《發(fā)電廠電氣部分B》教學大綱

《發(fā)電廠電氣部分B》教學大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：05143011課程性質：專業(yè)選修課學分：2.5學分學時：40學時（理論40學時）先修課程：高等數(shù)學、電路、電機學等后續(xù)課程：電力系統(tǒng)繼電保護、發(fā)電廠動力部分、高電壓技術等適用專業(yè)：電氣工程及其自動化開課單位：電氣工程與自動化學院一、課程說明《發(fā)電廠電氣部分B》是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門專業(yè)選修課，本課程以發(fā)電廠及變電站電氣主接線的設計為主線，重點講述發(fā)電廠及變電站電氣主系統(tǒng)構成、設計和運行中的基本理論和方法，同時詳細地分析主要電氣設備的工作原理、性能特點及在電力系統(tǒng)中的地位及作用、功能，廠用電接線及設計，導體和電氣設備的結構、功能與選擇，配電裝置，發(fā)電廠和變電站的控制與信號，電力變壓器的運行等是從事發(fā)電廠變電站主系統(tǒng)設計、發(fā)電廠變電站運行檢修不可缺少的一門課程。通過本課程的學習使學生具備電力運行、設備維護、電氣設計等崗位所需的基本技能，并為后續(xù)課程學習奠定基礎。二、課程目標通過本課程的學習，使學生達到如下目標：課程目標1：理解電力系統(tǒng)的組成及發(fā)電廠、變電站的功能與分類，掌握發(fā)電廠和變電站的主要電氣結構，理解各種高壓開關設備的結構、功能特點，掌握發(fā)電廠變電站主要電氣一次設備、電氣主接線、廠用電及配電裝置的原理、參數(shù)、結構、功能及運行操作方法。了解各種二次控制與信號回路的功能原理，理解電力變壓器運行。課程目標2：在電力設備的選型中，能夠運用絕緣、發(fā)熱和電動力的基本理論，計算熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定，通過對電氣設備的主要參數(shù)進行比較和綜合，選擇合適的電氣設備。在發(fā)電廠變電站主接線設計中，能認識到有多種主接線方案可供選擇。掌握發(fā)電廠變電站電氣主接線的設計流程及設備選型的一般方法，掌握主接線設計和設備選型的目標，理解影響主接線設計和設備選型的因素。結合工程實際，制定電氣主接線方案，了解電氣主接線設計中經(jīng)濟比較的方法，建立工程理念。課程目標3：結合課程內容，融入電力工程案例，教育學生責任擔當，塑造學生正確的三觀、培養(yǎng)學生應有的職業(yè)道德、提升學生的設計能力，為我國電力工業(yè)蓬勃發(fā)展努力學習。使學生樹立嚴肅認真的科學作風和理論聯(lián)系實際的工程觀點，培養(yǎng)學生的科學思維能力、分析計算能力和科學歸納能力。三、課程目標與畢業(yè)要求《發(fā)電廠電氣部分B》課程教學目標對電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學目標與畢業(yè)要求關系畢業(yè)要求指標點課程目標支撐強度1.工程知識1.4能夠將電氣工程及其自動化專業(yè)知識用于復雜電氣工程問題解決方案的比較與優(yōu)化。課程目標1：理解電力系統(tǒng)的組成及發(fā)電廠、變電站的功能與分類，掌握發(fā)電廠和變電站的主要電氣結構，理解各種高壓開關設備的結構、功能特點，掌握發(fā)電廠變電站主要電氣一次設備、電氣主接線、廠用電及配電裝置的原理、參數(shù)、結構、功能及運行操作方法。了解各種二次控制與信號回路的功能原理，理解電力變壓器運行。M2.問題分析2.2能夠運用數(shù)學、自然科學和工程科學的基本原理，分析并表達復雜電氣工程問題的特性，獲得多種解決方案。課程目標2：在電力設備的選型中，能夠運用絕緣、發(fā)熱和電動力的基本理論，計算熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定，通過對電氣設備的主要參數(shù)進行比較和綜合，選擇合適的電氣設備。在發(fā)電廠變電站主接線設計中，能認識到有多種主接線方案可供選擇。掌握發(fā)電廠變電站電氣主接線的設計流程及設備選型的一般方法，掌握主接線設計和設備選型的目標，理解影響主接線設計和設備選型的因素。結合工程實際，制定電氣主接線方案，了解電氣主接線設計中經(jīng)濟比較的方法，建立工程理念。M3.設計/開發(fā)解決方案3.2能夠根據(jù)特定需求，完成對復雜電氣工程系統(tǒng)與單元（部件）的設計、調試與優(yōu)化課程目標3：結合課程內容，融入電力工程案例，教育學生責任擔當，塑造學生正確的三觀、培養(yǎng)學生應有的職業(yè)道德、提升學生的設計能力，為我國電力工業(yè)蓬勃發(fā)展努力學習。使學生樹立嚴肅認真的科學作風和理論聯(lián)系實際的工程觀點，培養(yǎng)學生的科學思維能力、分析計算能力和科學歸納能力。