继电保护的试验范文

导语：如何才能写好一篇继电保护的试验，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：继电保护状态; 检修; 实际应用

中图分类号：TM774文献标识码：A文章编号：

Abstract: With the development of network change rapidly, the traditional management system already more and more adapt to power system security, stability, reliable operation, need to explore new technical equipment maintenance. Therefore, this article on the relay condition-based maintenance practical application was studied.

Key words: state relay protection; maintenance; practical application

电力系统的根本任务是经济而可靠地给用户供电，安全、经济、优质是对其的根本要求，与此同时更致力于降低运行及维护费用。作为防止故障及扰动对电力系统危害的一道重要防线，继电保护系统是必不可少的组成部分，对保证电力系统安全稳定运行、防止事故的发生和扩大起着至关重要的作用。继电保护装置的误动或者拒动都会给电网运行带来极大的影响。因此，在实际运行中为了确保继电保护处于完好的工作状态和提高继电保护装置动作的可靠性，减少设备的停运时间，延长设备寿命，降低运行费用，改善设备性能，除了需要及时发现并消除继电保护系统的故障和缺陷以外，还需要采用科学合理的检修策略对继电保护系统进行科学有效的检修、维护。

1.不同电压等级继电保护状态检修的特点

随着电力系统的不断发展，电力网络的不断增加，电压等级也从低压至高压、超高压、特高压不断升高，以及电力系统一次系统结构变化和技术发展，对继电保护的要求也越来越高。根据电压等级的高低，继电保护装置的功能和二次回路的复杂性也有着相当大的区别，因此继电保护状态检修也就有着各自的特点。本文仅就110kV及以下电压等级的继电保护状态检修进行讨论。

(1)110kV及以下电压等级的继电保护装置保护功能简单，收、发信机、故障录波等辅助设备少，基本上都是由单一的保护装置来实现继电保护功能。因此设备状态检测的内容较220kv电压等级和500kv电压等级少，基础台账收集工作量相对较小。

(2)110kV及以下电压等级的继电保护二次回路原理简单，其断路器操作回路为三相操作回路，并且不要求保护装置的双重化配置，较之以分相操作回路和双重化的保护装置的二次回路来说，其二次回路的监测问题相对简化，二次回路检查的工作量相对较小。

(3)110kv及以下电压等级的继电保护设备巡检周期较长。在整个电力系统中，110kv及以下电压等级的重要性较220kv电压等级和500kV电压等级弱，对设备的运行环境、保护装置的运行情况、设备的绝缘要求均不一样，因此运行设备的巡检周期也就有长有短，对检修策略的确定也会构成一定的影响。

2.继电保护状态检修的实际应用

2.1基础性资料的收集

继电保护状态检修是基于继电保护设备状态监测技术和设备自诊断技术，结合继电保护装置及其二次回路的运行和检修基础资料，通过继电保护设备状态评价、风险评估、检修决策，达到设备运行安全可靠，检修成本合理的一种检修策略。因此，收集继电保护设备的基础资料是继电保护状态检修的基础环节。继电保护设备的基础资料大体上包括四个部分:原始资料、运行资料、检修资料、其它资料。

(1)原始资料:包括变电站继电保护设备的出厂资料(包括保护设备型号、技术说明书、运行维护手册、平均无故障时间MTBF、批次号、出厂试验报告等)、供用方的技术协议、安装变电站时的工作联系单、相关会议纪要、安装记录、交接试验报告、竣工图纸、验收报告等。

(2)运行资料:包括继电保护设备的投运日期、投运后至今的运行情况(保护及插件更换记录、保护定值更改记录、保护检修记录、保护动作记录、电缆更换记录)、历年缺陷及异常记录、保护定值单、巡视记录等。

(3)检修资料:继电保护设备巡检记录、例行试验报告、诊断性试验报告、消缺记录、有关继电保护设备反措执行情况等。

(4)其它资料:家族缺陷、历次状态评价报告、保护逻辑、保护软件版本、年度设备分析报告和年度运行分析报告(包括保护动作次数、保护同型号无故障时间、保护同批次无故障时间、保护动作正确率)等。

2.2巡检项目及巡检周期

继电保护设备的巡检是定期进行的为获取设备状态量的巡视和检查，包括运行人员的巡视和检修专业人员的巡检。对于110kV及以下的系统，针对微机继电保护设备运行主要巡视项目如下:

(1)微机保护装置现场运行环境检查，运行温度和湿度是否满足保护运行的要求;

(2)微机保护装置面板各运行指示信息、显示屏是否正常;

(3)保护屏内的各功能开关、方式开关、压板投退是否符合当时现场的运行状态需要，是否满足整定单要求，且接触是否可靠;

(4)保护装置与保护管理机及监控系统通讯状况、GPS对时情况是否正常;

(5)检查后台监控系统是否有异常信号，且此信号是否与保护装置上显示情况保持一致;

(6)电缆孔洞的防火封堵情况是否满足要求。

针对微机继电保护设备检修主要巡视项目如下:

(1)微机保护装置面板各运行指示信息、显示屏是否正常并检查定值区号和整定单是否一致;

(2)保护屏内的各功能开关、方式开关、压板投退是否符合当时现场的运行状态需要，是否满足整定单要求，且接触是否可靠;

(3)二次回路接线是否有松动情况、户外端子箱及端子排是否有锈蚀情况、二次接地是否可靠;

(4)检查电流互感器、电压互感器二次回路，对直流电源回路进行红外测温，检查回路的温度;

(5)检查微机保护版本，核对最新定值单并检查微机保护装置交流采样值;

(6)检查开入量与实际运行情况一致，并检查各项反措是否已执行，并满足反措要求。

对于110kV及以下的系统，继电保护设备运行巡视的周期要求每月巡视一次;而继电保护设备检修巡视的周期要求每年巡视一次。

2.3试验项目的确定

对微机继电保护的试验分为例行试验和诊断性试验两类。所谓的例行试验是指为获取设备状态量，评估设备状态，及时发现设备隐患，定期进行的保护停用状态下的各种试验。而诊断性试验则是说在巡检、例行试验等发现设备状态不良，或经受了不良工况，或受家族缺陷警示，或连续运行了较长时间，为进一步评估设备状态进行的试验。

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关键词：微机型保护装置;差动保护;注意事项

中图分类号：TP306文献标识码：A

随着时代和科学技术的进步与发展，传统继电保护系统的核心电磁式继电器已经逐步淘汰，更新换之的是目前比较推广的微机型继电保护。与常规保护相比，微机保护具有安装接线简单、先进的原理及结构、运行维护方便可靠、具有自检、及远方通信功能，可满足自动化发展的要求等特点。目前，这种比较先进的微机保护在水利行业也得到了广泛的应用。结合本单位实际运行、检修情况，其中微机差动保护是相对比较复杂的一种保护，所以调试起来也难免会遇到一些问题，对实验结果影响较大的原因总结有以下几点要注意。

一、平衡系数的设置

目前，大部分微机保护均采用由保护内部通过计算的方式进行Y-的数值和相位的自矫正。因此，尽管变压器是Y--11接线，但其CT采用Y/Y型接线，从而使外部接线简单。当然，也有一部分微机保护不这样，任然由变压器的CT接线矫正。因为差动保护的定值单中并没有高压侧平衡系数，这给测试和计算带来了不便。由于目前差动保护装置的生产厂家，品牌有很多，软件设置各不相同，所以通常用测试仪中“递变试验”单元检验差动门槛和速断值来判定。由测试仪给高压侧A相输出单相电流，初始值为0A，步长为0.1A，缓慢增加电流值至保护动作。如果实测的动作电流是1.732倍的整定值时，则计算时高压侧平衡值系数取1.732.如果实测的动作电流等于整定值时，则计算时高压侧平衡系数取1。对于微机差动保护，实际上比例制动和差动速断是两套保护，所以很多保护都设置了控制字，用于投、退这两种保护。测试差动速断保护时，一般应将“比例差动”保护由控制字退出。但有些保护没有这种功能，则只有在比例制动保护动作后，继续增加输出电流，从保护装置的指示灯下或有关报文判断差动速断保护是否动住。所以，平衡系数设置不对可能会使测试出来的曲线与整定曲线偏差较大。

