電力系統(tǒng)繼電保護(hù)專業(yè)課程體系改革的探討

摘要：通過(guò)對(duì)國(guó)家電網(wǎng)公司培訓(xùn)中心的學(xué)習(xí)與考察，結(jié)合東北電力大學(xué)電力系統(tǒng)及其人才培養(yǎng)方案，通過(guò)分析傳統(tǒng)繼電保護(hù)課程體系教學(xué)中存在的問(wèn)題，初步探討了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)專業(yè)課程體系的改革措施，以“知識(shí)、能力、素質(zhì)”為一體化的培養(yǎng)模式，達(dá)到理論與實(shí)踐相融合，以確保為電力行業(yè)培養(yǎng)出高素質(zhì)的應(yīng)用型人才。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；課程體系；人才培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）36-0104-02

大學(xué)教育理念是大學(xué)的思想、精神和靈魂，是人們對(duì)大學(xué)的理性認(rèn)識(shí)、理想追求及所持教育觀念，它是建立在對(duì)教育規(guī)律和時(shí)代特征深刻認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)之上的。大學(xué)要根據(jù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要，遵循教育規(guī)律和人才成長(zhǎng)規(guī)律，強(qiáng)化以創(chuàng)新精神、創(chuàng)造能力、實(shí)踐能力和高尚品德人格為核心的素質(zhì)教育觀念[1，2]。隨著我國(guó)電網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，電力行業(yè)對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)要求也在不斷提高，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)專業(yè)作為電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的重要的專業(yè)方向之一，需要適時(shí)調(diào)整課程體系，深化教學(xué)改革，注重能力培養(yǎng)與職業(yè)素養(yǎng)的養(yǎng)成[3，4]，構(gòu)建“知識(shí)、能力、素質(zhì)”為一體化的培養(yǎng)模式，達(dá)到理論與實(shí)踐相融合，以確保為電力行業(yè)培養(yǎng)出高素質(zhì)的應(yīng)用型人才。

一、傳統(tǒng)課程體系存在的問(wèn)題

在我國(guó)電力企業(yè)中，繼電保護(hù)專業(yè)方向的技術(shù)人員所涉及的工作有：新建變電站保護(hù)的安裝與調(diào)試，保護(hù)裝置的相關(guān)測(cè)試與維護(hù)，電力設(shè)計(jì)院二次回路設(shè)計(jì)等。按照我校培養(yǎng)方案，目前與電力系統(tǒng)繼電保護(hù)專業(yè)方向課程群的相關(guān)教學(xué)主要包括：“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”、“電氣二次回路”、“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的新發(fā)展”等3門課程，以及“繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)”和“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)畢業(yè)設(shè)計(jì)”2個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)。

結(jié)合目前電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與現(xiàn)場(chǎng)對(duì)保護(hù)技術(shù)人員能力的要求，傳統(tǒng)繼電保護(hù)教學(xué)存在以下問(wèn)題：

1.保護(hù)原理的理論教學(xué)內(nèi)容更新不夠

隨著特高壓輸電技術(shù)的發(fā)展、大容量發(fā)電機(jī)變壓器的應(yīng)用、智能變電站、分布式發(fā)電、以及量測(cè)和通信技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)教學(xué)存在理論教學(xué)內(nèi)容更新不夠，特別是直流保護(hù)技術(shù)、超大容量機(jī)組的保護(hù)技術(shù)、新型光纖差動(dòng)線路保護(hù)技術(shù)、工頻故障分量保護(hù)技術(shù)等，這些目前現(xiàn)場(chǎng)中的廣泛發(fā)展與應(yīng)用的保護(hù)原理技術(shù)講授內(nèi)容不足。

2.部分教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)場(chǎng)要求不對(duì)應(yīng)

電網(wǎng)公司要求繼電保護(hù)技術(shù)人員具備進(jìn)行繼電保護(hù)整定計(jì)算、保護(hù)裝置的安裝、調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)等工作能力，不僅要求入職人員具備繼電保護(hù)的基本理論，還要求掌握電氣二次回路的基本知識(shí)和繼電保護(hù)的測(cè)試技術(shù)。其中，電氣二次回路是現(xiàn)場(chǎng)工作人員進(jìn)行變電站施工、維護(hù)、檢修、測(cè)試試驗(yàn)、調(diào)度控制與運(yùn)行等實(shí)際工作中所必須扎實(shí)掌握的基本內(nèi)容。而目前“電氣二次回路課程”開(kāi)設(shè)學(xué)時(shí)相對(duì)較少，缺少現(xiàn)場(chǎng)常用的二次回路資料，并且現(xiàn)有教材二次回路標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)不統(tǒng)一，難以滿足現(xiàn)場(chǎng)二次回路讀圖的需要。另外，繼電保護(hù)的測(cè)試技術(shù)目前在本科課程中沒(méi)有進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的開(kāi)設(shè)。

