發(fā)電廠電氣技術(shù)教學(xué)大綱

1、發(fā)電廠電氣部分課程教學(xué)大綱課程代碼： 023100課程名稱：發(fā)電廠電氣部分英文名稱： Electrical Equipments and Circuits in Power Plants 課程總學(xué)時(shí)： 60 （其中理論課 48學(xué)時(shí), 實(shí)踐 12學(xué)時(shí)） 學(xué)分： 4 課程類別：必修 課程性質(zhì)： 專業(yè)核心課 先修課程：電路、電機(jī)學(xué)、電力系統(tǒng)分析面向?qū)I(yè)：電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)開課單位：電氣工程系一、課程的性質(zhì)、地位和任務(wù) 發(fā)電廠電氣部分是電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)的核心專業(yè)課， 也是一門理論與實(shí)際結(jié) 合較緊密的課程。本課程主要講述發(fā)電廠、變電所電氣一次系統(tǒng)的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、設(shè) 計(jì)方法及運(yùn)行理論， 以及部

2、分電氣二次系統(tǒng)的原理和技術(shù)。 本課程的主要任務(wù)是從應(yīng)用的角 度出發(fā)，使學(xué)生掌握發(fā)電廠、變電站主接線基本形式、各類發(fā)電廠的接線特點(diǎn)、主接線設(shè)計(jì) 方法、廠用電接線、配電裝置、主要電氣設(shè)備及其選擇方法、控制與信號以及電弧理論、發(fā) 熱理論、 電動(dòng)力理論等內(nèi)容。 通過本課程的學(xué)習(xí)， 使學(xué)生獲得必須的發(fā)電廠變電站電氣部分 的基本知識和實(shí)踐技能， 初步掌握發(fā)電廠、 變電站電氣主系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算方法， 樹立理論 聯(lián)系實(shí)際的觀點(diǎn)，培養(yǎng)實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，為以后從事有關(guān)電氣設(shè)計(jì)、檢修、 安裝、運(yùn)行、維護(hù)及管理等工作奠定必要的基礎(chǔ)。二、課程的教學(xué)目標(biāo)（一）理論、知識方面（1）了解不同類型發(fā)電廠的發(fā)電過程；

3、掌握發(fā)電廠、變電站主接線基本形式；（2）理解導(dǎo)體發(fā)熱、電動(dòng)力計(jì)算的實(shí)質(zhì)，掌握計(jì)算方法；熟練掌握電氣設(shè)備的圖 形符號和文字符號，熟悉其工作原理及應(yīng)用場合；（ 3）理解最小安全凈距的概念， 了解配電裝置的類型，掌握配電裝置的布置原則； （4）熟悉二次回路不同的接線方式，掌握斷路器的控制與信號電路的分析方法； （5）熟悉發(fā)電廠變電站運(yùn)行操作的相關(guān)規(guī)程、規(guī)范；熟悉常用電氣設(shè)備使用的手 冊；熟悉3110kV發(fā)電廠變電站設(shè)計(jì)手冊。（二）能力、技能方面（1 ）具有電氣設(shè)備選擇和校驗(yàn)的能力，具有電氣元件安裝、調(diào)試的能力；（2）熟悉操作票制度和工作票制度， 掌握常用電氣裝置之間倒閘操作的操作過程；（3）具備初步

4、的中小型發(fā)電廠和變電所主接線設(shè)計(jì)的能力。三、課程教學(xué)內(nèi)容與要求緒論 （ 1 學(xué)時(shí)）1. 教學(xué)內(nèi)容及基本要求我國電力工業(yè)發(fā)展概況； 電力工業(yè)的發(fā)展前景；甘肅電力工業(yè)發(fā)展歷程及前景。第 1 章 能源和發(fā)電 （3 學(xué)時(shí) ）1. 教學(xué)內(nèi)容及基本要求 我國的能源政策；火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程及特點(diǎn)（ 2 學(xué)時(shí)）；水力發(fā)電廠、核能發(fā)電 廠生產(chǎn)過程及特點(diǎn)。（ 1 學(xué)時(shí)）。2. 重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：不同類型發(fā)電廠的特點(diǎn)。 難點(diǎn)：火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程。第 2 章 發(fā)電 , 變電和輸電的電氣部分 （3 學(xué)時(shí) ）1. 教學(xué)內(nèi)容及基本要求理解一次電路與二次電路的概念， 掌握一次電氣設(shè)備的類型， 掌握常用設(shè)備的功能； 掌握300M