二、制动公式的选择

差动保护测试软件提供了五种形式的制动电流计算公式：

Ir=∣Ih-Ii∣/K ，Ir=∣Ih∣+∣Ii∣/K ，Ir=max｛∣Ih∣,∣Ii∣｝

Ir=∣Id∣-∣Ih∣-∣Ii∣/K ， Ir=∣Ii∣

式中K对应式中不同的K值。其中Ih为高压侧电流向量，∣Ih∣为高压测电流有效值，Ii为低压侧电流向量，∣Ii∣为低压侧电流有效值。

一般，国内保护的差动电流均采用Id=∣Ih+Ii∣,可表述为差动电流等于高、低压电流矢量和的绝对值，因此必须注意加在保护装置高、底压侧电流的方向。

制动电流的方程则各个品牌和型号的保护往往不同， 国内保护最常见的公式有三种；

Ir=max｛∣Ih∣,∣Ii∣｝ 正确表述为，制动电流等于高低压侧电流幅值的最大值。

Ir=∣Ih∣+∣Ii∣/K正确表述为：制动电流等于1/K倍的高低压侧电流幅值之和。其中K值大部分取2，个别保护为1。Ir= ∣Ii∣，正确表述为：制动电流等于侧电流的幅值。

对于测试时选用哪个公式最正确，则还需要效验计算得出。为讨论方便，假设某保护的定值为，变压器容量8000KVA，高压侧额定电压110KV，CT变比75/5，低压侧额定电压6KV，CT变比1000/5，差动启动值为1.5A，速断值33.6A，拐点值3.625A，斜率0.4，变压器接线Y-/11。首先，根据定值计算出高低压侧额定电流， Ie1=(8000/10)/(75/5)=4.85A，

Ie2=(8000/6/(1000/5)=6.6A，然后在递变实验中设置IA=Ie1=4.85A,相位为0°，IB=Ie2=6.6A,相位为180°，并设IA为变量，步长0.1A。测试仪IA接保护装置高压侧A相，测试仪IB接保护装置低压侧A相，测试仪IC接保护装置低压侧C相，高低压测的N相短接后接测试仪IN。点击“开始试验”按钮，保护应不动作。逐步增大（或减小）IA值致使保护动作。记下此时IA、IB的值，假设此时IA=11.15A，IB=6.6A，这样第一组数据测试完毕。当然也可以随机取一组IA、IB值，只要保证保护不动作。依据以上方法测试记录下几组保护动作时的IA、IB值，以便多验证几组数据，更准确地确定要选定的公式。下面以其中一组数据计算说明。已测得保护临界动作时高低压侧电流，依据上一节讲述的的方法计算出高压侧平衡系数为1，代入公式Id=∣Ih+Ii∣中得出Id= 4.5A，当Ir=max｛∣Ih∣,∣Ii∣｝时，Ir=11.1A。对于只有一个拐点的制动曲线，一般比例制动的动作方程为:Id>Icd+K×(Ir-Ig)。对于有两个拐点的制动曲线，为了简化方便计算，一般将两个拐点值设为一样。其中Icd为差动启动值，Ig为拐点值，K即为这里要计算的比例制动斜率。将以上公式换为等号则得到方程Id=Icd+K×(Ir-Ig)，求得K=0.4 ；当Ir=∣Ih∣+∣Ii∣/K=8.85A，其中K=2时，求得K= 0.57；当Ir= ∣Ii∣=6.6A时，求得K=1.0。将实算值与整定的比例制动斜率进行比较，最接近的那个即是要选定的制动公式。

三、试验接线方法

(一)、当变压器为Y/Y0接线时，实验的接线很简单。测试A相时，测试仪IA接保护装置高压侧的A相，测试仪IB接保护装置低压侧的A相，保护装置高低压侧的中性线短接后接测试仪的IN。测试B、C相时接线与上述类似。

(二)、当变压器为Y/Δ-11型接线时，常用的接线为，测试A相时，测试仪IA接保护装置高压侧的A相，测试仪IB接保护装置低压侧的A相，测试仪IC接保护装置低压侧的c相，保护装置高低压侧的中性线短接后接到测试仪的IN。其中IC作为补偿电流。要注意的是测试仪IA的相位设为00，IB的相位设为1800，IC的相位应设为00。在测试变压器B相时，测试仪IA、IB分别接保护装置对应的高低压侧B相，而IC则接到保护装置低压侧的a相。在测试变压器C相时，测试仪IA、IB分别接保护装置对应的高低压侧C相，而IC则接到保护装置低压侧的b相。三个电流的相位设置与A相一致。

(三)、当变压器为Y/Δ-1型接线时，常用的接线为，测试A相时，测试仪IA接保护装置高压侧的A相，测试仪IB接保护装置低压侧的A相，而测试仪IC则接保护装置低压侧的b相。保护装置高低压侧的中性线短接后接到测试仪IN。其中IC作为补偿电流，电流的相位设置与Y/Δ-11型接线一样。在测试变压器B相时，测试仪IA、IB分别接保护装置对应的高低压侧B相，而IC则接到保护装置低压侧的c相。在测试变压器C相时，测试仪IA、IB分别接保护装置对应的高低压侧C相，而IC则接到保护装置低压侧的a相。

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【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.

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关键词：继电保护；供电系统；电力变压器故障

中图分类号：TM7文献标识码： A

一、电力变压器的常见故障和非正常运行状态

电力变压器的故障分为内部和外部两种故障。内部故障指变压器油箱里面发生的各种故障，主要靠瓦斯和差动保护动作切除变压器；外部故障指油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，一般情况下由差动保护动作切除变压器。速动保护（瓦斯和差动）无延时动作切除故障变压器，设备是否损坏主要取决于变压器的动稳定性。而在变压器各侧母线及其相连间隔的引出设备故障时，若故障设备未配保护（如低压侧母线保护）或保护拒动时，则只能靠变压器后备保护动作跳开相应开关使变压器脱离故障。因后备保护带延时动作，所以变压器必然要承受一定时间段内的区外故障造成的过电流，在此时间段内变压器是否损坏主要取决于变压器的热稳定性。因此，变压器后备保护的定值整定与变压器自身的热稳定要求之间存在着必然的联系。

变压器的不正常运行状态即变压器在故障状态运行的状态，变压器在不正常的运行状态运行，会加快绝缘材料老化、使得铁芯、绕组和其他金属构件热量过高，从而降低绝缘强度，减少变压器的使用寿命，导致其他故障的发生。因此，电力变压器要装设继电保护装置，以及时将短路故障切断，防止更大的损坏的发生。

二、电力变压器常见故障

电力变压器在运行过程中，一般常出现的故障主要分为内部故障和外部故障两种。内部故障的危险性要大于外部故障，曾有内部故障在严重情况下导致变压器油箱爆炸，造成整个供电系统瘫痪。电力变压器常见的故障主要分为芯体、变压器油、磁路等方面的故障。芯体故障主要就是集中在绝缘层老化或者线圈受潮导致的短路方面，短路会使绕组造成的机械损伤，影响变压器的使用。变压器油故障主要是绝缘油长时间的高温运行，导致氧化或吸收空气中的水分使绝缘性能下降，进而导致一定的闪络放电情况。也有部分的变压器油故障是由于油泥沉积阻塞油道，进而使变压器的散热性能变差，长时间运行导致危险发生。磁路故障是变压器最常见故障，磁路的芯体绝缘老化，导致漏磁漏电情况，或磁路的螺丝碰接铁芯导致磁路不能正常工作，或压铁松动引起电磁铁振动和噪声等。这些故障有的能够通过异常现象发现并及时排除，但更多的是隐形故障，平时很难发现，使在变压器故障状态运行是很危险的，需要及时的发现并且排除故障。

