电力线路电流保护的实训方法分析 李波重庆水利电力职业技术学院 【摘要】从重庆水利电力职业技术学院现有实训条件出发，介绍了电力线路电流保护的两种模拟实训方法及实施要点，对比分析了两种方法的优缺点，提出了 以传统保护训练为基础，强化微机保护综合训练的实践教学建议。 【关键词】电力线路；电流保护；实训方法 １．引言 在工业体系中，电力系统继电保护 是电力工业的一个必不可少的重要组成部 分，它担负着保障电力系统安全稳定运行 出线 的重要职责，是一种电力系统安全保障技 术。电力系统继电保护课程是电力技术类 √Ｇ 专业的一门核心专业课程，具有理论和实 Ｂ Ａ 践并重的特点。２００９年以来，重庆水利电 圈１ １ ＯｋＶ电力线路网络简图 力职业技术学院（以下简称我院）先后投入 ¨ ３００余万元资金新建了三个继电保护专业实 训室，为电力系统继电保护等课程的教学 １ＴＡ Ｂ 改革与实践创造了良好条件。本文结合我 院继电保护实训条件，介绍电力线路电流 保护模拟实训的两种方法，提出传统保护 与微机保护穿插融合的教学建议。 ２．电力线路电流保护概述 ｕ电力线路发生短路故障时，电源与故 障点之间的故障相线路将流过比正常运行 ＿， 电流大很多的短路电流。因此，可利用短 路电流大于正常运行电流的特征，通过测 量各条线路电流的大小来构成电力线路的 保护，该保护被称为过电流保护，简称电 一 一舯 流保护。由于过电流保护构成简单、性能 可靠，被广泛应用在３５ｋＶ及以下的电网保 ¨ 围２单相式电流保护Ｉ ＩＩ段模拟电气接线图 护中。典型的过电流保护有无时限电流速 ＼一 ，ｆ 断保护（简称电流保护Ｉ段）、限时电流速断 一～ 站１ＱＦ处，从１ＴＡ￣－次侧获取故障电流，最 的实际工程应用能力训练不利。 保护（电流保护ＩＩ段）及定时限过电流保 ３．２利用微机线路保护装置完成保护 护（电流保护ＩＩＩ段）等三种基本形式。功 终控制１ＱＦ动作。图中开关Ｑｓ１ ＱＳ８的分与 合的不同组合可模拟出电力系统运行方式 模拟 能较完备、性能较完善的电力线路电流保 前述方法是针对传统的机电型电流保 护通常由电流保护Ｉ段、电流保护ＩＩ段、电 的变化（改变系统电源等效阻抗大小）。护进行的模拟训练，而继电保护技术发展 ３．１．２保护模拟电气接线图 流保护ＩＩＩ段三种电流保护共同组合而成， 单相式电流保护ＩＩＩ段的模拟实训电气 到今天，微机型继电保护装置（简称微机保 简称为三段式电流保护［１－２］。三段式电流保 ◇帆 护）己成为了继电保护装置的主要型式，它 护是学习电力系统继电保护课程最先接触 接线图［。］如图３所示。 根据图２所示接线图，如何完成由电流 代表着电力系统继电保护的现在和未来。因 到的一种线路保护，也是该课程内容中最 保护Ｉ段、ＩＩＩ段共同组合而成的两段式电 此，微机保护装置的调试、测试等能力训练 简单、最基本、最重要的一个知识点，在 教学过程中均会安排相应实验实训任务来 流保护的接线呢？通常留给学生自行思考 必然是电力系统继电保护课程教学的重点。 下面结合我院现有的ＥＤＣＳ６０００系列微机保护 强化熟悉和掌握三段式电流保护的构成原 并完成相应接线图的绘制。３．１．３实训操作要点 综合自动化监控设备介绍微机电流保护的模 理、加深对保护动作过程的理解、逐步培 （１）学生自行设计单相两段式电流保 拟实训方法。 养学生对保护原理展开图的绘制和识读能 由于ＥＤＣＳ６０００系列微机保护综合自动 力。