5、W/ 600MW發(fā)電機(jī)組電氣部分接線特點(diǎn)及使用的主要電氣設(shè)備（2學(xué)時(shí)）；了解高壓交流輸變電的特點(diǎn) （選） 。2. 重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：電氣主接線的概念，主要一次設(shè)備的功能；300MW 600MW發(fā)電機(jī)組電氣部分接線特點(diǎn)。難點(diǎn)：發(fā)電機(jī)組電氣部分接線分析。第 3 章 常用計(jì)算的基本理論和方法 （5 學(xué)時(shí)）1. 教學(xué)內(nèi)容及基本要求掌握導(dǎo)體載流量計(jì)算的方法（ 2學(xué)時(shí)），了解運(yùn)行溫度計(jì)算；掌握載流導(dǎo)體短路時(shí) 發(fā)熱計(jì)算（ 2學(xué)時(shí)）；掌握載流導(dǎo)體短路時(shí)電動(dòng)力計(jì)算（ 2學(xué)時(shí)）；了解電氣設(shè)備及主接線 的可靠性分析 （選學(xué)）。2. 重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：導(dǎo)體載流量計(jì)算的方法，載流導(dǎo)體短路時(shí)發(fā)熱計(jì)算。 難點(diǎn)：載流導(dǎo)體短路時(shí)發(fā)

6、熱計(jì)算。第 4 章 電氣主接線及設(shè)計(jì) （8 學(xué)時(shí) ）1. 教學(xué)內(nèi)容及基本要求了解電氣主接線的用途及基本要求，掌握電氣主接線的基本接線方式（4 學(xué)時(shí)）掌握主變壓器的臺數(shù)、容量及型式選擇方式（ 1學(xué)時(shí)）；了解發(fā)電廠、變電所典型電氣主接 線（ 2 學(xué)時(shí)）； 能夠進(jìn)行主接線設(shè)計(jì)方案的擬定和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較（ 1 學(xué)時(shí)）；掌握限制短路 電流的方法（ 2 學(xué)時(shí)）。2. 重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)： 各種電氣主接線基本接線形式及應(yīng)用； 主變壓器的臺數(shù)、 容量及型式選擇方 式；發(fā)電廠、變電所典型電氣主接線的分析與設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：帶旁路母線的接線、一臺半斷路器接線、角形接線電路分析；電氣主接線的設(shè)計(jì)。第 5章 廠用電接線及設(shè)計(jì) （

7、6 學(xué)時(shí)）1. 教學(xué)內(nèi)容及基本要求理解廠用電的基本概念，熟悉廠用負(fù)荷的分類（ 1學(xué)時(shí)）；掌握廠用電接線的設(shè)計(jì) 原則和接線形式；掌握不同類型發(fā)電廠的廠用電接線（3學(xué)時(shí)）；熟悉負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)方法及廠用變壓器的選擇（1學(xué)時(shí)）；掌握廠用電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)校驗(yàn)方法（1學(xué)時(shí)）。重點(diǎn)：廠用電接線的原則和接線形式；不同類型發(fā)電廠的廠用電接線。難點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)的校驗(yàn)方法。第6章 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的原理與選擇 （12學(xué)時(shí)）1. 教學(xué)內(nèi)容及基本要求理解電器設(shè)備選擇和校驗(yàn)的一般條件（1學(xué)時(shí)）；理解電弧的產(chǎn)生、熄滅過程及滅弧條件（1學(xué)時(shí)）；理解高壓斷路器的滅弧原理及方法；掌握斷路器、隔離開關(guān)、互感器的 原理和選擇方法（6學(xué)時(shí)）