三、继电保护

（一）继电保护的特点与要求

继电保护装置是目前人们采用的最普遍的装置，自继电保护装置应用开始，短时间内就得到广泛利用，主要是由其特点决定的。继电保护的特点是可靠性高、

实用性强，并且能够实现远程监控。继电保护应用的装置是配置合理并且科学技术含量高的继电保护装置。继电保护的信息管理技术采用方法库与数据库，整个信息管理系统由传统的分散式传输转变为集中式运输。各种新技术与新系统的使用使继电保护的可靠性增强。继电保护信息系统的应用，使供电系统中出现的实际问题，能够通过系统有效的对各个部分中的各类数据及时使用和共享，更方便工作人员的操作，因此继电保护的实用性也得到增强。随着电子技术与信息化技术在各个领域的推广与应用，供电系统也及时的根据实际情况采用了新的信息化技术。通过电子信息技术的应用，能够对供电系统的电力变压器的运行状态，进行二十四小时无人监控。最先进的是通过运行状态分析，能够发现电力变压器的隐形故障，及时的在大的故障产生前把隐形故障排除，保障了供电系统的安全平稳运行，减少了经济损失。

现代的继电保护虽然有着非常好的优势，但是对装置的要求更高，没有好的继电保护装置，继电保护的特点与性能就不能完全发挥。继电保护装置最基本的要求就是灵敏性与可靠性。供电系统一般要求继电保护装置的设计原理、整定计算、安装调试等全部要正确无误，还要求组成继电保护装置的各元件的质量可靠。继电保护装置也需要定期的进行运行维护检查与保养，尽量提高供电系统变压器继电保护的可靠性。

（二）继电保护措施

1.瓦斯保护

瓦斯保护是供电系统电力变压器油箱的主要保护措施，能够在变压器油箱发生内部故障的时候自动启动。变压器油箱内部发生故障一般会引起油面降低，瓦斯继电器的能够平衡锤的力矩会发生变化而降落，从而接通上下触点，自动发出报警信号。供电系统的电力变压器发生突发性的严重事故的时候，也会有相应应对措施。变压器的最严重故障为油箱漏油，油箱漏油会使变压器发生爆炸，导致整个供电系统瘫痪。漏油使电力变压器的液面会发生较大的变化，继电器的上下触点也能够接触，初步实现自动报警。随着漏油的继续，油位降低到一定数值，继电器能够自动跳闸保护整个供电系统，避免大的损失产生。供电系统的电力变压器大多在0.8MVA以上，都应该配备瓦斯保护装置。

2.差动保护

供电系统的变压器内部引出线短路，绝缘套管相间短路故障发生时，变压器内的匝间出现问题时，继电系统都会及时启动电流速断保护。电流速断保护的主要优势是能够准确的定位故障发生的位置，及时分析出发生故障的类型，然后马上调用内部已经编订好的程序，根据故障的情况发出相应的预警措施。如果故障程度比较轻，差动保护可以预警后并延长故障继续发生的时间，为专业人员的维修提供一定的时间差，同时差动保护还可以利用已经编好的程序，对小型故障进行自动的排除等。如果故障程度比较严重，差动保护会直接报警并且断电，避免短路后经济损失情况的发生。由于差动保护具有以上的优势，目前供电系统广泛采用该技术，它将成为未来继电保护的一种趋势。

3. 过电流保护

过电流保护是作为瓦斯保护和差动保护后备保护，可以准确反应出变压器短路所导致的过电流。过电流保护装置一般是装在电力变压器的电源侧，并且根据变压器的要求装配不同的保护装置。升降压变压器处可以装配复合电压起动的过电流保护，大接地电流系统中，可以在变压器外部装配零序电流保护，作为主变压器保护的后备保护。过电流保护的具体启动方式应该根据相配备的变电器的相应数据进行合理选择，没有统一的标准，可以根据供电系统的不同需求装配不同的 过电流保护装置。

4.过励磁保护

现代供电系统由与工作电压过高，电力变压器的额定磁密接近饱和。频率降低时与电压升高时，变压器都很容易出现过励磁，导致铁心的温度上升影响绝缘性能。安装励磁保护装置，可将变压器的过励磁引起的过电流反映出来，从而可防止变压器绝缘老化，提高变压器的使用效能。

5.过负荷保护

过负荷保护能够反应变压器正常运行时所出现的过负荷情况。过负荷装置仅在变压器有可能过负荷的情况下才装设，通常能够检测出过负荷的信号。它的基本工作原理为：一相上进行一个电流继电器的装设，并经过一定时间延长动作于信号来进行过负荷保护

四、结论

供电系统的电力变压器由于运行时的各种因素产生故障，对供电系统的安全与稳定造成影响。许多隐性的故障人工排除比较困难，突发性的严重故障会造成巨大的经济损失，必须要有好的继电保护促使才能避免损失。而事实证明，继电保护装置措施可以改善变压器严重故障发生概率，对于隐性故障能够起到报警作用。研究和应用继电保护措施，可以促进供电系统的稳定与安全。

参考文献：

[1] 丁永生. 10kV供电系统中变压器继电保护分析[J],中国新技术产品,2009（23）

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关键词：继电保护；实验教学；改进；实践创新

作者简介：谢路生（1977-），男，福建龙岩人，厦门大学机电工程系，工程师；林育兹（1959-），男，福建泉州人，厦门大学机电工程系，高级工程师。（福建 厦门 361005）

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）29-0093-02

提高学生的实践能力和创新能力，既是经济社会发展对人才素质的要求，也是学生自我发展和增强就业竞争力的现实需要。从总体上看，我国创新教育和实践课程体系还有待提升。“继电保护原理”是实践性很强的课程，既要了解电力系统继电保护的基本原理，又要掌握各种基本继电器的分析和整定原则，传统的实验教学不能充分体现该课程的内涵。[1-3]因此，需改进“继电保护原理”实践教学的手段和方法，提高继电保护实验的教学效果。

一、目前存在的问题

目前继电保护实验教学主要存在以下问题：[4，5]一是继电保护课程的实验学时偏少。一般实验学时只有4～8学时，难以完成必要的实验内容。二是传统保护实验内容偏简、偏少，普遍仅开设几个验证实验项目，难以达到教学要求。三是部分硬件条件不足，实验内容与生产实际差距较大。为此，从以下方面对继电保护实验教学进行改进，以提高学生的实践创新能力。

二、改进继电保护实验教学的措施

1.探索学生自主创新实验方案

从先进性和设计性出发，继电保护实验教学内容应以多种继电器特性和保护电路来配合实验。前者是对各种继电器特性的认识，后者则可加深理解器件功能和继电保护的原理与应用。为此，课题组在实验装置中引入了组合型综合性实验设计。在各种常规继电器特性实验的基础上，开设了单辐射式输电线路三段式电流保护实验、过流保护与三相自动重合闸装置（后加速）综合实验、三段距离保护和电力变压器保护等综合保护实验。在教学形式上，一是让学生根据实验方案，自己动手设定保护定值、改变电网运行方式以及调整参数，掌握一般的实验技能；二是让学生自行设计实验方案和动手实验，提高实践能力；三是积极开展开放性实验活动，提高学生的实践创新能力。实践表明，这种方式能够激发学生的学习激情，更好地发挥学生的主观能动性和参与积极性，动手能力得到了锻炼，解决实际问题的能力得到了提高，也有利于学生加深掌握专业内容。[6]

2.加强理论联系实际，整体优化实验内容

优化实验内容是改进实验教学的重要环节。过去，实验的重点主要放在理论的验证及实验技能的练习上，学生对实验内容和实验要求理解不透彻，对实验过程也不太理解，影响了学生的实验效果。因此，课题组首先从实验大纲入手，加强理论和实践的联系，在实验过程中把继电器、互感器、调压器等实物与书本符号紧密结合，把解决问题与原理分析相结合，有利于学生更好地理解理论和实验的联系。

