基于一流專業建設的繼電保護實驗教學體系改革

[摘 要] 為達到一流專業建設的要求，提出對繼電保護實驗教學體系進行改革，通過引入繼電保護新技術、改變實驗模式、優化實驗內容和改變考核方式等，構建新的實驗教學體系，大大提高了學生做實驗的積極性，激發了學生的設計和創新能力，提高了繼電保護實驗教學質量。

[關鍵詞] 一流專業建設;電力系統繼電保護;實驗教學;改革

[作者簡介] 楊琳霞（1977—），女，碩士，講師，主要從事電氣工程及其自動化的教學與研究。

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）31-0389-02? ? [收稿日期] 2019-12-31

一、引言

為了加快建設高水平本科教育，全面提高人才培養能力，教育部提出在全國高校中建設1萬個國家級一流專業和1萬個省級一流專業。我校電氣工程專業是省一流建設專業，要想提升專業整體水平，需從教學的各個環節入手。電力系統繼電保護課程是電氣工程專業一門重要的專業核心課程，該課程的實驗教學應隨著電力工業繼電保護技術的發展而不斷改革創新，以符合一流專業建設的要求。

二、目前繼電保護實驗教學體系存在的問題

一流專業建設要求該專業能面向未來、適應需求、引領發展、理念先進、保障有力，而我校繼電保護實驗教學體系還存在很多問題，與一流專業的要求還存在很大差距。

1.實驗室設備落后。電力系統繼電保護課程具有科技含量高、技術更新快等特點，目前在以智能電網及新能源技術為代表的背景下，繼電保護技術不斷地升級和發展，微機化、智能化已成為繼電保護裝置的特點。而我校的繼電保護實驗室設備落后，遠不能達到現代電力工業繼電保護裝置水平。

2.實驗模式不能激發學生學習的積極性。目前我校的繼電保護實驗教學模式是做實驗前教師把實驗指導書發給學生，做實驗時學生只要按照實驗指導書的步驟進行操作，這種實驗模式不利于培養學生積極思考及創新探索能力[1]。

3.實驗考核方式不能體現學生的設計創新及綜合應用能力。過去的實驗考核方式是學生的實驗操作與實驗報告各占實驗總成績的50%，這種考核方式重視的是學生的實驗操作能力和實驗結果，只要學生有較強的動手能力，就會得到較高的實驗操作分，只要按照實驗指導書進行接線、測試，就會得到合理的實驗數據，采用這種考核方式不能體現學生對所學理論知識的應用掌握能力及實驗項目的設計創新能力。

三、繼電保護實驗教學體系改革措施

1.引入微機、智能、網絡及動態模擬等新技術。目前我國已進入智能電網時代，即在通信網絡的基礎上，利用先進的微機技術、測量技術、智能設備以及先進的控制方法等，實現電網的可靠、安全、經濟、高效運行。我校繼電保護實驗室應緊隨電網的發展而發展，引入微機、智能、網絡等新技術與設備。微機保護具有可靠性高、靈活性大、易于獲得擴充功能、改善保護性能、維護調試方便等優點，引入微機保護可大大改善實驗室的硬件條件，豐富實驗項目。智能電氣設備如電子式互感器、智能斷路器等，不僅能提高測量精度，更有利于實現繼電保護的數字化與網絡化。動態模擬實驗是利用實際的發電機、變壓器、輸電線路、負載、測量設備、微機保護等模擬實際電力系統的各種運行工況及故障狀態，學生利用網絡報文分析儀可快速獲取電網的全景信息，及時發現、預見可能發生的故障[2]。引入這些新技術后，不僅使繼電保護實驗裝置功能增多、保護性能得到改善，而且學生在做實驗的過程中可以更好地利用和掌握繼電保護新技術，以達到先進理念、面向未來的要求。

引入新技術并不代表完全拋棄傳統的繼電保護實驗設備。微機保護雖然有很多優點，能實現傳統繼電保護不能實現的原理性實驗及綜合性實驗，但微機保護的計算、邏輯判斷都是由軟件來實現的，整個保護動作的過程在外部是看不到的，不利于學生了解和掌握繼電保護的原理。而傳統的模擬式保護實驗是利用多個繼電器連線構成保護裝置，學生可通過各個繼電器依次動作的現象清晰直觀地觀察保護裝置的動作過程。

