電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)教學(xué)大綱

電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)教學(xué)大綱

課程中文名稱：電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)

課程英文名稱：MicrocomputerRelayProtectionofPowerSystem

課程編號(hào)：204T0577

學(xué)分：1

學(xué)時(shí)：16

先修課程：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用、電力系統(tǒng)信號(hào)分析與處理、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)

適用專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化（輸電線路工程方向）

課程類別：專業(yè)拓展課/選修

使用教材：《微型機(jī)繼電保護(hù)基礎(chǔ)》（第四版）楊奇遜、黃少峰編著中國(guó)電力出版社2013

開課單位：電氣與新能源學(xué)院

課程簡(jiǎn)介：“電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)”重點(diǎn)介紹了如何用微型機(jī)來實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)功能的各種

基本方法，包括微機(jī)保護(hù)的硬件原理、數(shù)字濾波器、微機(jī)保護(hù)的算法、提高微機(jī)保護(hù)可靠性

的措施和微機(jī)保護(hù)程序流程等。通過本課程的學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生掌握微機(jī)保護(hù)原理及技術(shù)，

為學(xué)生畢業(yè)后從事變電站綜合自動(dòng)化、微機(jī)保護(hù)的工作和繼電保護(hù)相關(guān)科學(xué)研究打下必要的

理論基礎(chǔ)。

一、課程性質(zhì)

本課程是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)和電氣工程及其自動(dòng)化（輸電線路工程方向）專業(yè)的

專業(yè)拓展選修課程。微機(jī)保護(hù)是指將微型機(jī)、微控制器等器件作為核心部件并與繼電保護(hù)原

理結(jié)合構(gòu)成的微型機(jī)繼電保護(hù)裝置，微機(jī)保護(hù)在電力系統(tǒng)中得到了迅速的推廣和應(yīng)用。學(xué)習(xí)

這門課程有利于學(xué)生掌握微機(jī)保護(hù)裝置的基本構(gòu)成和原理，為學(xué)生畢業(yè)后從事變電站綜合自

動(dòng)化、微機(jī)保護(hù)的工作和繼電保護(hù)相關(guān)科學(xué)研究打下必要的理論基礎(chǔ)。

二、課程目標(biāo)：

課程目標(biāo)1:通過課程學(xué)習(xí)，掌握微機(jī)保護(hù)的硬件構(gòu)成和程序流程。

課程目標(biāo)2：通過課程學(xué)習(xí)，了解數(shù)字濾波器的類型和設(shè)計(jì)方法，并能選取恰當(dāng)?shù)姆椒?/p>

設(shè)計(jì)微機(jī)保護(hù)所需要的數(shù)字濾波器。

課程目標(biāo)3：通過課程學(xué)習(xí)，掌握微機(jī)保護(hù)中常用的、實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)不同功能的算法。

三、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系

課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要

畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)

求的支撐關(guān)系

指標(biāo)點(diǎn)1.4：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程科學(xué)的知識(shí)和數(shù)

1.工程知識(shí)學(xué)模型方法用于電力系統(tǒng)專業(yè)工程問題解決方案的比較與綜課程目標(biāo)2

合。

指標(biāo)點(diǎn)2.3：能認(rèn)識(shí)到解決電力系統(tǒng)工程問題有多種方案可

2.問題分析課程目標(biāo)3

選擇，會(huì)通過文獻(xiàn)研究尋求可替代的解決方案。

指標(biāo)點(diǎn)3.1：掌握電力系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開發(fā)全周期、全

3.設(shè)計(jì)/開

流程的基本設(shè)計(jì)/開發(fā)方法和技術(shù)，了解影響設(shè)計(jì)目標(biāo)和技術(shù)課程目標(biāo)1

發(fā)解決方案

方案的各種因素。

四、教學(xué)內(nèi)容及要求

第一章微機(jī)保護(hù)的硬件原理

1.教學(xué)內(nèi)容：了解微機(jī)保護(hù)的定義，DSP技術(shù)的應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)化硬件電路，硬件技術(shù)的展

望，掌握數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，開大量輸入及輸出回路。

2.重點(diǎn)難點(diǎn)：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、開關(guān)量輸入及輸出網(wǎng)路

3.課程思政融入點(diǎn)：從我國(guó)微機(jī)保護(hù)的發(fā)展與推廣，與發(fā)達(dá)國(guó)家相關(guān)產(chǎn)業(yè)對(duì)比，培養(yǎng)學(xué)

