基于TQXDB―1A多功能继电保护实验培训系统的应用研究

【摘要】从电力技术类专业继电保护等电气二次部分课程的实验实训教学需求出发，针对TQXDB-1A型多功能继电保护实验培训系统进行实践教学的应用研究。介绍了TQXDB-1A型继电保护实验培训系统的构成特点及基本实验项目，总结了如何利用该培训系统开展课程设计等综合训练的一些做法，并结合工程实际及教学应用中的一些问题提出了改进设想，以期进一步提高该实验培训系统与工程实际的契合度，为学生顺利走上工作岗位提供更好的训练平台和更多的训练项目。

【关键词】TQXDB-1A;继电保护;实验实训;改进

1.引言

实践教学在高职教育中的重要性众所周知，搞好实践教学是高职教育发展的关键，是高职教育改革的“核心”和“突破口”。它关系到学生的未来就业和职业生涯，直接影响高职教育的生存与发展。因此，各大高职院校在办学经费紧张的情况下，仍想尽办法来加强实践教学设备及环境的投入，很多高职学院的实践教学条件得到了极大的改善和提升。随着实践教学硬件条件的改善，如何充分发挥实验实训设备的功效及使用效率就成了当务之急。本文针对TQXDB-1A多功能继电保护实验培训系统（以下简称继电保护实验系统）在高职电力技术类专业继电保护等课程的实践教学应用进行研究，在分析总结实践应用方法及效果的基础之上，提出了部分改进设想，以期能开出更多的与工程实际结合紧密的训练项目，进一步提高设备的利用率，为学生职业岗位能力的训练提供更好的平台，为专业人才培养目标的实现奠定坚实的基础。

2.继电保护实验系统的构成及功能特点

2.1 基本构成

“TQXDB-1A型多功能继电保护实验培训系统”采用实验台结构，实验台主要由TQWB-III多功能微机保护实验装置、常规保护继电器、成组保护接线图、信号源、控制回路模块、按钮开关、万能转换开关及直流电源、信号灯、蜂鸣器等附件构成。

2.2 能完成的主要实验实训项目

该实验系统能完成的主要实验实训项目有常规继电器特性实验（8大类型）、常规继电器组合后的成组保护实验、10KV微机线路保护实验（具备三段式电流保护、电流电压联锁速断保护、反时限电流保护、低电压起动过电流、复合电压起动的过电流、自动重合闸、低压减载等功能）、具有事故灯光控制的断路器控制回路实验、闪光继电器构成的中央信号实验、冲击继电器构成的中央音响信号实验等，基本能满足继电保护等电气二次部分课程的实践教学需求。

3.实践教学应用分析

3.1 实验实训项目的开展情况

TQXDB-1A型多功能继电保护实验培训系统自2009年底投入使用以来，从实验室使用登记表的记录情况看，主要针对电力系统继电保护、电气二次回路等课程的实践教学开展了部分实验实训项目。其中，电力系统继电保护课程主要开展的实验实训项目有单个继电器的电气特性实验、常规两段式电流保护实验、方向性电流保护实验。电气二次回路课程主要开展的实验实训项目有事故灯光控制的断路器控制回路实验、具有防跳功能的断路器控制回路实验、冲击继电器构成的中央音响信号实验、闪光继电器构成的中央信号实验。

3.2 实践教学中存在的问题

3.2.1 实验培训系统自身存在的不足

（1）实验培训系统生产厂家没有提供完备的设备技术说明书，不利于实验设备的维护;

（2）生产厂家提供的实验指导书中部分原理接线图有错误、部分项目的操作步骤不清楚（比如整个实验台有多个电源开关，其操作顺利及功能作用等没有介绍），不利于职业素养的养成及新教师的培训使用;

（3）电磁型电流继电器（或电压继电器）的2个线圈引出接线端子只有1对（被厂家设计为串联连接方式），不利于通过对继电器两个线圈进行串联或者并联的定值调整设计训练;

（4）电磁型时间继电器的延时时间参数测试没有配备测试仪表，无法准确测量;

（5）一次系统模型部分没有配备相应的测试仪表，无法监控一次系统电压、电流等电气参数;

（6）一次系统试验电源电压直接接三相交流380V电源，没有被三相调压器控制，因而无法控制一次系统模拟短路故障后的故障电流大小（设备安全保障性不够）。

3.2.2 实验实训项目的应用开发问题

由于设备生产厂家提供了较详细的实验指导书，所以多数任课教师直接利用指导书中的实验项目开展相应的实践教学。目前主要开展的是单个继电器的特性试验、利用特性实验信号电源进行单相两段式电流保护模拟试验，并没有模拟出线路故障后保护跳闸断电的真实效果，与工程实际脱节较严重，在校内举行的学生继电保护技能大赛中可以证明这一点。比赛中，多数同学对采用两相两继电器式电流保护接线方式完成电流III段保护的模拟实验要（工程实际中的应用状况）没有感觉，仍按照平时上课时训练的接线方式（单相式接线原理）去完成，其结果可想而知。显然，该实训设备的功能作用远未充分发挥，整体利用率并不高。

4.综合应用开发及改进设想

4.1 实验系统改进设想

针对常规继电保护实验中的一些不足，提出以下几点改进设想：

（1）实验系统中使用的三相交流电源先经过三相调压器后，再由三相调压器的输出端接入实验系统中，达到通过控制一次系统电源电压来限制输电线路模拟故障后短路电流大小的目的，以保障相应实验设备的使用安全和使用寿命。

（2）电磁型电流继电器（电压继电器）的两个工作线圈分别引出2对接线端子，以便学生充分理解两个线圈串联与并联后动作值的变化关系。

（3）特性信号实验电源部分的电流源输出因为调节旋钮损坏无法调节大小的问题，采用新增独立的电流源来代替原有电流调节方式，从而提高电流调节的可靠性。

（4）利用微机保护测试仪代替实验台的部分辅助仪器设备来完成如方向继电器等特性试验。

4.2 综合应用开发设想

基于本实验台的功能结构组成特点，结合电力系统继电保护、电气二次回路等课程的教学标准及目标要求，重新编制与工程现场操作步骤及标准要求更贴合的工学结合实训指导书，多开发、开设综合性更强的实训项目，减少单一的特性实验。举例如下：

（1）继电保护课程设计：《35KV电网继电保护设计》。学生完成方案配置及相应的整定计算后，就可以利用本实验系统中的器件完成最后的保护装置设计并演示动作效果。

（2）各类基本的传统保护模式跳闸综合实验。从一次系统运行方式模拟、故障参数的计算、保护的原理接线、故障模拟等全过程对学生进行综合性训练。与真实工程现场的线路保护装置基本一致。特别是电流互感器及断路器跳闸控制回路方面真实感很强。

（3）微机线路保护的基本训练。主要是熟悉微机保护装置的参数设置、故障信息查询等综合应用方法，与传统保护的训练重点不一样，微机保护装置从实验接线来说更加简单。

参考文献

[1]tqxdb-1a多功能继电保护实验培训系统[Z].湖南长沙同庆电气信息有限公司.

[2]张亚妮.电力系统继电保护（第2版）[M].四川：西南交通大学出版社，2012.

基金项目：重庆水利电力职业技术学院2011年度校级教改项项目“高职院校发电厂及电力系统专业群实训基地构建研究与实践”（渝水职院教[2012]13号）阶段性成果。

作者简介：李波（1962―），男，重庆人，工程师，现供职于重庆水利电力职业技术学院，研究方向：电气工程及自动化。