由于电流保护ＩＩ段与电流保护ＩＩＩ段的 护电气接线图并完成接线：（２）整定电流保护Ｉ段、ＩＩＩ段的动作 化监控屏是真实的工程产品，所以保护的 构成原理及构成元件基本一致，所以，在 电流值及ＩＩＩ段的延时时间（为了设备安全 模拟实训必须借助微机继电保护测试仪和 实践教学中，通常只对电流保护Ｉ段、电流 般整定为２ｓ即可）； 模拟断路器两种辅助设备。利用该微机保 保护ＩＩＩ的组合（简称为两段式电流保护） （３）通电，模拟线路故障（各类故障 护监控屏进行电流保护的模拟实训时，实 进行模拟训练，下面结合我院实训条件对 电力线路电流保护（两段式）的模拟实训 的模拟实验台已经设计好，操作者只需要按 训操作要点ｎ 如下：下相应故障类型设置按钮即可），观察两段 （１）熟读微机线路保护装置的原理接 方法展开分析研究。 ３．电力线路电流保护的模拟实训方法 式电流保护的动作配合情况（如被保护线路 线图及端子排接线图，在保护监控屏的端 １ＱＦ的状态、保护动作的信号状态等）。 子排上找到线路三相电流的输入端子及断 分析 该实训方法的优点：能模拟电力系统 路器的跳合闸出口的接线端子；３．１利用多功能继电保护实验培训系 （２）将微机保护测试仪的电流输出信 运行方式的变换（最大运行方式、最小运 统完成保护模拟 号等接入对应的保护屏的端子接线排；同时 ２０１Ｏ初，我院投资新建了第一个继电 行、长期运行方式）、电力线路的投退运行 保护专业实训室。该实训室由６台多功能继 操作；配有电流互感器，能模拟两相不完全 将模拟断路器也接入相应的控制回路中；（３）将微机线路保护装置的电流保护 电保护实验成套装置组成，主要完成常规 星形接线的电流保护，与工程实际贴合较紧 电磁型继电器特性实验、１ＯｋＶ电力线路常 密，真实感较强。缺点：由于构成电流保护 Ｉ段、ＩＩＩ段同时投入，其余保护退出；同 的继电器等器件的电气接线端子都被引出到 时整定好电流保护Ｉ段、ＩＩＩ段的动作值； 规电流电压保护实验及微机保护实验。 实验台面板上，所有接线均在面板上进行， （４）调节微机保护测试仪的输出电流 ３．１．１电力线路网络简图 （Ａ、Ｃ两相），使其大于电流保护Ｉ段整定 本实训项目以下图ｌ所示的电力线路网 这不便于学生观察和熟悉继电器等电气器件 络为一次模型，假设电流保护安装在Ｂ变电 的实际接线端子状态，对继电器等电气器件 值，并按下启动按钮，观察两段式电流保 ｆ＿ 一 ¨一赫惭 一网文 辱 一３７一 》》》詹子 界 单片机实践教学改革探讨 倪刚永城职业学院 【摘 要】单片机是综合实践性要求比较高的课程，在教学过程中，充分利用实验和实训提升学生动手能力有待于实践课程设计和教学质量的提升。本文分析了 当前单片机实践课程的情况并提出了＿些较为有效的实践课程方法和手段，有助于单片机课程教学工作的顺利开展和学生动手能力的培养。 【关键词】单片机；实践课程；教学改革；工学结合 随着电子技术的快速发展，以单片机 为代表的微处理器技术也在日新月异的变 化，单片机具有体积小、灵活性好，价格 便宜等优点在智能控制、家用电器、机电 设备和工业自动化控制领域得到广泛的应 用。在高等职业院校电子类专业课程中， 单片机课程是核心专业课程，也是培养学 生技能水平和就业能力的重要方面。 单片机课程涉及较多的硬件架构和软 件编程内容，在教学过程中呈现出知识点 多、逻辑性强、涉及面大、入门困难，对 初学者来说体系复杂，学习较为吃力。 