3.實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題

實(shí)踐教學(xué)作為繼電保護(hù)專業(yè)方向教學(xué)內(nèi)容的重要部分，目前主要存在以下問(wèn)題：第一，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)所參照的設(shè)計(jì)手冊(cè)出版時(shí)間較早，設(shè)計(jì)規(guī)范與電力設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)規(guī)范有較大偏差；第二，實(shí)踐教學(xué)的設(shè)計(jì)題目需要按照現(xiàn)場(chǎng)的發(fā)展進(jìn)行調(diào)整與更新，缺少現(xiàn)場(chǎng)廣泛應(yīng)用的微機(jī)保護(hù)裝置的相應(yīng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；第三，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)所用實(shí)驗(yàn)器材需要更新，如保護(hù)測(cè)試儀器的使用等。

二、繼電保護(hù)專業(yè)方向課程體系改革思路

我國(guó)高等教育分為?？平逃⒈究平逃c研究生教育，其中要求本科教育應(yīng)當(dāng)使學(xué)生比較系統(tǒng)地掌握本學(xué)科、專業(yè)必須的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)，掌握本專業(yè)必要的基本技能、方法和相關(guān)知識(shí)，具有從事本專業(yè)實(shí)際工作和研究工作的初步能力。因此，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程的改革也應(yīng)從這個(gè)要求出發(fā)，由市場(chǎng)需求引導(dǎo)和推進(jìn)教學(xué)改革。

根據(jù)對(duì)當(dāng)前我校繼電保護(hù)方向相關(guān)專業(yè)課程的設(shè)置與現(xiàn)場(chǎng)需求存在的問(wèn)題分析，繼電保護(hù)專業(yè)課程體系改革需要包括四個(gè)環(huán)節(jié)：

（1）調(diào)整“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”教學(xué)內(nèi)容，并擴(kuò)展繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；（2）擴(kuò)展“電氣二次回路”課程內(nèi)容；（3）調(diào)整繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)；（4）開(kāi)設(shè)“高壓直流輸電保護(hù)技術(shù)”選修課程。

1.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理

“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”課程主要講授線路和主要設(shè)備保護(hù)的工作原理、整定計(jì)算方法、動(dòng)作行為分析、試驗(yàn)方法等內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)理論分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。對(duì)該課程的教學(xué)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革如下：

（1）理論教學(xué)方面：緒論內(nèi)容中重點(diǎn)介紹微機(jī)式保護(hù)的硬件和軟件構(gòu)成、各部分的主要功能及微機(jī)式保護(hù)的特點(diǎn)。

1）加大基于工頻故障分量距離保護(hù)的介紹，包括工頻故障分量的提取與特點(diǎn)、工頻故障分量距離保護(hù)的工作原理、動(dòng)作特性與應(yīng)用特點(diǎn)；2）輸電線路保護(hù)中，增加新型光纖分相差動(dòng)線路保護(hù)原理的介紹；3）距離縱聯(lián)保護(hù)與零序縱聯(lián)保護(hù)的廣泛應(yīng)用，調(diào)整輸電線路方向縱聯(lián)保護(hù)一節(jié)的學(xué)時(shí)，加大這兩種原理縱聯(lián)保護(hù)的工作原理介紹；4）由于現(xiàn)場(chǎng)自耦變壓器的廣泛應(yīng)用，需要加大自耦變壓器故障特點(diǎn)及相關(guān)保護(hù)的介紹；5）增加3/2母線故障與母線保護(hù)的介紹。

（2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面：現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括：電磁型電流繼電器特性分析、整流型功率方向繼電器特性分析、整流型阻抗繼電器特性分析實(shí)驗(yàn)、BCH—2 型差動(dòng)保護(hù)繼電器特性分析等8學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。而現(xiàn)場(chǎng)繼電保護(hù)測(cè)試試驗(yàn)是繼電保護(hù)技術(shù)人員需要掌握的重要內(nèi)容。因此，在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基礎(chǔ)上增設(shè)繼電保護(hù)測(cè)試試驗(yàn)綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，包括：保護(hù)測(cè)試儀的使用；500kV線路保護(hù)整組實(shí)驗(yàn)；變壓器保護(hù)測(cè)試試驗(yàn)等。特別加強(qiáng)學(xué)生對(duì)保護(hù)測(cè)試試驗(yàn)接線環(huán)節(jié)的訓(xùn)練。另外，隨著2012年以來(lái)智能變電站在國(guó)家電網(wǎng)公司的推廣建設(shè)，對(duì)應(yīng)智能變電站保護(hù)調(diào)試、安裝技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室條件不能允許的前提下，可通過(guò)視頻課件等給學(xué)生普及相關(guān)知識(shí)。