8、；掌握限流電抗器、高壓熔斷器、裸導(dǎo)體、電纜、絕緣子和套管 的選擇方法（4學(xué)時(shí)）。2. 重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：電弧的產(chǎn)生和熄滅；斷路器、電流互感器及電壓互感器的工作原理和選擇。難點(diǎn)：正確理解電弧的熄滅條件，互感器的接線形式及用法、誤差分析。第7章配電裝置 （4學(xué)時(shí)）1. 教學(xué)內(nèi)容及基本要求了解供配電系統(tǒng)對配電裝置的基本要求及一般構(gòu)成方法；掌握最小安全凈距的概念（1學(xué)時(shí)）；戶內(nèi)、戶外配電裝置的形式及應(yīng)用范圍（2學(xué)時(shí)）；了解發(fā)電機(jī)與配電裝置 （或變壓器）的連接方式，發(fā)電廠和變電所的電氣設(shè)施總平面布置（1學(xué)時(shí)）2. 重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：戶內(nèi)、戶外配電裝置的形式及應(yīng)用范圍。難點(diǎn)： 發(fā)電機(jī)與配電裝置（或變壓器）的連

9、接方式。第8章 發(fā)電廠和變電站的控制與信號（4學(xué)時(shí)）1.教學(xué)內(nèi)容及基本要求了解發(fā)電廠和變電站的控制方式，熟悉二次回路接線圖的類型及應(yīng)用（2學(xué)時(shí)）；掌握斷路器的傳統(tǒng)控制方式（2學(xué)時(shí)）。重點(diǎn)：二次回路接線圖的類型及應(yīng)用；斷路器的電磁控制電路分析。難點(diǎn)：斷路器的電磁控制電路分析。四、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與要求實(shí)踐安排在課程內(nèi)，共開設(shè) 3個(gè)基礎(chǔ)性實(shí)踐，以現(xiàn)場參觀、現(xiàn)場演示為主，達(dá)到認(rèn) 知的目的。序號實(shí)踐項(xiàng)目基本目標(biāo)實(shí)踐類別學(xué)時(shí)1發(fā)電廠生產(chǎn)過程參觀了解發(fā)電廠生產(chǎn)過程，認(rèn)識電廠中發(fā)電、 變電、送電各環(huán)節(jié)的生產(chǎn)、運(yùn)行、管理綜合性42電器元件的現(xiàn)場認(rèn)知認(rèn)識常用電器元件、功能及應(yīng)用場所綜合性43變電站運(yùn)行工況演示實(shí)能根

10、據(jù)變電站的運(yùn)行工況， 處理不同的情綜合性4驗(yàn)況總計(jì)12五、學(xué)時(shí)分配序號教學(xué)內(nèi)容講課基礎(chǔ)實(shí)踐合計(jì)1緒論能源和發(fā)電4482發(fā)電、變電和輸電的電氣部分223常用計(jì)算的基本理論和方法664電氣主接線及設(shè)計(jì)84145廠用電接線及設(shè)計(jì)666導(dǎo)體和電氣設(shè)備的原理與選擇104167配電裝置448發(fā)電廠和變電站的控制與信號44總計(jì)441256六、大綱說明1本課程的教學(xué)環(huán)節(jié)含課堂講授（用多媒體課件）、習(xí)題討論課、變電站參觀、課后習(xí)題、答疑和期末考試等，課程的延伸部分有課程設(shè)計(jì)和專業(yè)實(shí)習(xí)。2 在教學(xué)過程中，逐步推行多媒體教學(xué)；不斷進(jìn)行教學(xué)方式方法的探索，重視培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。3. 考核方式和成績評定：本課程的總成

11、績由理論考試成績、平時(shí)作業(yè)與實(shí)驗(yàn)課成績3部分組成，按百分制計(jì)。其中：理論考試成績占：75% （理論考試成績通過期末閉卷考。實(shí)驗(yàn)課成績占：10% （依試方式評定），平時(shí)作業(yè)成績占：15%（按每次作業(yè)完成情況評定） 實(shí)驗(yàn)課表現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)報(bào)告情況評定 ）。理論考試為閉卷筆試，120分鐘，滿分100分，流水作業(yè)評分。七、推薦教材與參考書目1 熊信銀發(fā)電廠電氣部分（第三版）.北京：中國電力出版社，2004.2 范錫普發(fā)電廠電氣部分 （第二版）.北京：中國電力出版社，19953 姚春球發(fā)電廠電氣部分（第二版）.北京：北京：中國電力出版社，20074 文吐增良電氣設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)北京：中國電力出版社，2004.5