在实际教学过程中，结合学生学习 实际情况，有目的、有特点的开展了一些 实践课程，以就业为导向，在实践能力方 面着重培养学生的能力，合理设置实践环 节，改革教学环节，利用先进的教学理念 和手段，在单片机实践教学过程中收到了 良好的效果和较高的培养质量。 １．单片机课程的基本特点 单片机课程是在模拟电路、数字电 路、ｃ语言课程的基础上核心专业课程。要 求学生在课程结束是能掌握基本的电路设 计能力，软件设计能力和系统开发能力以 及独立思考和解决问题的能力。 课程内容主要包括单片机硬件架构， 软件设计方法，接口技术，实时操作系 统，外围扩展电路设计，实时操作系统设 计与应用程序开发。扩展课程包括ＡＲＭ嵌入 式系统开发，ＤＳＰ信号处理等。 在课程教学过程中，要求学生的基础 知识范围比较广，知识点综合程度较高，实 践过程周期比较长。同时要求授课教师需要 了解前沿技术和发展方向，能够及时掌握发 展动态，并运用到实践教学过程中。 ２．当前单片机实践教学模式的缺点 单片机课程是实践性比较强的课程， 在现有的教学过程中，存在一定比例的实 践教学课程。当前实践教学课程的主要方 式是利用开发板和现有模块，组合电路， 结合开发板教程和实验教材，将教程和教 材内的样例编写并下载 这样的教学方式存在以下３－ｔ＂－问题。 ２．１实践环节没有思考过程 学生在实践过程中，由于有现成的素 材和资料，直接将程序从书上抄到计算机 里，没有经过独立思考和自主编写，缺乏 积极有效的锻炼，一旦学生离开了教材和 教程便会束手无策。 ２．２实践环节零碎不完整 在学习过程中，由于是采用模块化的 学习方式，学生在掌握了各个模块后，由 于缺少整体的学习和训练，不能将各个功 能模块有机结合起来，最终形成单个模块 可以工作，但是整体联调的时候，出现不 工作或者工作状态不正确的情况。 ２．３实践环节与工作脱节 实践课程采用的单片机开发板只有具 体固定的功能，学生在经过学习掌握了开 发板上的固定功能后，缺少对系统完成的 深入了解，一旦更换了开发板或者脱离了 开发板，便不能很好的进行设计和开发。 ３．创新实践教学方法 在结合实践教学和理论教学的过程 中，充分发掘实践教学的潜力，推动理论 教学，最终形成高效的教学模式。要从以 下３个方面入手。 ３．１设计综合实践模式 在实践过程中，合理设计综合实践模 式，选取合适的教学内容和实践内容，使学 生能接触到完整的项目内容，并进行亲身体 会和设计。例如在学习按键检测和ｌｅｄ数码 管显示内容时，要求学生独立设计抢答器项 目，学生在这样的综合实践中便能良好的掌 握键盘扫描和ＬＥＤ显示的基本方法，并且能 够将不同的模块进行协同工作。 ３．２采用完整设计流程 在单片机系统设计时，让学生从基本 的元器件选择、电路图绘制、ＰＣＢ￥￣Ｊ板、焊 接、程序编写到综合调试完成完整的项目 流程。学生在这个过程中就能体会到各个 环节的重要作用和需要注意的地方，并且 掌握一些选型原则和设计方法，积累资源 为后续工作做好准备。 ３．３真项目，真工作的实践内容 在实践教学过程中，采用真项目的方 式提升学生的实践能力。通过网络资源和行 业企业项目申报，给学生争取到一定的支持 和项目工作，让学生真正完成企业需要的项 目，最后将学生完成的内容进行优化和企业 推广，投入到市场。通过这样的项目练习， 让学生在校期间就实现了顶岗实习和工学结 合，为其提升动手能力提供了良好的支撑。 ４．实践教学改革拓展 单片机实践课程离不开硬件设备和软 件设备的支撑。