根据“继电保护原理”课程的特点，课题组灵活调整了实验课的重心，采取了不同的实验方法，从总体上进行优化，把实验内容分为三类：基础性实验、设计性实验和综合研究实验。在实验内容上由简到难，由浅入深，循序渐进，逐步培养学生的实践能力和综合能力，实现了从“基本实验、加强实验到提升实验”的依次递进，对培养基础扎实、实践能力强、有创新精神的专业合格人才起到了重要作用。

3.加强动手能力和识图能力的训练

根据本课程的改革方案，一方面对常规验证性实验内容进行整合，包括电流继电器实验、时间继电器实验、信号继电器实验、中间继电器实验等；另一方面让学生自行设计综合性实验。如线路过流保护实验、单辐射式输电线路三段式电流保护实验、过流保护与三相自动重合闸装置（后加速）综合实验等。同时，还可以加大实验室的开放力度，让有兴趣的学生进行开发研究。通过实验教学改革与实验室开放，增强了学生的实际操作能力，也锻炼了学生独立分析问题和解决问题的能力。

实验结束后，根据继电器的动作值、返回值，如果返回系数不符合要求，要求学生掌握返回系数的调整方法。例如调整舌片的起始角和终止角、变更舌片两端的弯曲程度以改变舌片与磁极间的距离、适当调整触点压力等。

在“继电保护原理”实验上，识图能力是实验环节中很重要的内容。学生既要能看懂继电保护原理图，也要能看懂展开图。例如在线路过流保护实验中，让学生对照实物阅读保护二次展开图，分析保护的动作过程，然后通过实验来验证结果。这样可充分锻炼、提高学生的识图能力，为将来参加工作打下良好基础。

图1为10kV线路的过电流保护原理电路图。它主要用于表示继电保护和自动装置的工作原理与构成这套装置所需要的设备，可作为二次回路设计的原始依据。但原理图未画出各元件的内部接线，直流电源仅标明极性，信号部分也不能表示接线关系。因此需要二次展开图配合才能进行二次回路的施工。

图2是根据图1绘制的二次展开接线图。图2左侧是保护回路展开图，右侧是示意图。从图2可以看出，展开接线图由交流电流回路、直流操作回路和信号回路三部分组成。交流电流回路由电流互感器TA的二次绕组供电，电流互感器又装在A、C两相上，其二次绕组各接入一个电流继电器线圈，然后用一根公共线引回构成不完全星形接线。在直流操作回路中，画在两侧的竖线表示正、负电源；横线方向，上面两行是时间继电器启动回路，第三行是信号继电器和中间继电器启动回路，第四行是信号指示回路，第五行是跳闸回路。懂得电气原理图和展开图，是电气实验和设计的基础。

4.尝试模块教学法

尝试借鉴西方的“模块”（MU）教学法。[7]“模块”教学法是学习任务或工作任务的总称，从教学角度理解即将一门课程的知识点分割成若干单元，每个单元为一个小工作任务。学生首先必须掌握这个单元的基本理论和基础知识，然后将其扩展到应用中，完成一项具体任务，这样的单元称为模块。[8]继保实验“模块”一般过程如下：明确实验工作任务—制定计划—教师指导—自我实验—实验总结。在制定计划中，要求学生自主完成实验方案的制定；在自我实验环节，要求学生要善于思考，培养独立解决问题的能力；在实验总结中，不拘泥于成功的经验，允许分析不成功的原因，不看重实验结果，而是看重实验过程。正是这种模块教学，在一定程度上打破了传统实验方法的禁锢，促进了学生的思考和创新。

5.改进成绩构成，重视教学反馈

注重综合评定成绩教学反馈是重要的教学环节。通过该环节，教师不但可以评定学生的平时成绩，而且可以随时掌握学生的学习情况，及时修正教学方案。同时还有助于教师改进教学方法，提升自身专业水平。教学反馈的形式主要有课堂提问、讨论、课下答疑、实验报告等。成绩是学生非常关心的问题，在大力提倡素质教育的今天，大学生的各科成绩不能由一次期终考试来决定。因此，把过去比较单一的成绩评定改为由出勤情况、平时的实验报告和期末考试成绩构成。总成绩=考勤（10%）+实验报告（30%）+期末考试（60%）。随机抽查四个班级共193人的成绩分布统计结果如表1所示。图3是统计结果的柱状图。

从表1和图3可以看出，改进后的成绩评定方法符合正态分布规律，基本反映了学生对该课程的综合掌握能力。

三、实验教学效果

经过多年的教学改革实践和探索，“继电保护原理”的实验教学效果明显提升。首先，通过实验教学改进，学生不但掌握了现有的实验项目，而且在此基础上自主创新了实验方案。课题组引导学生认真思考如何将所学的各种继电保护、监控回路、自动重合闸装置等内容进行科学组合。学生通过自主设计构建综合性实验电路进一步提高了实验技能训练，提高了学生理论联系实际的能力。通过综合性设计实验，启迪了学生的创新思维，提高了学生对实验的兴趣，进而提高了继电保护课程的教学质量。其次，改进教学方法在一定程度上打破了传统实验方法的束缚，促进了学生思考和创新，促使学生提高了独立工程实践能力。最后，学生的学习激情得到了激发。学生积极主动参加课题组开设的开放性、创新性实验活动，通过在教学实验台上进行设计和操作，动手能力得到了进一步锻炼，发现问题、分析问题、解决问题的能力得到了进一步提高。

四、结论

通过坚持“重理论，强实践”的教学模式，课题组积极探索研究了新的实验模式，使实验内容更好地适应现代技术发展的要求。同时注重本课程实践教学环节的识图能力、工程实践能力和独立创新能力的锻炼。在今后的教学实践中，还要进一步培养学生严谨的科学态度，使其掌握科学的研究方法和解决工程实际问题的能力。

参考文献：

[1]武晓朦.电力系统继电保护实验教学探析[J].高校实验室工作研究，2007，（3）.

[2]李佑光，林东.电力系统继电保护原理及新技术[M].北京：科技出版社，2003.

[3]陈达银.创新实验室建设中的几个问题的探讨[J].实验技术与管理，2005，22（1）：9-12.

[4]梁志坚，王辑祥，等.对改进继电保护实验教学环节的思考[J].中国电力教育，2008，（3）.

[5]何瑞文，陈少华.关于现代电力系统的继电保护课程教学改革与建设[J].电气电子教学学报，2004，26（3）：21-22.

[6]张慧媛，李淑英.电力系统继电保护实验教学改革与实践[J].实验室研究与探索，1998，（4）.

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关键词：电流互感器 饱和 差动保护 误动作 伏安特性试验

近年来，广东省内多个发电厂出现过高压厂用变压器或起动-备用变压器在区外故障时或厂用大容量电动机起动时差动保护误动作的情况。究其原因，除个别是因为整定值的问题外，大多数是因电流互感器特性不理想甚至饱和而导致的。

众所周知，设计规程中对电流互感器的选型有严格的规定，要求保护用的电流互感器在通过15倍甚至是20倍额定电流的情况下，误差不超过5%或10%，即不出现饱和。而上面提及的出现差动保护误动的情况，无一例外地都选用了保护级的电流互感器。经过对几个电厂的大容量电动机起动电流的核算，最大容量的电动机起动时电流大概是变压器额定电流的3～5倍，远达不到电流互感器额定电流的15倍。那为什么差动保护还会因为电流互感器饱和而误动呢？

下面就电流互感器的工作原理、工作特性对保护的影响及其检验方法进行探讨。

3试验

以一次电流互感器的试验为例，说明通过伏安特性试验确定电流互感器饱和点的方法。

试验的电流互感器的额定变比为300 A /5 A，二次额定负载为0.2Ω。

3.1电流互感器变比试验

用电阻约为0.2Ω的导线短接电流互感器副方绕组，从原方通入电流并逐渐加大直至副方电流明显呈饱和状态。试验中除测量原、副方电流外，同时测量副方绕组的端口电压。试验接线如图2，其中的电压表为高内阻表。试验数据见表1，图3是根据表1数据所描的曲线。

