(hù)設(shè)備的系統(tǒng)性、繼電保護(hù)理論發(fā)展的相對完善性以及繼電保護(hù)系統(tǒng)的特殊重要性，所以繼電保護(hù)原理課程獨(dú)立于二次回路課程專門開設(shè)。典型的與繼電保護(hù)相關(guān)的二次回路部分，例如：互感器是電力系統(tǒng)一次側(cè)和二次側(cè)的聯(lián)系器件，繼電保護(hù)的測量參數(shù)是由互感器二次側(cè)引入的。又如跳閘回路，以單側(cè)電源電路的三段式電流保護(hù)為例，在講述了整定過程之后，做一個動作過程的演示，繼電保護(hù)教材上只用跳閘線圈和輔助觸點(diǎn)表示斷路器，使學(xué)生感覺不具體。這時(shí)候把斷路器的分、合閘回路（如圖2所示）介紹一下，有明顯的具體化效果。[4] 二次回路課程的內(nèi)容具體、偏重于實(shí)際操作，相對于繼電保護(hù)原理課程來說容易引起學(xué)生的學(xué)生興趣。把繼電保護(hù)和二次回路聯(lián)系起來講解，進(jìn)一步增強(qiáng)師生課堂互動，使學(xué)生變被動接受為主動探索。

3.“繼電保護(hù)原理”和“微機(jī)繼電保護(hù)”區(qū)分開

“微機(jī)保護(hù)原理”和“繼電保護(hù)原理”在大多數(shù)高校的電氣工程及其自動化專業(yè)被作為兩門課程分開講授，“繼電保護(hù)原理”的學(xué)習(xí)可以為“微機(jī)保護(hù)原理”課程打下基礎(chǔ)，“微機(jī)保護(hù)原理”是“繼電保護(hù)原理”的具體實(shí)現(xiàn)，但不是“繼電保護(hù)原理”的主要內(nèi)容?！袄^電保護(hù)原理”課程的目的是使學(xué)生掌握繼電保護(hù)原理，在講課過程中只宜于適當(dāng)?shù)?、少量地引入微機(jī)保護(hù)方面的知識，而且要限于對微機(jī)保護(hù)基本框架的了解。如果過多地引入微機(jī)保護(hù)方面的知識，會使學(xué)生覺得重點(diǎn)不明確，不知道該不該掌握微機(jī)保護(hù)，分散了精力，又難以聽懂。引入微機(jī)保護(hù)的本意是為了拓展學(xué)生的知識面，但是如果把握不好尺度，結(jié)果不僅降低了學(xué)習(xí)興趣，還影響了對繼電保護(hù)原理本身的學(xué)生效果。

4.和一次系統(tǒng)的內(nèi)容多取得聯(lián)系

“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”課程主要分析電力系統(tǒng)各部分（包括發(fā)電、輸電、變電和用電設(shè)備）在各種故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)下繼電保護(hù)裝置的動作原理，與一次系統(tǒng)的聯(lián)系密切，繼電保護(hù)裝置動不動作、如何動作都取決于一次系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，所以要結(jié)合一次系統(tǒng)知識，說明一次系統(tǒng)的變化情況和計(jì)算方法，才能更有利于理解繼電保護(hù)裝置的動作邏輯，增加具體感，減少抽象理論的乏味感，更好地掌握繼電保護(hù)原理。例如在講解線路三段式電流保護(hù)時(shí)，說明短路的幾種類型，在不同點(diǎn)和不同類型的短路情況下，短路電流大小的比較，讓學(xué)生先思考明確在短路點(diǎn)遠(yuǎn)離電源時(shí)的短路電流高于短路點(diǎn)靠近電源時(shí)的短路電流。

5.作業(yè)不必嚴(yán)格按照教材的習(xí)題布置，可按照課上講授的內(nèi)容自編作業(yè)或?qū)滩牧?xí)題改編

作業(yè)布置是一項(xiàng)重要的教學(xué)內(nèi)容。布置什么樣的作業(yè)，學(xué)生完成得如何，直接反映了學(xué)生的掌握情況，關(guān)系到教學(xué)效果的好壞。要想取得良好的教學(xué)效果，只在課堂上講好課是不夠的。對于如何布置作業(yè)，應(yīng)引起足夠的重視。教材編著者是依據(jù)自身情況，顧及使用教材的全體教師編寫教材的。具體落實(shí)到每個教材使用者，應(yīng)該根據(jù)自身情況，安排講課內(nèi)容和篩選適合本學(xué)校、本學(xué)科狀況的側(cè)重點(diǎn)來講解。這樣課上所講的不包括教材的全部內(nèi)容，而且有特有的側(cè)重點(diǎn)。如果作業(yè)還按照教材的習(xí)題布置，就會使學(xué)生感到迷惑，對怎么做作業(yè)無從下手，以至于產(chǎn)生排斥、倦怠的心理。例如對緒論的講解，先是講了三道習(xí)題，然后讓學(xué)生理解記憶十分鐘，最后抽查提問。結(jié)果是多數(shù)學(xué)生在課堂上就完成了作業(yè)，提高了作業(yè)完成的效率和質(zhì)量。

以下是對緒論部分編寫的三道作業(yè)題：什么是繼電保護(hù)裝置；繼電保護(hù)裝置應(yīng)該滿足哪幾個基本特性，各自的含義是什么；繼電保護(hù)裝置的三個組成環(huán)節(jié)是什么，各起什么作用。

6.優(yōu)化試卷

試卷是學(xué)生對本課程學(xué)習(xí)效果的反應(yīng)，一份好的試卷能體現(xiàn)教師的講課情況、學(xué)生付出的時(shí)間和精力的情況，是教學(xué)方法和教學(xué)效果如何的一種檢測方式。從試卷的成績分布情況、各類題型的解答情況以及各章節(jié)內(nèi)容的掌握情況，教師可以反思原因，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，以利于在下次授課中做出相應(yīng)的改進(jìn)。對試卷的難易、深淺和范圍都要有適度的把握。相應(yīng)于上課內(nèi)容的調(diào)整，對試卷結(jié)構(gòu)和題型做優(yōu)化處理，增加能啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考的題型。

三、教學(xué)改革前后教學(xué)效果的比較（見表1）

針對實(shí)踐方面的不足，依靠現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)習(xí)條件，盡量做到對繼電保護(hù)基本部分能認(rèn)識實(shí)物，明白原理，熟悉操作，做到繼電保護(hù)知識在電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生中的普及。部分學(xué)生畢業(yè)后到變電站或發(fā)電廠從事與繼電保護(hù)相關(guān)的工作，他們可以在企業(yè)的環(huán)境中再深入接觸繼電保護(hù)操作，在設(shè)備的實(shí)物化和指導(dǎo)的專業(yè)化方面都能有所提。[5]

參考文獻(xiàn)：

[1]何瑞文,陳少華.關(guān)于現(xiàn)代電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)課程教學(xué)改革與建設(shè)[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2004,(3):21-22.

[2]田有文,孫國凱,周啟龍.突出繼電保護(hù)教學(xué)中學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會科學(xué)版),2005,(1):93-94.

[3]張保會,尹項(xiàng)根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].北京:中國電力出版社,2010.

[4]何永華.發(fā)電廠及變電站的二次回路[M].北京:中國電力出版社,

2007.

[5]梁志堅(jiān),王輯祥,等.對改進(jìn)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的思考[J].中國電力教育,2008,(7):93-94.

（責(zé)任編輯：宋秀麗）