高职“继电保护”课程教学改革与研究

摘要：根据国家高职高专人才培养要求，结合“继电保护原理”课程的特点，从教学内容、教学手段与方法、实验、实践环节等几个方面提出了课程改革的思路。

关键词：继电保护；启发式教学；模块化教学；教学改革

作者简介：霍兰茹（1980-），女，河北保定人，延安职业技术学院，助教。（陕西延安716000）

中图分类号：G712     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）09-0065-02

继电保护是电力系统安全运行的保障。继电保护装置与发电厂和变电站综合自动化系统、电网调度自动化系统等密切关联。继电保护课程教学质量的好坏直接影响到后续其他专业课和选修课的教学。继电保护装置的更新换代对高校继电保护教学提出了新的要求，培养能熟练设计、安装调试、操作维护继电保护装置的应用型专业人才成为当务之急。继电保护课程是一门理论性、实践性都很强的课程，要求学生起点高且必须具备电工基础、电子技术、电机学、电力系统等方面的相关知识。近年来国家提倡高职高专院校要在实践环节上加大比重，继电保护课程在专业计划中的地位发生变化，理论教学时数减小，大部分学生反映很难入门。为此，本文专门从教学内容、教学方法、教学手段和实验、实践性环节等方面提出了课程改革的思路，力求使学生成为适应市场需求的应用型技术专业人才。

一、合理安排教学内容

首先是教材的选取。高职高专学生和本科院校学生的课程目标不同，在教材选取上更加偏重于实用性。目前大部分电力系统继电保护教材都是围绕保护原理、动作整定编写，忽略了对各种电气设备进行继电保护配置和对继电保护运行、维护和检修技术的介绍。对于高职学生来说，他们应该掌握的技能是：面对各种电气设备时该设置哪些保护；每一种保护的电路布置；每一种保护在运行和动作时信号显示情况以及根据这些信号如何进行维护；微机保护的实现形式以及动作原理。为了适应高职教育需要，继电保护教材还应包含下列内容：电气设备的继电保护配置，主要介绍电气设备继电保护的配置、保护的原理图和展开图识读；继电保护运行、维护和检修技术，用各种案例实现学生对运行和维护技术的学习。

其次是教学内容安排的合理性。由于教材选用的原因，各专业教材之间可能会有重复的内容，这就要求任课教师在授课前要对整个专业课程设置和各主要专业课知识点有一个总体的把握，适当删减部分内容。加强同一结合点上相关科目的协调配合，避免知识重复讲授，如模拟量采集系统、数字滤波等内容可跳过不讲。同时根据本专业就业所需知识和能力的要求适当增加内容。对重点、难点部分合理分配课时，比如在讲解动作值整定计算时只需介绍保护整定的原则，不作复杂的理论分析计算，让高职学生从复杂、难懂的困境中解脱出来，把主要精力放在继电保护的实用技术上。讲授理论侧重于一些保护的基本原理与方法，如常规保护（电流保护、距离保护等）及有关具体保护装置的实验、实训环节、课程设计、毕业设计；对于一些学生能自行理解的、工程实际中不再采用或用的很少的内容应少讲或不讲；多讲解一些课本上没有编入的但工程实际中已应用广泛的内容。

由于学生基础水平不同，学习能力也存在很大的差异性，任课老师应及时收集学生的反馈信息，把握好教学的深度和广度，因教制宜。对于那些学有余力的学生，可以组织成课外学习小组，让他们自己收集相关电气工程专业方面的资料和素材，扩大专业领域的专业知识宽度和深度，鼓励他们积极参加校内科研项目，如继电保护课件的开发、保护实验仿真装置的设计等，培养学生的创新能力和科研能力。

二、采用多种教学方法

较传统的专业课教学方法是教师单一传授式的方法。这种方法使学生处于被动的学习过程中，不利于知识的学习和掌握。为提高教学效果，在课堂教学中应采用灵活多样的教学方法。

1.启发式教学

启发式教学是教师在教学中根据教学规律，采取各种手段来引导学生独立思考、积极思维，以获取新知识的教学方法体系。对于不同的教学内容，启发式教学的具体做法也不同。

在介绍继电保护的基本概念时，首先告诉学生继电保护属于二次系统，作用是为一次系统服务的，是反应电力系统故障和不正常状态并做出动作的一种自动装置。然后就可以采用提问的方法启发学生温故知新，可边提问边回答：常用的一次设备有哪些？故障包含哪些？不正常状态有哪些？继电保护装置对于故障和不正常状态最终的处理结果如何？后面在介绍继电保护的原理时同样可以采用此法，先告诉学生只要找出正常运行与故障时电气量或者非电气量的差别即可找出一种原理，引导学生积极思考。

继电保护课堂教学注重知识的衔接，可以在每次上课开始时花3～5分钟时间复习上次课程知识点，然后引出新内容。鼓励学生提前预习，对所要学习的知识有大致的了解，上课结束时将本次课的内容加以总结，并针对下次课程内容与本次上课内容的不同进行提问，提出本次课中继电保护方法的不足，针对不足提出解决办法。这样让学生心存疑问，继续进行下一部分内容的学习。在学习“自动重合闸”这一章时，首先介绍单相重合闸和三相重合闸，在此基础上引出综合重合闸的概念，即当线路发生单相接地故障时采用单相重合闸方式。发生相间故障时，采用三相重合闸方式。综合考虑这两种重合闸方式的装置称为综合重合闸。然后提问：如果发生单相接地短路时，选相元件拒动，综合重合闸如何动作？两相先后接地短路时如何动作？通过这样的启发方式让学生对三种重合闸方式进行逐步深入的学习，从而掌握各种工作方式的保护原理、特点。