12、 章士杰發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)北京：中國電力出版社，1999.本課程在專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中的定位與課程目標(biāo)東北電力大學(xué)是一所教學(xué)研究型大學(xué)，主要培養(yǎng)具有一實(shí)兩創(chuàng)（實(shí)踐能力、 創(chuàng)新意識和創(chuàng)業(yè)精神）特色的高級應(yīng)用型技術(shù)和管理人才。電氣工程及其自動(dòng) 化專業(yè)是我校骨干和特色專業(yè)，發(fā)電廠電氣部分是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一門重要的專業(yè)必修課程，擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)突出一實(shí)兩創(chuàng)特色電力專業(yè)技術(shù)人 才的重任。發(fā)電廠電氣部分課程主要講授電力系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)與運(yùn)行相關(guān)的理論和方 法，是學(xué)生了解和掌握電力工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐、 培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和工程素質(zhì)的的重 要課程。目前我校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)生源情況十分良好，雖然我校屬于二類普通高校，但

13、在很多省市的招生分?jǐn)?shù)超過重點(diǎn)分?jǐn)?shù)線，為了將基礎(chǔ)良好的學(xué)生培養(yǎng)成適應(yīng)社會(huì)發(fā)展，具有素質(zhì)高、實(shí)踐能力強(qiáng)的應(yīng)用型人才，發(fā)電廠電氣部分課程組的全體教師團(tuán)進(jìn)進(jìn)取，不斷改革與探索，從課程定位、教學(xué)理念、課 程體系、實(shí)踐教學(xué)、實(shí)驗(yàn)平臺建設(shè)等多全面加強(qiáng)課程建設(shè)。通過本課程的學(xué)習(xí)可以使學(xué)生較好地掌握電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方面、 電力系 統(tǒng)高壓電氣設(shè)備的工作原理，以及電力系統(tǒng)實(shí)際操作技能，完成該門課程的學(xué)習(xí) 可以使學(xué)生具備分析工程問題、解決工程問題的能力及必要的實(shí)際操作技能。知識模塊順序及對應(yīng)的學(xué)時(shí)知識模塊順序及對應(yīng)的學(xué)時(shí)本課程主要講述發(fā)電廠和變電所規(guī)劃設(shè)計(jì)及電氣一次系統(tǒng)的構(gòu)成、運(yùn)行的基本理論和各電氣設(shè)備的操作等內(nèi)容

14、，同時(shí)也講述了二次系統(tǒng)的基本原理。第1章緒論（4學(xué)時(shí)）主要介紹我國電力工業(yè)發(fā)展概況；發(fā)電廠和變電所的類型及高壓電氣設(shè)備簡 述.第2章 電氣主接線（9學(xué)時(shí)）1. 主接線的基本接線形式.2. 大型發(fā)電廠（變電所）主接線特點(diǎn).3. 主接線的設(shè)計(jì)原則和步驟。第3章 廠用電（4學(xué)時(shí)）1. 廠用電接線的原則和接線形式。2. 廠用變壓器（電抗器）的選擇。3. 廠電電動(dòng)機(jī)選擇，自起動(dòng)校驗(yàn)和投切中動(dòng)穩(wěn)定分析.第4章導(dǎo)體的發(fā)熱，電動(dòng)力（3學(xué)時(shí)）1. 導(dǎo)體的發(fā)熱過程，熱量傳遞的過程和基本形式，熱平衡方程式的建立，導(dǎo) 體長期發(fā)熱與短時(shí)發(fā)熱的計(jì)算，大電流導(dǎo)體的熱效應(yīng)。2. 導(dǎo)體短路時(shí)的電動(dòng)力計(jì)算，動(dòng)態(tài)應(yīng)力分析。3. 大

15、電流封閉母線的發(fā)熱與電動(dòng)力。第5章 主要電器設(shè)備原理及選擇（4學(xué)時(shí)）1. 電器設(shè)備選擇的一般條件.2. 高壓斷路器的滅弧原理及選擇。3. 電流互感器、電壓互感器的原理及選擇；導(dǎo)體、限流電抗器的選擇.第6章 配電裝置（4學(xué)時(shí)）1. 配電裝置的安全凈距。2. 配電裝置的選型及設(shè)計(jì)原則；屋內(nèi)外配電裝置舉例介紹；成套配電裝置.3. 發(fā)電廠總平面布置.第7章發(fā)電廠的控制和信號（4學(xué)時(shí)）1. 斷路器的控制和信號接線。2. 中央信號報(bào)警系統(tǒng)。3. 發(fā)電廠（變電所）微機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。第8章同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行（4學(xué)時(shí)）1. 同步發(fā)電機(jī)的主要參數(shù)及正常運(yùn)行.2. 同步發(fā)電機(jī)的非正常運(yùn)行及特殊運(yùn)行方式。3. 大型汽輪