H注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關畢業(yè)要求的關聯(lián)度。四、教學內容、基本要求與學時分配1.理論部分理論部分的教學內容、基本要求與學時分配見表2。表2教學內容、基本要求與學時分配教學內容教學要求，教學重點難點理論學時對應的課程目標1.概述1.1發(fā)電廠和變電站的類型1.2發(fā)電廠和變電站電氣設備簡述1.3我國電力工業(yè)發(fā)展概況。教學要求：理解電力工業(yè)發(fā)展意義及前景，掌握發(fā)電廠變電站電氣設備的概念。重點：電氣設備的分類、電氣設備的分類圖形符號文字符號、變電站的分類、發(fā)電廠的分類。難點：電氣設備的分類圖形符號文字符號。21、22.載流導體的發(fā)熱和電動力2.1概述；2.2導體的發(fā)熱和散熱；2.3導體的長期發(fā)熱及其載流量的計算；2.4短路時導體的發(fā)熱及其最高溫度的計算；2.5短路時導體電動力的計算。教學要求：理解導體發(fā)熱和散熱方式及過程；掌握導體載流量的定義及計算；理解導體短時發(fā)熱特點；掌握導體短時發(fā)熱最高溫度的計算；掌握導體電動力的分析計算。重點：導體發(fā)熱原理及熱平衡關系，導體間電動力形成原理及計算。難點：導體短時發(fā)熱最高溫度計算，導體電動力計算。41、2、33.滅弧原理及主要開關電器3.1電弧的形成和熄滅；3.2切斷交流電路時電壓的恢復過程；3.3交流電弧熄滅的基本方法；3.4高壓斷路器原理及主要結構；3.5高壓隔離開關和負荷開關、熔斷器的工作原理。教學要求：理解電弧的特點及電氣本質；掌握電弧的形成與熄滅原理過程；掌握常用電弧熄滅方法；理解提升開關滅弧性能的原理方法；理解各種高壓開關設備的結構、功能特點；理解斷路器操作機構的功能及要求。重點：交流電弧的特點及形成、熄滅原理，主要開關設備的結構及功能特點。難點：提高滅弧性能的原理方法，高壓斷路器分類。61、2、34.電氣主接線及其設計4.1電氣主接線的基本要求；4.2主接線的基本接線形式；4.3主變壓器的選擇；4.4限制短路電流的方法；4.5電氣設備及主接線的可靠性分析；4.6理解電氣主接線設計流程，理解技術經(jīng)濟分析方法。教學要求：理解電氣主接線的基本要求；掌握不同主接線方案之間的比較分析；掌握主變壓器的型號選擇；理解限制短路電流的方法理解電氣主接線的可靠性與技術經(jīng)濟分析。重點：各種主接線類型的性能分析，電氣主接線的設計。難點：主變壓器容量計算；主接線的可靠性分析；短路電流的限制措施；主接線設計流程。81、2、35.廠用電接線及設計5.1概述；5.2廠用電接線的設計原則和接線形式；5.3不同類型發(fā)電廠的廠用電接線；5.4廠用變壓器的選擇；5.5廠用電動機的選擇和自啟動校驗；5.6廠用電源的切換。教學要求：理解廠用電的基本概念；掌握廠用電的引接方式及設置原則；掌握一般電廠的廠用電接線方案；理解廠用變壓器的接入方式；理解廠用電動機的類型及使用要求；理解廠用電源的類型及使用要求。重點：廠用電接線方案合理選擇。難點：廠用電動機的自啟動校驗，廠用電源的切換原理。41、2、36.導體和電氣設備的原理與選擇6.1電氣設備選擇的一般條件；6.2高壓斷路器和隔離開關的選擇；6.3互感器的原理及選擇；6.4限流電抗器的選擇；6.5高壓熔斷器的選擇；6.6裸導體的選擇；6.7電力電纜、絕緣子和套管的選擇。教學要求：理解電氣設備選擇的條件要求；掌握高壓斷路器及隔離開關選擇；掌握電流互感器和電壓互感器的選擇；掌握限流電抗器的選擇；掌握高壓熔斷器的選擇；掌握各種導體型式的選擇；重點：各種設備的選擇方法。難點：導體的選擇與校驗。61、2、37.配電裝置7.1概述；7.2屋內配電裝置；7.3屋外配電裝置；7.4成套配電裝置；7.5封閉母線；7.6發(fā)電廠和變電站的電氣設施平面布置。教學要求：掌握配電裝置的安全凈距及校核；掌握屋內、外配電裝置的類型及結構特點；了解成套配電裝置的構成及特點；理解封閉母線的結構及配置要求；掌握電氣平面圖的繪制。重點：配電裝置的安全凈距及校核、室外配電裝置的類型、室內配電裝置的類型。難點：配電裝置與電氣主接線之間的聯(lián)系。41、2、38.發(fā)電廠和變電站的控制與信號8.1發(fā)電廠和變電站的控制方式；8.2二次回路接線圖；8.3斷路器的傳統(tǒng)控制方式；8.4傳統(tǒng)的中央信號系統(tǒng)；8.5變電站自動化系統(tǒng)。教學要求：理解二次控制與信號回路的類型及基本要求；了解常見控制、信號回路的原理。重點：各種二次控制與信號回路的功能原理。難點：二次控制與信號回路的類型及基本要求。21、2、39.電力變壓器的運行9.1概述；9.2電力變壓器的發(fā)熱和冷卻；9.3電力變壓器的絕緣老化；9.4電力變壓器的正常過負荷和事故過負荷；9.5自耦變壓器的特點和運行方式；9.6電力變壓器的并聯(lián)運行。