生的愛國(guó)情懷和奮發(fā)圖強(qiáng)的精神

4.考核要點(diǎn)：兩種不同類型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構(gòu)成、開關(guān)最輸入和輸出信號(hào)類型

5.教學(xué)方法：講授、雨課堂及多媒體教學(xué)、課堂討論、課外作業(yè)

6.作業(yè)安排：查閱資料了解繼電保護(hù)裝置發(fā)展過程、分析微機(jī)保護(hù)相對(duì)傳統(tǒng)繼電保護(hù)的

優(yōu)勢(shì)

第二章數(shù)字濾波器

1.教學(xué)內(nèi)容：了解連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的頻率特性和沖激響應(yīng)，離散時(shí)間信號(hào)的頻譜，Z變換,

離散時(shí)間系統(tǒng)的單位沖擊相應(yīng)和頻率特性，非遞歸型數(shù)字濾波器，遞歸型數(shù)字濾波器，掌握

零、極點(diǎn)法設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器，數(shù)字濾波器型式的選擇。

2.重點(diǎn)難點(diǎn)：零.極點(diǎn)法設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器

3.課程思政融入點(diǎn)：結(jié)合電力系統(tǒng)生產(chǎn)需求設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器的教學(xué)過程中，引入在實(shí)際

工作中應(yīng)努力探索未知，培養(yǎng)學(xué)生追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感。

4.考核要點(diǎn)：零、極點(diǎn)法設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器

5.教學(xué)方法：講授、雨課堂及多媒體教學(xué)、課堂討論、課外作業(yè)

6.作業(yè)安排：利用零、極點(diǎn)法分別設(shè)計(jì)高壓輸電線路保護(hù)、制動(dòng)特性變壓器差動(dòng)保護(hù)和

發(fā)電機(jī)定子繞組接地保護(hù)所需的數(shù)字濾波器

第三章微機(jī)保護(hù)的算法

1.教學(xué)內(nèi)容：了解假定輸入量為正弦量的算法，突變量電流算法，傅里葉級(jí)數(shù)算法，最

小二乘方算法，算法的動(dòng)態(tài)特性，算法的選擇，掌握選用方法，R-L模型算法，故障分量阻

抗繼電器，阻抗繼電器的補(bǔ)償系數(shù)與按相補(bǔ)償，減小過渡電阻影響的方法。

2.重點(diǎn)難點(diǎn)：了選相方法、R-L模型算法、故隙分量阻抗繼電器、減小過渡電阻影響的

方法

3.課程思政融入點(diǎn)：以微機(jī)保護(hù)為尋求更快速更準(zhǔn)確計(jì)算高壓線路保護(hù)所需要的信息為

例，介紹各種算法的發(fā)展和改進(jìn)，強(qiáng)化學(xué)生工程倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國(guó)工匠精

神，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)。

4.考核要點(diǎn)：選相算法、R-L模型算法、減小過渡電阻影響的方法

5.教學(xué)方法：講授、雨課堂及多媒體教學(xué)、課堂討論、課外作業(yè)

6.作業(yè)安排：利用仿真軟件編寫相關(guān)微機(jī)保護(hù)算法程序。

第四章提高微機(jī)保護(hù)可靠性的措施

1.教學(xué)內(nèi)容：掌握干次源和串入微機(jī)弱電系統(tǒng)的途徑，抗干擾措施，了解自動(dòng)檢測(cè)，多

重化和容錯(cuò)技術(shù)、電磁兼容。

2.重點(diǎn)難點(diǎn)：干擾源和串入微機(jī)弱電系統(tǒng)的途徑、抗干擾措施

3.課程思政融入點(diǎn)：從實(shí)際電力系統(tǒng)中微機(jī)保護(hù)裝置可能面對(duì)的多種干擾源，可能導(dǎo)致

微機(jī)保護(hù)工作出錯(cuò)從而對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)產(chǎn)生危害的后果，提高學(xué)生正確認(rèn)識(shí)、分析和解決問

題的能力，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的科學(xué)精神。

4.考核要點(diǎn)：抗干擾措施

5.教學(xué)方法：講授、雨課堂及多媒體教學(xué)、課堂討論、課外作業(yè)