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关键词：电力系统；微机保护；抗干扰；可靠性

中图分类号：TM774文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）36－0030－02

1引言

随着微机技术的大量应用，继电保护也逐渐迈向微机时代，微机保护具有动作速度快、校验简单、维护方便、体积小等诸多特点，使其在继电保护行业中的地位十分重要，但同时微机保护装置的工作环境有时较恶劣和复杂，其应用的可靠性、安全性成为非常突出的问题。

2电气干扰造成的后果

影响微机系统可靠、安全运行的主要因素是来自系统内部和外部的各种电气干扰，以及系统结构设计、元器件选择、安装、制造工艺和外部环境条件等。这些因数对测控系统造成的干扰后果主要表现在以下几方面：

（1）干扰侵入微机系统测量单元模拟信号的输入通道，叠加在有用信号上，会使数据采集误差加大，特别是当传感器输出微弱信号时，干扰更加严重。

（2）一般微机输出的控制信号较大，不易受外界的干扰。但微机输出的控制信号常依据某些条件的状态输入信号和这些信号的逻辑处理结果。若这些输入的状态信号受到干扰，引入虚假状态信号，将导致输出控制误差加大，甚至控制失常。

（3）微机中程序计数器PC的正常工作，是系统维持程序正常运行的关键所在。但若外界干扰导致PC值改变，破坏了程序的正常运行。由于PC值扰后的数据是随机的，因此可引起程序执行混乱。通常的情况是程序将执行一系列毫无意义的指令，最后进入“死循环”，这将使输出严重混乱或系统失灵不利情况下保护将拒动。

（4）电气干扰严重时将引起元器件及芯片损坏，造成装置短期内停止工作，其可靠性受到威胁。

3微机保护硬件可靠性措施

应用硬件抗干扰措施是采用的一种有效方法。实践证明，通过合理的硬件电路设计可以削弱或抑制绝大部分干扰。微机保护硬件抗干扰技术主要包括：

3.1直流电源抗干扰措施

直流电源贯穿所有部件，是装置的重要干扰源。目前通常采用由蓄电池或UPS电源供电、经逆变后的开关电源稳压并通过滤波器得到各种稳恒直流电压作为装置的电源，由于经过多级变压器和稳压滤波环节，其稳压能力与抗干扰效果都较理想。

3.2滤波技术

在输入电路外接端子前（与地之间）并联接入滤波电容，为浪涌电压和高频振荡提供低阻抗入的通道，可抑制共模干扰与差模干扰。对模拟量输入回路中的前置有源滤波器，调整运放器零点则可消除差模干扰。

3.3合理配线和布置插件

对装置内部输入大电流的通道和电源线等对其他弱电线路干扰的影响，应采取将微机保护的核心部分如CPU、存储器、A/D转换器和有关地址译码电路集中在1～2个插件上，并在布置上远离上述干扰源。从优化输入量方面来看，要尽量使输入量远离干扰源。

3.4对装置接地的处理

正确合理地接地是抑制干扰的主要方法。微机保护装置的接地包括两类：一类是金属机箱和各种隔离变压（流）器屏蔽层需与大地联接，接地电阻应小于10 Ω；另一类是指装置内部的数字地（或称逻辑地，即数字器件的零电位点），模拟地（即采样保持器）和A/D转换器模拟部件等的零电位。通常应将数字地和模拟地仅有一点相连，且两者都与内部直流电源零电位连接，内部零电位应全悬空，即不与机箱连接，以便有效地抑制共模干扰。

3.5数字电路干扰的抑制

数字电路的快速开断，伴随着电流的高速变化，由于存在电感而产生高频干扰电压。因此在设计印刷电路板时在靠近集成块的地方需装设高频去耦电容。每块印刷电路板上的电源引线两端也应装设10 μF～1 000 pF的去耦电容。微机保护的抗干扰不可能完全依靠硬件解决，软件抗干扰设计也是防止和清除整个微机保护受干扰的重要途径，并以此作为微机保护抗干扰能力的重要技术要求。软件抗干扰的设计可以较灵活地根据实际情况加以适当选择，防止干扰可能导致装置误动和拒动。

3.6在单片机与设备的接口处，采用光电隔离

由于设备可能在作用时向单片机输入一个较大的电流，从而导致单片机损坏，因此在两者之间加光电隔离。另外，在数字部分与模拟部分之间使用光电隔离，可以实现两者在电气上的完全隔离，这样即使数字地与模拟地不连接，也不会造成串模或共模干扰。

4微机保护软件可靠性措施

微机保护软件可靠性措施从数据采集的处理和软件程序两个方面来叙述。

4.1数据采集方面

4.1.1数据采集误差的软件对策

对于输入通道中没有被硬件完全消除的干扰，在信号数据被使用之前，采用数字滤波技术往往能取得较好的效果，随着微机运算速度的提高，数字滤波在实时数据采集系统中的应用将愈来愈广泛，下面介绍几种常用的方法：

4.1.2一阶滞后滤波法

在模拟量输入通道中，常用一阶滞后RC模拟滤波器来抑制干扰。当用这种方法来实现对低频干扰滤波时，要求有滤波器具有大的时间常数和高精度的RC网络。时间常数T越大，要求R、C越大，其漏电流也必然加大，从而使RC网络的精度加大了。采用一阶滞后的数字滤波程序，能很好的克服上述这种模拟量滤波器的特点，在滤波常数要求大的场合，此法更合适。其公式为：

Y（n）＝QX（n）＋（1－Q）Y（n－1）

式中：X（n）：第n次采样时滤波器输入值；

Y（n）：第n次采样时的滤波器输出值；

Y（n－1）：第n－1次采样时滤波器输出值；

Q：数字滤波器时间常数。

4.1.3程序判断滤波法

根据经验判断确定两次采样允许的最大偏差ΔY，若先后两次采样值的差值大于ΔY，则表明输入的是干扰信号，应该去掉，而且上次采样值作为本次采样值；若小于ΔY，则本次采样值有效。

4.1.4算术平均值法

对一点数据连续采样多次，计算其平均值，以平均值作为该点的采样结果。这种方法可以减少系统随机干扰对采样结果的影响。

4.1.5递推平均滤波法

算术平均滤波法每计算一次数据需测量N次。对于测量速度较慢或要求数据计算速度较快的实时控制系统，无法使用。递推平均滤波法是把N个测量数据看成是一个队列，队列的长度是N，每进行一次新的测量，就把测量结果放入队尾，而扔掉原来队首的一次数据，这样在队列中始终有N个最新数据。计算滤波值时，只要把队列中的N个数据进行平均，就可以得到新的滤波值。这种方法对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度高，灵敏性低，适用于高频震荡系统。

4.1.6中位值法

对一个采样点连续采样m次（m≥3），然后把m次采样值按大小排列，取中值作为该点的采样结果。这种方法可以消除偶然脉冲的干扰。

4.2程序处理方面

4.2.1程序运行失常的软件对策

窜入微机保护装置的干扰通常使程序运行失常，可在软件上采取一些措施减小干扰造成的损失。

4.2.2设置监视定时器

使用监视定时器的溢出中断使运行失常的程序复位。监视定时器可以是CPU外部的硬件定时器，也可以是CPU内部的软定时器。定时器的定时时间稍大于主程序正常运行一个循环时间，主程序每循环一次将定时器时间常数刷新一次。这样，只要程序正常运行，定时器不会产生溢出。而当程序失常，不能刷新定时器的时间常数而导致定时器溢出时，可利用溢出信号使系统复位（外部定时器），或利用溢出中断服务程序将系统复位（内部定时器）。

4.2.3失控程序的拦截

失控的程序可能把程序中的一些操作数当作指令码执行。对此，可采用指令冗余方法防止指令被拆散，即在程序适当位置，尤其是在调转指令之前加入两条NOP指令，将失控的程序纳入正轨。失控的程序也可能落在没有编程的ROM区，此时可在该ROM区设置软件陷阱，即将该区全部设置成复位指令或指向程序入口的调转指令。