继电保护中有些内容既相互联系又容易混淆，这时就要适当引导学生进行多方面对比，在对比分析中加深理解，在理解基础上加深记忆。比如在讲到距离保护时可以将之前讲解过的电流保护的知识点加以对比。尤其是二者的整定原则和灵敏性校验有什么相似和不同？不同点的根本原因是什么？动作电流与动作阻抗有什么关系？通过这些知识点的对比既可以让学生更好地掌握距离保护的相关知识，同时对电流保护的内容加以复习，这样能够使学生将继电保护这门课程更好地深入理解。

2.模块化教学

模块化教学法是以专业工种为模块，把专业理论和操作技能有机地、系统地结合在一起进行的理实一体化教学。它在理论学习和操作技能训练之间找到了最佳的切入点，注重教学内容的实用性。通过模块教学方法的实施可以强化学生的技能训练，促进学生动手能力的提高。教师在模块化教学过程中起到贯通、点拨作用，只讲解一些难懂的、易错的地方以及一些更快更有效的学习方法，从而更全面地发挥学生的学习自主性。

整定计算是继电保护知识中的重要内容，但现有教材中介绍整定计算知识不全面，不利于学生系统地学习整定计算知识。而现场实际保护装置的整定值主要是结合原始资料，根据保护原理和设计手册来计算。因此，在教学中应改变传统的学习方法，对于整定计算部分授课时只作简要介绍，学习的重点放到设计环节中。在课程设计或毕业设计环节中，可将继电保护中的整定计算知识分为电网保护的整定计算、变压器保护的整定计算、发电机保护的整定计算等几个模块向学生详细讲解，使学生通过具体的实例理解整定计算原则，并掌握整定计算内容。如发电机保护的整定计算参照某发电厂或程设计任务书，提出设计要求。设计时，首先让学生查阅资料，了解各种发电机保护的整定方法，然后结合设计要求讲解各种保护，进一步理解整定原则和方法。这样，经过课堂学习、设计环节之后能使学生较系统地掌握继电保护的整定计算知识。

三、利用现代化教学手段

继电保护课程理论知识比较抽象，涉及的专业知识较多，学生学习起来较难掌握，应采用多种教学形式结合的方式讲解。

1.多媒体教学的合理应用

可利用Authorware、Photoshop、Flash等工具自行开发多媒体课件，将复杂的继电保护设备、电路接线、工作原理以声音、图像、图形和动画等形式表现出来，有助于学生深入理解。目前，多媒体教学手段已被各级院校、教师接受和推广使用。

2.借助仿真软件进行演示

仿真技术辅助教学既可演示复杂系统的未知结果，又可演示系统随参数变化的变化结果或变化趋势，有助于学生对抽象理论的理解，更能弥补实验手段的不足。目前，各种火电机组仿真系统、变电站仿真系统、电力系统物理模拟和计算机仿真系统等仿真平台已得到广泛应用，可以在这些仿真平台的基础上开发相关的仿真项目应用到继电保护的教学中。利用开发的仿真平台可以模拟实际电力系统故障的发生、继电保护的全程动作情况，让学生亲历电力系统运行的实况，学会对事故的分析和处理，进一步理解保护的原理。

3.采用电化教学演示

继电保护课程的许多教学内容与生产实际背景密切相关，通过录制与生产实际背景相关内容的教学录像片，可以让学生直观地了解到生产实际中继电保护装置的实际安装、调试过程的各个环节，使他们在集声、像于一体的多媒体环境中轻松地掌握复杂、枯燥的安装调试过程。比如在介绍电流互感器的结构及工作原理时，可以播放有关在电厂或变电站中的TA二次侧在运行中开路后的现象、后果以及更换电流表或电流继电器时采取的方法与措施的录像，使学生在生动有趣的教学情境下掌握电流互感器的相关知识和操作技能。

四、重视实训、实践环节

目前继电保护规定的实验一般都是认识性、验证性的实验，发挥不了学生的主动性和创造性，因此，可减少验证性试验比例，适当增加设计性、综合性的实验项目，让学生自己接线和调整参数，模拟电力系统故障和保护装置的动作过程。通过实验进一步理解电力系统继电保护的工作原理和组成。

为了达到很好的实习效果，需要根据专业教学的时间安排好前期课程的设置。在开始专业基础课程前，首先安排学生在学校周边的电力系统进行参观性质的“认识实习”和“专业导论”，使学生建立起“专业”的概念和最基本的原理认识，然后在学习了一定的专业知识后再组织学生到电厂、变电站或其他相关单位进行“毕业实习”。

五、结束语

电力系统继电保护是电自专业的一门核心课程。为适应继电保护技术的发展，应加大继电保护课程教学体系改革力度，在教学中体现继电保护原理、装置、整定计算的有机结合，以适应技术发展的要求，培养出适应电力行业需求的专业人才。

参考文献：

[1]张保会,尹项根.电力系统继电保护[M].北京:中国电力出版社,2005.

[2]王世强,兰琴.启发式教学在继电保护课程教学中的应用[J].重庆电力高等专科学校学报报,2009,(8).

[3]黄永红,杨泽斌.电力系统保护与控制课程改革与实践[J].中国电力教育,2009,(6)．

[4]吴彤,丑正汶,涂光瑜.新时期电力工程类专业生产实习探索[J].电力系统及其自动化学报,2004,(4)．