2.電氣二次回路課程的調(diào)整

由二次設(shè)備相互連接，構(gòu)成對(duì)電氣一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)的電氣回路稱為電氣二次回路。電氣二次回路是電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證。電氣二次回路主要包括：控制回路、調(diào)節(jié)回路、保護(hù)及自動(dòng)裝置回路、測(cè)量回路（記錄參數(shù)及運(yùn)行狀態(tài)）、信號(hào)回路、操作電源回路等內(nèi)容。教學(xué)大綱要求學(xué)生掌握電力系統(tǒng)二次回路的基本原理和構(gòu)成以及工程識(shí)圖的基本知識(shí)及分析方法。為學(xué)生畢業(yè)后從事本專業(yè)領(lǐng)域的工作打下必要的理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用知識(shí)的基礎(chǔ)。

不論是變電站的運(yùn)行、檢修與維護(hù)，保護(hù)與安全自動(dòng)裝置的調(diào)試與維護(hù)，還是配電網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行、檢修與維護(hù)，都離不開(kāi)二次回路識(shí)圖能力，二次回路圖紙作為一次設(shè)備與二次設(shè)備的紐帶，無(wú)處不在。因此，現(xiàn)有18學(xué)時(shí)的“電氣二次回路”本科選修課程遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)場(chǎng)技能的需要，這就需要按照現(xiàn)場(chǎng)二次回路不同工種的需求，增加學(xué)時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，編寫新的教學(xué)大綱，以滿足現(xiàn)場(chǎng)的需求。

另外，目前220kV和110kV變電站氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備GIS的廣泛應(yīng)用，在現(xiàn)有電氣二次回路課程中需增設(shè)GIS組合電器中斷路器操作機(jī)構(gòu)箱匯控柜二次回路的介紹。使學(xué)生了解斷路器本體防跳回路、斷路器本體三相不一致延時(shí)繼電器二次回路圖等內(nèi)容。

3.高壓直流輸電保護(hù)技術(shù)

近年來(lái)，我國(guó)高壓直流輸電工程投入運(yùn)行的已有9項(xiàng)，另外在建工程7項(xiàng)。隨著750kV、1000kV輸變電工程以及±800kV、±1000kV直流輸電工程的建設(shè)，跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)逐步加強(qiáng)，特高壓交直流線路將承擔(dān)起更大范圍、更大規(guī)模的輸電任務(wù)。現(xiàn)場(chǎng)高壓直流輸電技術(shù)在電力系統(tǒng)中已廣泛應(yīng)用，而高壓直流輸電的相關(guān)電氣設(shè)備、直流系統(tǒng)的故障特點(diǎn)、以及對(duì)應(yīng)高壓直流輸電保護(hù)技術(shù)在本科課程中還沒(méi)有增設(shè)對(duì)應(yīng)的內(nèi)容。因此，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)專業(yè)可通過(guò)開(kāi)設(shè)“高壓直流輸電保護(hù)技術(shù)”課程，介紹高壓直流輸電系統(tǒng)中換流器故障、直流開(kāi)關(guān)場(chǎng)設(shè)備故障、接地極故障、換流站交流設(shè)備故障、直流線路故障等故障特點(diǎn)、以及現(xiàn)場(chǎng)使用的保護(hù)原理與技術(shù)，為學(xué)生就業(yè)后從事高壓直流輸電保護(hù)的相關(guān)工作打下初步基礎(chǔ)。

4.保護(hù)實(shí)踐環(huán)節(jié)的改革

實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是理論應(yīng)用于實(shí)踐的重要訓(xùn)練環(huán)節(jié)。目前，繼電保護(hù)專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括2周的35kV線路繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)和18周的電力系統(tǒng)規(guī)劃與繼電保護(hù)設(shè)計(jì)的畢業(yè)設(shè)計(jì)。

（1）課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。35kV線路繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)主要開(kāi)展階段式電流保護(hù)的整定計(jì)算、保護(hù)配合能力的訓(xùn)練，以及對(duì)應(yīng)保護(hù)原理接線圖和交、直流展開(kāi)圖等圖紙的繪制。整個(gè)過(guò)程都是手算、手繪，在實(shí)驗(yàn)條件允許前提下，該環(huán)節(jié)可以適當(dāng)增設(shè)DDRTS仿真軟件開(kāi)展計(jì)算機(jī)仿真，驗(yàn)證手算定值同時(shí)，進(jìn)行線路各種故障情況下保護(hù)動(dòng)作仿真，使學(xué)生對(duì)保護(hù)整定計(jì)算以及動(dòng)作情況認(rèn)識(shí)形象化，從而提升課程設(shè)計(jì)的效果。