4.2.4控制状态失常的软件对策

在条件控制系统中，人们关注的问题是能否确保正常的控制状态。如果干扰进入系统，会影响各种控制条件、造成控制输出失误。为了确保系统安全，可以采取下述软件抗干扰措施。

4.2.5软件冗余

对于条件控制系统，将控制条件的一次采样、处理控制输出，改为循环采样、处理控制输出，这种方法对于惯性较大的控制系统具有良好的抗偶然因素干扰作用。

5结束语

本文主要从微机保护的硬件和软件等几个方面，探讨了提高微机保护可靠性的方法。为提高微机系统的稳定性，还需要精心选择集成化程度高，抗干扰能力强，功耗小的电子器件。另外，元器件的精度是保证系统完成功能的重要保证。因此在使用前或经过一段运行时间后，都应对元器件及部件进行精密校正，如A/D芯片的调零及满程调整等。实践证明，这些方法是行之有效的，取得了良好的效果，基本能解决在现场运行中对微机保护的干扰问题。

参考文献

1 杨奇逊.微型机继电保护基础［M］.北京：水利电力出版社，1987

2 魏成刚.微机继电保护系统综述［J］.电气传动电气化，2000（5）：3～8

3 张梁.浅谈提高微机保护抗干扰能力［J］.华东电力，2002（12）：39～40

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5 张智锐.继电保护装置干扰防护若干措施［J］.广东电力，2000（3）：66～69

6 丁书文、杨雪萍、张承学.解决微机保护系统程序出轨的若干措施［J］.继电器，2000（5）：35～37

A Point of Anti－jamming Measures for Computer Protection

Fang Juntai, Wang Jin

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【关键词】职业能力；继电与微机保护；课程标准

教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》中指出：高职学院应建立突出职业能力培养的课程标准，规范课程教学的基本要求，提高教学质量。课程标准是规定某一学科的课程性质、课程目标、内容目标、实施建议的教学指导性文件。课程标准与教学大纲相比，在课程的基本理念、课程目标、课程实施建议等几部分阐述的详细、明确，特别是提出了面向全体学生的学习基本要求。

“电力系统继电与微机保护”课程，我校一直采用教学大纲来指导教学工作。虽然知识目标要求比较明确，但对职业岗位要求的技能、职业素质等方面却没有明确的要求，不适应现代职业教育的基本理念。根据教育部规定，响应学校号召，围绕继电保护岗位（群）职业能力要求，对“电力系统继电与微机保护”课程标准进行开发与研究，对提高教学质量、培养学生职业能力具有重要意义。

一、课程标准制定的指导思想

“电力系统继电与微机保护”课程是电气自动化专业必修的核心课程。学生毕业后的就业岗位主要是在电力生产及用电单位生产第一线，从事继电与微机保护的运行、维护、调试等技术工作。根据电气自动化专业培养目标，明确“电力系统继电与微机保护”课程目标及其在专业培养中的地位与作用，通过对职业岗位群调研，以岗位职业能力需求为导向、以企业需要为指针，以提高学生职业能力为目标，以典型工作任务分析为依据，以真实工作任务为载体，以行业企业共建教学环境为条件，校企合作，培养学生的职业能力和就业竞争力，形成以学生为中心、教师引导、理论-实践-应用一体化的工学结合教学模式。革新高职教育理念，开发“电力系统继电与微机保护”课程标准。

二、课程标准构建的各个要素

通过对国家职业标准、职业岗位（群）人才能力结构、典型工作任务以及相关构建职业标准要素逐一研究，构建包括课程的性质、课程的基本思路、课程目标、教学内容、实施建议等课程标准基本要素。

1.课程的性质

本课程是依据电气自动化专业人才培养目标和相关职业岗位（群）的能力要求而设置的，是一门理论与实践并重的专业课，对本专业所面向的继电与微机保护运行维护岗位所需的知识、技能、素质目标起支撑作用。通过该课程的学习，使学生明确继电与微机保护工作对电力系统安全运行意义重大，着重培养学生从事继电与微机保护的职业能力，达到从事相关岗位（群）所必备的专业知识和技能。

2.课程的基本思路

（1）突出职业技能培养。强化能力培养，是高等职业教育对学生培养目标的核心要求，在夯实学生文化知识底蕴的基础上，应重点关注职业实践能力、开拓创新能力、社会适应能力的培养和提高。结合国家职业标准及行业职业技能鉴定要求，根据岗位典型工作任务选择相关知识点、技能点来组织课程内容，构建突出职业技能培养的课程模式。

（2）构建知识、技能、素质全面发展的高技能人才培养模式。高技能人才是指能“适应生产、建设、管理、服务第一线需要的，德智体美全面发展的高等技术应用型人才”，相应的教学模式应以就业为导向，实现以知识传授为主的教学模式，转向知识、技能、态度并重，“教、学、做”一体化的教学模式，并将职业道德、爱岗敬业精神、团队协作精神等素质教育贯穿到教学活动的各个环节。

（3）构建与“能力本位”相适应的评价体系。重视学习过程，重视实际操作技能，重视学生分析问题和解决问题的能力，重视技能鉴定标准，将这些方面综合来构建评价体系。

3.课程目标

课程目标分为知识目标、技能目标、职业素质养成目标三个方面的要求。

（1）知识目标：了解继电保护装置常用基础元件；学会常用基础元件的的整定、接线、调试技术；掌握电力系统输电线路和电气元件保护的基本原理、配置及整定计算原则和解决继电保护问题的基本方法和基本技能，了解微机保护的实现方法。

（2）技能目标：正确使用常见的与继电保护有关的仪器和仪表，能看懂各种保护装置的原理图、二次展开图、简单的安装图，并能检查其回路接线的正确性，获得电力系统生产一线的二次安装、调试、运行、维护的能力。

（3）职业素质养成目标：获取新知识、独立学习的能力；制定、实施工作计划、检查与评价的工作能力；运用所学知识分析问题、解决问题的决策能力；敬业爱岗、认真细致、勇于创新、团队协作等社会能力。

4.教学内容

对继电与微机保护课程教学内容进行整合，实现理论与实践统一，将教学内容分为课程基础模块、基本技能模块、设计应用模块、综合技能模块。课程基础模块解决电力系统继电保护的理论认知问题；基本技能模块解决继电保护技术在电力系统网络、元件中的设置、配合问题；设计应用模块解决电力系统在运行过程中继电保护与现代技术应用的方式方法问题，学生将按照操作工艺与规程，实际安装保护屏、控制屏，模拟学习现场故障诊断和排除方法；综合技能模块使学生较全面地掌握现代控制系统的综合应用技术，培养学生综合应用能力。

5.实施建议

实施建议包括教学组织、教学评价、教材选用、教学资源开发、教学团队建设、教学环境要求等六个方面。实施建议强调改变传统的以“教师为主、按教材章节顺序进行”的教学方式，采用以“学生为主、按项目内容任务驱动”的教学方式，以岗位需求为指导，以培养职业能力为本位，引导学生在实践中学会学习，改进教学方法，充分利用现代教育技术，运用多种教学手段，跟踪继电保护新技术的发展，并及时引入课堂。

三、课程标准实施的实践体会

围绕突出职业能力培养要求，课题组经过讨论、研究制定出相应的课程标准初稿并请有关专家、教师审定、修改，在电气自动化专业1211级试行。

为达到课程标准制定目标，笔者认为实践教学条件、师资力量、评价工作落实至关重要。

校内外实践教学基础建设是课程标准能否顺利实施的硬件条件，学校与长炼机电公司等企业合作，建立了3个职业技能强、高新技术应用广、对学生毕业后顶岗工作确有帮助的教学实训基地，安排学生到教学实践基地进行教学活动，由学院聘请企业兼职教师现场教学，收到很好的教学效果。

在校外实践教学基础上，要新建微机保护实验系统，自动装置实验系统和变电站仿真系统等，实验实训系统所采用的设备与电力系统实际生产运行的设备型号一致，为学生提供真实的工作场景，使他们走上工作岗位后很快能进入角色。

师资力量、教学团队建设是课程标准能否顺利实施的关键条件。从事本课程的教师应该经常深入电力企业进行培训锻炼，了解行业的发展，及时掌握新设备、新技术；要具有丰富的教学、工程实践经，这样才能为课程标准的实施提供知识和技术基础。

搞好课程评价工作是课程标准能否顺利实施的保障条件，要采取多元化的考核评价方法，要重视学习过程的考核、实践考核、综合能力考核。

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（徐州工业职业技术学院，徐州 221000）

（Xuzhou College of Industrial Technology，Xuzhou 221000，China）

摘要： 本文提出了如何利用“增强现实技术”对徐州汉文化景点进行保护与展示研究的意义，探讨了基于“增强现实技术”的徐州龟山汉墓景点保护与展示的研究思路与方法并给出了具体的研究方案，为徐州汉文化景点的保护与展示提出参考。

Abstract： This paper puts forward the significance of the protection and exhibition of the scenic spots of Han Dynasty culture in Xuzhou by Augmented Reality Technique, discusses the ideas and methods to research the protection and exhibition of the scenic spots of Han Dynasty culture in Xuzhou based on Augmented Reality Technique and puts forward the specific research plan to provide the reference of the scenic spots of Han Dynasty culture in Xuzhou.