教學要求：理解電力變壓器的發(fā)熱與冷卻方式；掌握電力變壓器絕緣老化影響因素；掌握電力變壓器過負荷計算；理解自耦變壓器和分裂繞組變壓器的結構特點及工作原理；掌握電力變壓器的并列運行分析。重點：電力變壓器的老化分析及承載負荷能力計算，變壓器并列運行。難點：電力變壓器的并列運行分析。41、2、3合計40五、教學方法及手段本課程以課堂講授為主，結合討論、案例、視頻資源共享等教學手段完成課程教學任務和相關能力的培養(yǎng)。學生比較全面地理解電氣設備的選擇基本方法與主接線設計原理，掌握常用計算的基本理論和方法，培養(yǎng)學生思考問題、分析問題和解決問題的能力；使學生具有進行發(fā)電廠變電站電氣主接線方案設計的初步能力。六、課程資源1.推薦教材：（1）姚春球.發(fā)電廠電氣部分(第四版)[M].北京:中國電力出版社,2020.2.參考書：（1）王成江.發(fā)電廠變電站電氣部分[M].北京:中國電力出版社,2017.（2）劉寶貴,葉鵬等.發(fā)電廠變電所電氣部分.[M].北京:中國電力出版社,2016.（3）苗世洪,朱永利.發(fā)電廠電氣部分(第五版)[M].北京:中國電力出版社,2015.（4）許珉,孫豐奇.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng).[M].北京:機械工業(yè)出版社,2011.3.期刊：（1）電網(wǎng)技術,國家電網(wǎng)公司主辦（2）電力系統(tǒng)自動化,國網(wǎng)電力科學研究院有限公司主辦（3）中國電機工程學報,中國電機工程學會主辦（4）IEEETransactionsonSmartGrid,US,IEEE(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers),電氣與電子工程師學會主辦（5）河南工學院學報,河南工學院主辦4.網(wǎng)絡資源：（1）愛課程網(wǎng)./home/（2）精品課程網(wǎng)./七、課程考核對課程目標的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構成，具體考核/評價細則及對課程目標的支撐關系見表3。表3課程考核對課程目標的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標123過程性考核課堂表現(xiàn)8（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問題情況進行考核，滿分100分；（2）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?32階段測試16（1）根據(jù)每次階段測試（不少于3次）答題情況單獨評分，滿分100分；（2）每次測試單獨評分，取各次階段測試成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績；（3）以階段測試最終成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?62作業(yè)16（1）主要考核學生對各章節(jié)知識點的復習、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績；（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?64期末考核60（1）卷面成績100分，以卷面成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績；（2）主要考核導體的發(fā)熱、電動力的計算、電弧機理、電氣設備的特性與選擇、電氣主接線特性分析、變壓器運行分析等內容；（3）考試題型為：填空題、選擇題、判斷題、簡答題、計算題和分析題等。√√√252510合計：100分424018八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、階段測試、作業(yè)、期末考試等方式對學生進行考核評價。考核基本要求：考核總成績由期末試卷成績和過程性考核成績組成。其中：期末試卷成績?yōu)?00分（權重60%），試題類型為填空題、選擇題、判斷題、簡答題、計算題和分析題等類型，試卷中基本知識、基本理論、基本技能的試題分值不超過50%，綜合應用題、分析題不低于50%；課堂表現(xiàn)、階段測試、作業(yè)等過程性考核成績?yōu)?00分（權重40%）；過程性考核和考試試題分值分配應與教學大綱各章節(jié)的學時基本成比例。2.過程性考核成績的標準過程性考核方式重點考核內容、評價標準、所占比重見表4。表4過程性考核方式評價標準考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)20積極參與教學活動，踴躍回答問題，準確率大于90%。認真參與教學活動，回答