2.改革實驗模式。傳統的實驗模式是學生對照著實驗指導書進行操作，這種實驗模式主要是對所學理論知識進行驗證，以及鍛煉提高學生的實驗操作能力，不利于學生課前積極準備及思考，導致學生對整個實驗過程理解不夠透徹，實驗效果不佳。而且這種實驗模式不利于調動每個學生的積極性，一個小組主要由動手能力強的學生來完成實驗，其他學生參與程度不高。

本次實驗改革提出將傳統的實驗模式改為任務性實驗模式[3]。這種實驗模式是每一次實驗前教師把實驗任務與要求發給學生，學生要在實驗前根據實驗任務，策劃實驗方案，積極準備實驗，根據方案寫出實驗內容、繪制實驗接線圖，最后學生在老師指導下進行實驗操作，學生可以通過實驗過程中的實驗現象和實驗結果不斷修正自己的實驗方案，直到方案合理。實驗結束后學生要在實驗報告中寫出實驗的具體情況，分析實驗過程中出現問題的原因以及最后的實驗結果。這種實驗模式促使每個學生都能積極參與到整個實驗任務中，對每一次實驗內容以及與實驗任務有關的課程內容都能有更深入的理解和思考，有利于提高學生的獨立思考能力與工程應用能力。

3.優化實驗內容。實驗內容應由簡到難，由淺入深，循序漸進，因此把實驗內容分為基礎實驗性實驗、單一保護設計性實驗和綜合保護設計性實驗。基礎性實驗如各種常規繼電器特性實驗，單一保護設計性實驗如輸電線路三段式電流保護實驗、三段式距離保護實驗等，綜合保護設計性實驗如線路過電流保護與自動重合閘裝置配合實驗、電力變壓器保護實驗等。實驗項目從基本實驗到加強實驗，再到提升實驗依次遞進，逐步培養學生的實踐能力和綜合能力，

4.改革考核方式。改革后的繼電保護實驗考核方式將按照考勤10%，實驗方案40%（包括創新10%），實驗過程40%，實驗總結10%的方式進行考核[4]。考勤部分主要考核學生的出勤、團隊協作等方面;實驗方案部分主要考核學生在做實驗前對實驗任務的思考、設計以及創新能力等，包括實驗方案的確立、實驗原理圖、實驗接線圖的繪制等;實驗過程部分主要考核學生接線、檢測、調試的操作能力以及解決問題的工程應用能力;實驗總結部分主要考核學生在實驗中的收獲，而不是只檢查實驗的結果是否正確。采用這樣的考核方式，學生不再拘泥于實驗結果的正確性，而更加重視實驗方案的確立及創新，有利于鍛煉及提高學生的思考及創新能力。

四、實驗教學改革效果

電力系統繼電保護實驗教學改革經過兩年的教學實踐與探索，教學質量有了明顯的提高。通過引入微機、智能、網絡、動態模擬等新技術、新設備，不僅大大增加了實驗項目，也大大提高了學生對實驗的興趣，有利于學生更好地了解電力系統繼電保護的新技術以及先進理念。新的實驗模式使得每個學生都必須積極主動地參與到實驗項目中，激發了學生做實驗的興趣。學生在做實驗前先做實驗項目方案的設計工作，有利于提高學生的設計和創新能力;在實驗過程中會出現各種問題，學生必須學會分析問題以及解決問題，這就使得學生具有了工程實踐能力和分析解決問題的能力。新的考核方式增加了方案設計、創新及團隊協作等方面的考核，而減少了實驗結果的考核分數，大大提高了學生的創新設計能力以及團隊協作能力。

五、結論

本次實驗教學改革構建了新的電力系統繼電保護實驗教學體系，經過教學實踐，證明新的實驗教學體系大大提高了繼電保護課程的教學效果，激發了學生的參與積極性，提高了學生獨立思考、創新、工程應用能力以及團隊協作能力等，對我校電氣工程一流專業的建設起到了促進的作用。

參考文獻

[1]劉燕，秦維勇等.基于工程化與創新性的繼電保護實驗室建設[J].實驗室研究與探索，2015（09）.

[2]楊軍，龔慶武等.智能電網背景下繼電保護實驗課程體系[J].電氣電子教學學報，2014（01）.

[3]趙辛欣，姜璇.專業認證背景下“繼電保護”課程的教學改革[J].新課程研究，2017（10）.

[4]張江林，梅許文等.基于“卓越工程師”目標下的繼電保護課程教學改革[J].中國電力教育，2014（09）.