（2）畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是學(xué)生對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)綜合運(yùn)用的重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，目前電力系統(tǒng)規(guī)劃與繼電保護(hù)畢業(yè)設(shè)計(jì)主要開(kāi)展了電源規(guī)劃、電網(wǎng)規(guī)劃及發(fā)變組主保護(hù)的配置與整定，以及相應(yīng)的圖紙的繪制。畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要解決的主要問(wèn)題是設(shè)計(jì)缺乏規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。另外，畢業(yè)設(shè)計(jì)所需要的各類數(shù)據(jù)無(wú)從查找，如線路型號(hào)、價(jià)格，高壓電氣造價(jià)、運(yùn)行維護(hù)價(jià)格等缺乏，現(xiàn)場(chǎng)常用設(shè)備型號(hào)等。這就需要到省級(jí)電力設(shè)計(jì)院廣泛調(diào)研，編寫標(biāo)準(zhǔn)、完善的設(shè)計(jì)手冊(cè)，以保證設(shè)計(jì)內(nèi)容的規(guī)范。

三、相關(guān)先修課程的調(diào)整

繼電保護(hù)原理課程的先修課程包括：電路、電機(jī)學(xué)、信號(hào)處理、電力系統(tǒng)分析等課程。其中電機(jī)學(xué)課程中變壓器、發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理是后續(xù)主設(shè)備保護(hù)的重要基礎(chǔ)；電流互感器、電壓互感器作為各類保護(hù)電氣量量測(cè)的重要元件，其工作原理及特性，以及接線特點(diǎn)等內(nèi)容也是繼電保護(hù)原理實(shí)現(xiàn)的重要基礎(chǔ)。而目前，電機(jī)學(xué)課程中互感器的以上內(nèi)容介紹偏少，需要適當(dāng)增加相應(yīng)內(nèi)容的介紹。另外，建議電力系統(tǒng)分析課程中應(yīng)增設(shè)高壓直流輸電系統(tǒng)故障分析的介紹，為后續(xù)高壓直流輸電保護(hù)的開(kāi)設(shè)奠定基礎(chǔ)。

四、職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)

“知識(shí)、能力、素質(zhì)”為一體化的培養(yǎng)模式，是培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才的根本。繼電保護(hù)專業(yè)方向課程體系的改革的實(shí)施同樣要遵循這一培養(yǎng)模式。通過(guò)理論教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)的相互滲透，構(gòu)建符合現(xiàn)場(chǎng)需求的實(shí)踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)，讓學(xué)生深入體會(huì)繼電保護(hù)配合邏輯的嚴(yán)密性、二次接線的復(fù)雜性，向?qū)W生灌輸繼電保護(hù)工作的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度、安全意識(shí)和責(zé)任意識(shí)，幫助學(xué)生樹(shù)立正確的職業(yè)意識(shí)和職業(yè)道德，明確繼電保護(hù)專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)具備的職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)技能。通過(guò)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)讓學(xué)生達(dá)到對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的職業(yè)認(rèn)知實(shí)習(xí)，了解崗位職業(yè)技能要求、工作職責(zé)、崗位設(shè)置、工作規(guī)范、工作環(huán)境等，形成對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)專業(yè)的認(rèn)同感，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生實(shí)地感受繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用的廣泛性和重要性。

五、結(jié)論

在電力系統(tǒng)迅猛發(fā)展的形勢(shì)下，電力企業(yè)對(duì)繼電保護(hù)專業(yè)人才有著新的需求和特點(diǎn)。服務(wù)于學(xué)校培養(yǎng)應(yīng)用型高級(jí)人才的目標(biāo)，建立健全符合學(xué)校自身實(shí)際和體現(xiàn)自身特色的繼電保護(hù)理論和實(shí)踐教學(xué)課程體系，構(gòu)建“知識(shí)、能力、素質(zhì)”為一體化的培養(yǎng)模式，達(dá)到理論與實(shí)踐相融合，力爭(zhēng)為電力企業(yè)輸送更多的優(yōu)秀專業(yè)人才做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉漢偉.現(xiàn)代大學(xué)教育理念的研究[J].遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2009，11（4）：82-85.

[2]梁國(guó)艷.應(yīng)用型本科院校繼電保護(hù)教學(xué)改革的探索與思考[J].中國(guó)電力教育，2010，161（10）：67-68.

[3]劉曉軍，肖白，崔楊.“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”教學(xué)改革探討[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2013，35（6）：20-22.

[4]唐國(guó)雄.關(guān)于“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”課程教學(xué)改革的思考[J].中國(guó)電力教育，2011，119（12）：175-176.

（責(zé)任編輯：韓曉英）