在实验室建设和实训基地 建设过程中，采用联合一些企业共建实验 室的方法补充先进的实验设备和单片机芯 片，利用企业优势和资源，补充学校硬件 资源的不足。同时也积极探求学生离校实 训的模式，通过进入企业进行工作和顶岗 学习，了解企业工作的需求，掌握工作必 须的基本技能。 实践教学一方面利用实践内容和方法 提升学生的积极性和动手能力，另一方面 也要结合一定的措施和方法才能达到较好 的效果。在实践教学过程中，采用调整考 核方式，注重平时成绩考核等方法，促进 学生学习的主动性和积极性。同时也引导 学生积极参与教育主管部门和企业行业组 织的电子设计竞赛，在竞赛中开阔视野， 提升技能。采用实验立项和科技创新的激 励方式，激发学生学习和实践的动力。 在单片机实践教学中采用综合的完整实 践流程，让学生真正掌握项目的研究、设计和 制作流程，提升实践技能，充分利用社会各界 资源，调动学生积极性和主观能动性，培养适 应社会需要的高素质单片机应用型人才。 参考文献： 【１】严其艳．高职单片机课程教学改革与实践Ⅱ】．中国西部 科技，２ｏ￣ｏ（ｏ６）． ［２］刘喜双，姚健．单片机课程实践教学改革探索Ｕ］．教育探 索，２０１３（０８）． 髑赵水英，郭焕银，张翠侠．基于应用型人才培养的单片机 实践教学之思考町．宿州学院学报，２０１２（０９）． 护的动作情况。同理，可调节微机继电保 时，即可以采用传统型继电保护装置，也 护测试仪的输出电流大于电流保护ＩＩＩ段、 可以采用微机型继电保护保护装置来完 小于电流保护Ｉ段的动作值，再观察两段式 成。虽然，微机保护是电力系统继电保护 电流保护的动作情况。 的现在和未来，但是，对于刚刚接触继电 本实训装置的应用中微机继电保护测 保护知识的学生来说，传统的机电型保护 试仪及模拟断路器的使用是关键，保护单 构成原理更直观、更容易理解，所以在实 元的原理接线图及端子排接线图的识读是重 际的教学过程中，传统的机电型电流保护 点。事实上，工程现场保护装置的安装调试 实训环节仍有必要保留。建议在电力系统 也必须借助于这两种仪器。显然，该保护装 继电保护课程实践教学环节中，先进行传 置的工程现场感最强，更有利于培养学生的 统保护的基础训练，使学生对保护的逻辑 工程实践能力。从电气接线的角度看，该微 处理过程有更深刻的理解和掌握，然后再 机保护装置的实训接线最简单，这也是传统 结合微机保护装置进行对比应用训练，让 保护与微机保护无法比拟的地方。 学生体会微机保护的性能优势及应用特 ４．结语 点。以传统保护为入门基础，以微机保护 由上可见，利用学院现有实训条件 原理及应用为教学重点，使二者有机融合 进行电力线路两段式电流保护的模拟实训 并贯穿整个教学过程。 参考文献： ［１］贺家李，宋从矩主编．电力系统继电保护原理（第三 版）口ｖｑ．北京：中国电力出版社，１９９４． ［２］尹项根，曾克娥主编．电力系统继电保护原理与应用（上 册） ｌ武汉：华中科技大学出版社，２００１． ［３］ＴＱＸＤＢ一１Ａ多功能继电保护实验培训系统实验指导 书阎．湖南长沙：长沙同庆电气信息有限公司，２０１０． ［４］ＥＤＣＳ６１１０线路保护测控装置产品使用说明书［ｚ】．重 庆：重庆新世纪电气有限公司，２００３ 基金项目：重庆市市级骨干院校建设子项目《电力系 统继电保护与自动化专业及专业群建设》（渝教ｉ‘； ［２０１３］４７号）阶段性建设成果。 作者简介：李波（１９６２一），男，重庆人，工程师，主 要研究方向：电力技术类专业实践教学与管理。 一３８一 网文 芬