6.作業(yè)安排：直閱資料尋找實(shí)際生產(chǎn)中微機(jī)保護(hù)裝置的抗干擾的措施。

第五章微機(jī)保護(hù)程序流程

1.教學(xué)內(nèi)容：了解程序流程的基本結(jié)構(gòu)，掌握電流保護(hù)流程圖，高壓線路保護(hù)流程圖

2.重點(diǎn)難點(diǎn)：高壓線珞保護(hù)流程圖

3.課程思政融入點(diǎn)：以高壓線路保護(hù)流程圖中各環(huán)節(jié)的功能為例，引導(dǎo)學(xué)生掌握微機(jī)保

護(hù)程序設(shè)計(jì)的基本設(shè)計(jì)和開發(fā)方法和技術(shù)，了解影響設(shè)計(jì)目標(biāo)和技術(shù)方案的各種因素，培養(yǎng)

學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

4.考核要點(diǎn)：高壓線路保護(hù)流程圖

5.教學(xué)方法：講授、雨課堂及多媒體教學(xué)、課堂討論、課外作業(yè)

6.作業(yè)安排：查閱微機(jī)保護(hù)裝置生產(chǎn)廠家資料學(xué)習(xí)220kV及以上高壓輸電線路的保護(hù)配

置和程序流程。

五、教學(xué)內(nèi)容對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系

支撐的畢業(yè)學(xué)時(shí)分配

章節(jié)教學(xué)內(nèi)容

要求指標(biāo)點(diǎn)講課實(shí)驗(yàn)

概述、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，開關(guān)量輸入及輸出回路，DSP技術(shù)的

第1章3.12

應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)化硬件電路，硬件技術(shù)的展望

連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的頻率特性和沖激響應(yīng)，離散時(shí)間信號(hào)的頻

譜，Z變換，離散時(shí)間系統(tǒng)的單位沖擊相應(yīng)和頻率特性，非

第2章1.44

遞歸型數(shù)字濾波器，遞歸型數(shù)字濾波器，零、極點(diǎn)法設(shè)計(jì)數(shù)

字濾波器，數(shù)字濾波器型式的選擇

假定輸入量為正弦量的算法，突變量電流算法，選相方法，

傅里葉級(jí)數(shù)算法，R-L模型算法，故障分量阻抗繼電器，阻

第3章2.36

抗繼電器的補(bǔ)償系數(shù)與按相補(bǔ)償，減小過渡電阻影響的方

法，最小二乘方算法，算法的動(dòng)態(tài)特性，算法的選擇

干擾源和串入微機(jī)弱電系統(tǒng)的途徑，抗干擾措施，自動(dòng)檢測(cè),

第4章3.12

多重化和容錯(cuò)技術(shù)、電磁兼容

程序流程的基本結(jié)構(gòu)，電流保護(hù)流程圖，高壓線路保護(hù)流程

第5章3.12

圖

合計(jì)16

六、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

1.課程考核方式：

課堂考勤及表現(xiàn)、平時(shí)及作業(yè)、單元測(cè)試、課堂討論和期末考試，期末考試采用開卷考

試。

考核與評(píng)價(jià)方式

平時(shí)成績(jī)（40%）期末考試（60%）

支撐

課程目標(biāo)課堂課堂課程單元合計(jì)

畢業(yè)要求

表現(xiàn)討論作業(yè)測(cè)試開卷考試

15%5%15%15%

指標(biāo)點(diǎn)1.4課程目標(biāo)2101525

指標(biāo)點(diǎn)2.3課程目標(biāo)3203050

指標(biāo)點(diǎn)3.1課程目標(biāo)1101525

總分占比先4060100

2.課程成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

課程目標(biāo)考核要求高于預(yù)期達(dá)到預(yù)期低于預(yù)期

優(yōu)秀良好合格不合格

平時(shí)表現(xiàn)

課程目標(biāo)1：通過課程學(xué)習(xí)，

課程作業(yè)

掌握微機(jī)保護(hù)的硬件構(gòu)成和23-2520-2215-19<15

單元測(cè)試

程序流程。（25分）

課堂討論

課程考試

課程H標(biāo)2：通過課程學(xué)習(xí)，平時(shí)表現(xiàn)

了解數(shù)字濾波器的類型和設(shè)課程作業(yè)

計(jì)方法，并能選取恰當(dāng)?shù)姆絾卧獪y(cè)試45-5040-4430-39<