关键词 ： 增强现实；汉文化；景点；保护与展示

Key words： Augmented Reality；Han Dynasty culture；scenic spots；protection and exhibition

中图分类号：TP399 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）34-0234-02

项目来源：本文系徐州市科技情报研究课题研究课题《基于增强现实技术的徐州汉文化景点保护与展示研究》（项目编号：111508864999021705）研究成果。

作者简介：张敬斋（1970-），男，江苏徐州人，硕士，徐州工业职业技术学院副教授，中国传媒大学访问学者，研究方向为计算机软件技术、多媒体实用技术。

0 引言

随着移动终端和个人数码设备越来越智能化，增强现实（Augmented Reality简称AR）的载体普及化程度提高。目前大多数手持移动终端都内置了百万像素以上的摄像头，并集成了如：蓝牙无线接口和WIFI、3G等高速无线通信功能。在一些高端的移动设备中，还内置了与通信基站协同工作的gps定位设备。这些条件为AR提供了一个平民化使用平台。本文提出了基于增强现实技术的徐州汉文化旅游保护与展示方案。这套方案的使用，可使用户快捷方便地了解徐州龟山汉墓景区汉文化人文历史、实时旅游信息和旅游服务等。楚汉风韵，作为著名的千年帝都，徐州是两汉文化的发源地，这里有“彭祖故国、刘邦故里、项羽故都”之称。徐州作为国际旅游城市，传统的旅游方式及游客游览体验亟待升级。

随着高新科技的发展，移动终端的普及化智能化，以及创意产业与旅游业的完美结合，高科技化的旅游体验方式进入人们的视野。本文主要阐述增强现实在旅游活动中的技术应用，通过该方案的实施与应用，游客可以了解到更多的徐州龟山汉墓景区旅游信息，能看到早已消逝的各个时期徐州龟山汉墓景区原貌，能亲身体验到古时的徐州汉文化风情，能和徐州名人旧事产生交流交互等全新的旅游体验。本文旨在研究如何运用高新科技技术——增强现实技术，构建徐州国际旅游品牌新形象。

1 “增强现实技术”的概念

增强现实（Augmented Reality简称AR），是一种将虚拟物体与真实的环境相结合，以达到为真实的场景环境提供信息扩展和增强的技术。随着通信技术的发展，人类的交流方式也有了根本性的改变。AR是一个相对较新的研究领域，是人机界面技术发展的重要方向。同以往的技术相比，它有着显而易见的特点和优势：

①真实性。AR的优越性体现在让虚拟世界中的物体与真实环境相结合。操作过程中没有隔离感，环境变成幻境的必要部分。②实时互动性。AR的最大意义是与真实环境的实时同步，并能与用户产生真实可信的交互。它让虚拟现实成为过去，给人们以真实的体验感和现场感。③实用性。AR的应用领域也是非常的广泛，从人类的日常生活信息辅助到工业产品演示说明、从科普知识展示到军事演练模拟，它可以渗透到各个领域并发挥出举足轻重的作用。④普及性。随着移动终端和个人数码设备越来越智能化，AR的载体普及化程度提高。

2 基于“增强现实技术”汉文化景点保护与展示的意义

2.1 研究目的 人类的文化遗产是前人智慧的结晶，是全人类宝贵的物质精神财富，但是由于自然灾害、战争甚至后人自己人为的破坏都对文化遗产有着不同程度的破坏，甚至有些都已经完全遗失，因此必须利用一定的科学手段和艺术手法来进行修复和复原。近年来，随着数字化手段的兴起，新兴的考古数字博物馆、文物复原系统等手段的应用，对文物的展示、修复和复原起着不小的作用，为文物古迹的保护提供了一个很好的平台。

AR具有实时的虚拟场景与真实场景融合的特点，因此，增强现实技术在在文物保护与展示方面有着得天独厚的优势。

2.2 研究意义 AR具有虚实融合、实时交互、三维配准的特征，运用AR技术的文物展示方式，不仅仅要为参观者提供有关展示物的简单的文字信息，而且还要对展品诠释以详细的文字资料、图象资料、配乐、语音解说、视频和三维模型等信息，进而把参观者对文物的实时交互变为了可能。用户可以通过移动终端、计算机进入虚实融合的环境并能操纵系统中的对象并与虚拟展示物进行交互，把以“静态”为主的参观方式，转变为多感官互动的“动态”参观方式。AR在文物展示方面有巨大的发展潜力。运用AR的文物展示具有以下意义：

①提高文物的展出率与展出效果。尽管收藏于徐州龟山汉墓景区各类文物数量颇大，种类很多，由于技术、环境等因素的限制，能够展出呈现在游客面前的展品有限，而且展品的更换效率较低，游客缺乏游览的兴趣，而AR技术的应用，则能将所有藏品制成3D文物模型，展示文物原貌，供观众零距离的观摩与研究，激发人们的参观兴趣。②提高文物保护技术手段。在徐州龟山汉墓景区文物当中存在大量的易损文物，即便人工修复后仍然很难长期用于研究与展示，而利用AR技术则能较好的解决这一难题，预先展示文物修复后的原貌并对修复中的环节进行预演，有利于延长文物寿命。③突破时空限制充分发挥文物的价值。徐州龟山汉墓景区位于山体内部，大量文物因条件限制，目前不可移动，而AR技术能模拟地展示尚未挖掘或已经湮灭了的遗址、遗存。④整合并共享文物资源。徐州龟山汉墓景区文物展示长期沿用“通柜、实物加说明牌”的陈列手段，简单介绍藏品的年代和用途，难以使观众了解藏品的内涵，不能更好地激发游客的兴趣。AR技术能够更加全面、生动地展示文物，使文物脱离地域限制，真正成为全人类可以“拥有”的文化遗产。

3 “基于增强现实技术”汉文化景点展示与保护方案

3.1 专业软件 基于增强现实技术的软件有很多，如ARToolKit、Coin3D和MR Platform等。国内外很多公司进行了这方面的研究，国内的英狮科技，触角科技，威亚视讯等都在研发增强现实技术软件，AR专业软件支持图像识别、位置捕捉、自动三维注册等多种技术能力，协助用户将增强现实技术运用到各行业之中。

3.2 移动终端 随着计算机与通信技术的发展，建设增强现实技术网络资源库是一个重要的发展方向。多年前，Keith等人曾提出增强现实系统网络化的构想图，通过GPS、无线接入网络可以将增强现实教学资源库连上因特网（如图1所示）。现在，这种构想已经变成现实。触角科技开发了一种基于flash技术的增强现实Web方案，该方案无需软件安装和插件下载，为Web用户提供基于增强现实的服务。基于web的增强现实技术通过与网络技术的结合，可以方便地实现远程教学、模拟实验、增强技术游戏以及产品展示等增强现实交互体验。