16、發(fā)電機(jī)的扭動(dòng)穩(wěn)定與次同步諧振.第9章電力變壓器運(yùn)行（4學(xué)時(shí)）1. 變壓器的絕緣老化和負(fù)荷能力.2. 自耦變壓器的特點(diǎn)和運(yùn)行方式。3. 各類變壓器的并列運(yùn)行分析.課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決辦法課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決辦法本課程的重點(diǎn)：各電氣設(shè)備設(shè)計(jì)和運(yùn)行的基本原理；電氣設(shè)備的基本構(gòu)造；各電氣設(shè)備運(yùn)行中需要注意的問題；各電氣設(shè)備如何進(jìn)行配合倒換運(yùn)行方式等； 電 氣主接線的形式，發(fā)電廠變電所電氣主系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；如何根據(jù)電氣主接線的形式 結(jié)合實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行配電裝置的設(shè)計(jì)；電力系統(tǒng)如何取得二次信號進(jìn)行控制，二次 回路的設(shè)計(jì)構(gòu)成等。本課程的難點(diǎn)：電氣設(shè)備理論內(nèi)容如何與實(shí)際現(xiàn)場實(shí)物相結(jié)合，各電氣設(shè)備的 原理如何闡述，

17、電氣設(shè)備如何在現(xiàn)場進(jìn)行相應(yīng)的操作，電氣主接線的基本形式， 如何結(jié)合電力系統(tǒng)的實(shí)際情況進(jìn)行發(fā)電廠、變電所電氣主系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。解決的辦法：結(jié)合課程的特點(diǎn)，課程組在負(fù)責(zé)人的帶領(lǐng)下從課程體系， 理論課 程內(nèi)容、實(shí)踐教學(xué)、教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面積極進(jìn)行改革。1、精心優(yōu)化課程教學(xué)體系。 構(gòu)建課堂教學(xué)-實(shí)踐教學(xué)-課外培養(yǎng)立體化培養(yǎng)體 系。將教學(xué)內(nèi)容分類、分層，分別通過課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、課外培養(yǎng)不同環(huán)節(jié)進(jìn)行強(qiáng)化教學(xué)。2、 數(shù)字仿真模擬教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)課堂。課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合，生動(dòng)、形象、 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。由于教科書中的電氣設(shè)備即使有圖片，也是平面的，學(xué)生 很難通過圖片認(rèn)識實(shí)際電氣設(shè)備，并且有的電氣設(shè)備

18、外觀上也非常相似。 為了讓 學(xué)生對電氣設(shè)備及其組成的系統(tǒng)有直觀的了解， 課程組制作了形象的三維多媒體 課件，通過圖文并茂的方式不僅認(rèn)識了設(shè)備的外觀， 并且在一定程度上對設(shè)備的 構(gòu)造也有了一定的了解。3、 開展深入的實(shí)踐教學(xué)改革。實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)不僅能鞏固學(xué)生學(xué)到的理論知識， 也能加強(qiáng)實(shí)際操作技能，實(shí)踐活動(dòng)主要包括：工程課程設(shè)計(jì)，變電站數(shù)字仿真培 訓(xùn)系統(tǒng)，輸變電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)和電力工程師知識競賽等活動(dòng)。4、加強(qiáng)與電力企業(yè)的合作。 充分利用原來和電力企業(yè)的關(guān)系，派學(xué)生到電力企 業(yè)實(shí)習(xí)，聘請電力企業(yè)工程師進(jìn)行講座。實(shí)踐教學(xué)的設(shè)計(jì)思想與效果實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)思想是與工程實(shí)際零距離開展教學(xué)活動(dòng)，構(gòu)建了 工程 認(rèn)知+數(shù)字仿真模擬+工程實(shí)訓(xùn)