游客可以利用智能手机通过GPS技术、手机摄像头和移动AR软件结合在一起，组成一个全新的观察世界的技术系统。移动终端是AR应用的一个发展趋势，应用灵活，使用方面。移动增强现实关键技术有传感器技术、显示技术和三维注册技术等几个方面。将移动设备（如PDA）和智能手机作为增强现实技术的新载体，将其与增强现实技术相结合，较之于头盔显示器（删D）的AR系统而言，在灵知性、移动性、安全性等方面具有较多的技术优势。

4 建设方案

为完成基于增强现实技术的徐州汉文化景点体验分析，本文设计了一款以徐州龟山汉墓汉文化景点保护与展示系统，该系统基于增强现实技术，融合了多种技术要素、功能要素以及情感要素。该系统的旅游展示路线为南北两条甬道。通过基于增强现实技术的数字旅游设计徐州龟山汉墓汉文化景点保护与展示系统，既能够欣赏到 8 处景点的风景，又能够了解到甬道设计施工精度之谜、星宿分布图之谜、刘注前殿未解之谜及壸门之谜的历史及文化内涵。

南北两条甬道是徐州龟山汉墓的标志性建筑，以南北两条甬道为旅游地的旅游设计通过增强现实技术将徐州龟山汉墓的最新宣传片加载到真实场景中，可以让旅游者在对两条甬道参观时对徐州龟山汉墓形成一个初步的认识。

功能上，该系统包括两部分，第一部分为数字导航部分，通过数字地图和实时的地理位置信息，引导旅游者的旅游路线，路线中包括南北甬道、刘注前殿、星宿分布图、壸门，在地图中分别以该建筑的图片显示，同时，旅游者的位置以小红球的方式实时显示在地图上，当旅游者位置走近某一景点时，该景点便会激活，旅游者便可以进入相应的介绍界面以及增强现实界面；第二部分为增强现实旅游体验部分，在每一处景点位置，旅游者都可以通过切换基于增强现实技术的数字旅游系统进入增强现实界面，通过该部分可以与预先放置于景点中的标记进行增强现实互动，将虚拟信息与现实世界进行互动，互动内容包括视频、声音、3D模型等等，通过互动，旅游者可以获取相应的旅游地的历史文化信息，从而形成旅游认知。

5 结语

本文根据增强现实技术特点，分析徐州汉文化景区保护与展示的现状、研究目的及意义，同时借鉴国内外文化景区保护与展示的经验，提出基于增强现实技术的徐州汉文化景区保护与展示方案。

参考文献：

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[2]王强.基于 GoogleEarth 平台的数字旅游应用研究[D].北京林业大学硕士学位论文，2007.

[3]马斌，宫婕.基于 WebGIS 和 VR 技术的数字旅游系统研究[J].中国高新技术企业，2010（001）：31-33.

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关键词：继电保护发展趋势测试智能电网

1 继电保护基本概念及其发展趋势

1.1 继电保护装置基本组成

一般而言，整套继电保护装置由三个部分组成的，即测量部分、逻辑部分和执行部分，其原理结构如图1-1所示。

①测量部分 测量被保护元件工作状态（正常工作、故障状态）的电气参数，并与整定值进行比较，从而判断保护装置是否应该启动。

②逻辑部分 根据测量部分输出逻辑信号的性质、先后顺序、持续时间等，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障类型和范围，确定保护装置如何动作。

③执行部分 根据逻辑部分送的信号，完成保护装置所担负的任务。如发出信号，跳闸或不动作等。

1.2 继电保护的基本要求

①可靠性――指继电保护装置在保护范围内该动作时应可靠动作，不该动作时应可靠不动作。可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。

②选择性――指只有当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护来切除故障。

③速动性――指保护装置应尽快切除短路故障，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围。

④速动性――指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数。

1.3 继电保护的发展趋势

1.3.1 计算机化

在微机保护发展初期，曾设想过用一台小型计算机做成继电保护装置。由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差，这个设想是不现实的。现在，同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机，因此，用成套工控机做成继电保护的时机已经成熟。继电保护的计算机化是不可逆转的发展趋势，但对如何更好地满足电力系统要求，如何进一步提高继电保护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益，尚须进行具体深入的研究。

1.3.2 网络化

网络保护是计算机技术、网络技术和通信技术相互结合的产物，它可以实现对变压器、高低压线路和母线的相关保护等功能。资源共享是网络保护的最显著特性，还可以结合高频保护和光纤保护来实现纵联保护。天津大学1993年针对未来三峡水电站500kV超高压多回路母线提出了一种分布式母线保护的原理，即将传统的集中式母线保护分散成若干个保护单元，各保护单元接收本回路的输入量后，经量化处理，通过网络传送给其它回路的保护单元，然后各保护单元进行母线差动保护的计算，如果计算结果证明是母线内部故障则跳开本回路断路器，隔离故障母线，其它情况时各保护单元均不动作。这种用计算机网络实现的分布式母线保护，显然比传统的集中式母线保护有更高的可靠性。

1.3.3 保护、控制、测量、数据通信一体化

在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。即实现了保护、控制、测量、数据通信的一体化。如果将保护装置就地安装在室外变电站的被保护设备旁，则可免除大量的控制电缆。如果用光纤作为网络的传输介质，还可免除电磁干扰。现在光电流互感器（OTA）和光电压互感器（OTV）已在研究试验阶段，将来必然在电力系统中得到应用。

1.3.4 智能化

近年来，人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用，电力系统保护领域内的一些研究工作也转向人工智能的研究，专家系统、人工神经网络和模糊控制理论逐步应用于电力系统继电保护中，为继电保护解决许多常规问题提供了新的方法。人工智能技术给电力系统继电保护的发展注入了新的活力，具有非常美好的发展前景。

2 继电保护测试内容和测试方法的发展

目前国内继电保护产品检测主要依据IEC 60255系列标准和GB/T 14047国家标准进行。

2.1 继电保护测试内容

传统的继电保护测试包括基本性能试验、功率消耗试验、温度试验、电源影响试验、机械试验、绝缘实验、过载试验、触点试验和电磁兼容试验。

在原有继电保护测试项目的基础上，根据继电保护装置发展的新特点，新增加的测试内容包括基于61850 技术的继电保护产品检测，时间同步能力检测，产品通信协议检测，软件测试，以及装置可靠性检测和安全性检测。

2.2 微机保护测试自动化

测试自动化是指测试系统可以按照事先编制的测试计划，自动、连续的完成继电保护装置的电气性能、可靠性、通信协议、信息安全的测试。完整的测试体系由以下几部分组成：①电气性能在静态模拟中的自动测试系统；②电气性能在动态模拟中的自动测试系统；③监控系统的自动测试系统；④通信协议的测试系统；⑤信息安全的测试系统；⑥继电保护测试专家系统。

3 智能电网对继电保护的影响

随着国家电网公司智能电网建设的开展，智能电网的特征带来的网络重构、分布式电源接入、微网运行等技术，对继电保护提出了新的要求。

未来智能电网中，电网的自愈特征将会对继电保护的选择性、可靠性、速动性、灵敏性提出更高的要求，对常规继电保护的配置方法提出新的要求。分布式电源的灵活接入、多变压器的运行方式带来的后备保护配合、双向潮流、系统阻抗的变化等问题均会给继电保护定值整定带来困难。

同时，智能电网将给继电保护的发展带来新的契机，智能电网中所采用的新型传感器技术，数据同步技术、时钟同步技术、通信技术、计算机技术以及IEC 61850 标准的应用，可以提供区域范围内数据采集的高精度同步，满足数据采集传输的实时性，保障数据传输过程的冗余和可靠性。

4 结语

随着智能电网建设的推进，继电保护要适应电网需求向计算机化、网络化、智能化、功能一体化方向发展，同时继电保护测试内容和测试方法也应不断补充和完善，为智能电网提供技术支持。

参考文献：

[1]智能电网中广域继电保护的应用，IT专家网，2011.

[2]韩士杰，胥岱遐，施玉祥等.继电保护测试的发展方向(A)，电工电气，2011(12).

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