《发电厂电气部分》课程教学大纲

《发电厂电气部分》教学大纲课程名称：发电厂电气部分（ElectricalSystemsofPowerPlants）课程编码：1501ZY047 课程类别：专业基础-必修学 分：3分总学时：48学时，其中，授课学时：48学时适用专业：电气工程及其自动化先修课程：电路原理、电子技术、电机学、电力系统分析一、课程性质《发电厂电气部分》是电气工程及其自动化专业的一门重要的专业基础必修课；发电厂是电力系统的重要组成环节，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行。本课程主要讲述发电厂的电气部分。通过课程学习，使学生掌握大中型发电厂、变电站的电气主系统设计与运行的基本理论与方法，具备分析解决工程实际问题的初步能力，了解新理论、新技术、新产品在发电厂电气主系统中的应用。二、课程教学目标（一）育人目标通过积极践行社会主义核心价值观，以培养学生爱党、爱国、爱社会主义、爱人民、爱集体为主线，将育人要素嵌入到发电厂电气部分课堂教学中。通过科学家故事学习科学精神，在课程教学中注重把马克思主义立场观点的教育方法与科学精神的培养目标结合起来，注重强化学生的工程伦理教育，提高学生理论联系实际、正确认识问题、分析和解决工程实际问题的能力；培养学生具有主动参与、积极进取、崇尚科学、探究科学的思想意识；培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当，培养学生成为德才兼备、全面发展的人才。（二）知识和能力目标掌握不同类型发电厂的电能生产过程及其特点，掌握载流导体的发热和电动力的理论及最大短路电动力的计算方法；掌握电气主接线的基本概念及发电厂、变电站电气主接线的设计原则和程序及主变压器的选择方法；熟悉不同类型发电厂、变电站电气主接线的特点、适用范围以及主接线运行中典型的倒闸操作的原则和步骤；掌握限制短路电流的方法；掌握发电厂和变电站的控制方式、二次接线图及断路器的控制方式。（支撑毕业要求2.3）掌握电气设备选择的一般条件，掌握开关电器的电弧理论及高压断路器和隔离开关的选择方法；掌握互感器的原理、误差、准确度等级与相应额定容量的定义及选择方法；掌握裸导体的选择方法；熟悉电缆、绝缘子和套管的选择方法。（支撑毕业要求3.2）课程目标与毕业要求指标点对应关系课程目标毕业要求指标点课程目标12.3能运用数学、自然科学和工程科学的基本原理，借助文献研究，评价电气工程领域中复杂工程问题分析过程中的影响因素，给出正确的电气工程领域中复杂工程问题解决方案，并评价解决方案的合理性。课程目标23.2能够在解决方案的框架下，设计/开发满足方案要求的电气系统，对电气系统中关键器件的选型和参数进行优化和计算。三、基本要求本课程的教学目的在于让学生理解和掌握发电、变电和输电的电气系统的构成、设计和运行的基本理论和计算方法，熟悉和掌握主要电气设备的原理和性能，了解同步发电机和电力变压器运行方面的简单知识。教学过程中要注意与先修课程基础知识的联系，让学生对所学基础知识进一步巩固和掌握，具备分析解决工程实际问题的初步能力。四、教学内容分章节说明教学内容，课时安排，融入思政元素，并说明教学重点、主要教学模式（包括授课、自学、实验、课堂讨论、作业等）。章节教学内容学时思政元素教学模式对应课程目标1概述2对发电厂电气部分技术发展历程中的重要事件和典型人物进行分析解读，激发学生的爱国情怀和专业认同感，定位自己的社会责任，从而明确本课程学习的目标。课堂授课，课后练习4题，部分自学课程目标12载流导体的发热和电动力6讲述载流导体的发热和电动力的原理、国内外相关技术的发展现状，激发学生科技报国的家国情怀和责任担当。课堂授课，课堂讨论、课后练习4题课程目标13灭弧原理及主要开关电器6讲述灭弧原理及主要开关电器及国内外相关技术的发展现状和中国面临的挑战，激发学生科技报国的家国情怀和责任担当。课堂授课，课堂讨论、课后练习4题课程目标14电气主接线及其设计10讲述电气主接线及其设计原理，介绍国内外相关技术的发展现状，培养学生理论联系实际的能力。课堂授课，课堂讨论、课后练习5题、测验课程目标1、25厂用电接线及设计6讲述厂用电接线及设计原理，介绍国内外相关技术的发展现状，培养学生理论联系实际的能力。课堂授课，课堂讨论、课后练习4题课程目标1、26导体和电气设备的原理与选择10讲述导体和电气设备的原理与选择，介绍国内外相关技术的发展现状，培养学生的社会责任感和大国工匠精神。课堂授课，课堂讨论、课后练习4题课程目标27配电装置4讲述配电装置原理，介绍国内外相关技术的发展现状和中国面临的挑战，培养学生家国情怀、职业认同感和责任担当。课堂授课，课堂讨论、课后练习3题，测验课程目标18发电厂和变电站的4讲述发电厂和变电站的控制与信号原理，介绍国内课堂授课，课堂讨论、课后课程目标1控制与信号外相关技术的发展现状和中国面临的挑战，培养学生的社会责任感和大国工匠精神。练习2题，部分自学第一章概述1、电力工业发展概况2、发电厂类型3、变电站类型4、发电厂和变电站电气部分概述本章重点：发电厂和变电所的类型和电能的生产过程。能力：了解发电厂和变电所的类型和电能的生产过程。第二章载流导体的发热和电动力1、概述2、导体的发热和散热3、导体的长期发热及其载流量的计算4、短路时导体的发热及其最高温度的计算5、短路时导体电动力的计算本章重点：掌握导体和电气设备长期发热和短期发热的特点；掌握导体载流量的计算；掌握短路时导体的发热及其最高温度的计算及最大电动力的计算。能力：根据导体长期和短期发热的特点，掌握导体载流量的计算和短路时导体最高温度及最大电动力的计算。第三章灭弧原理及主要开关电器1、电弧的形成和熄灭2、切断交流电路时电压的恢复过程3、交流电弧熄灭的基本方法4、高压断路器原理及主要结构5、特高压断路器和智能断路器本章重点：掌握电弧的形成与维持所需经过的三个阶段；掌握长弧和短弧熄灭的差异以及几种常见的灭弧方法。能力：根据电弧形成和熄灭时的特点，掌握灭弧原理及熄灭交流电弧的基本方法；掌握主要开关电器的工作原理和主要结构。第四章电气主接线及其设计1、电气主接线的基本要求和设计程序2、主接线的基本接线形式3、主变压器的选择4、限制短路电流的方法5、电气设备及主接线的可靠性分析6、电气主接线设计举例本章重点：掌握电气主接线的基本要求及各种基本接线形式的特点和适用范围；掌握发电厂和变电所主变压器的选择、限制短路电流的方法；掌握发电厂电气主接线的设计举例；了解各种类型发电厂和变电所主接线的特点能力：根据电气主接线的基本要求和设计程序，掌握电气主接线各种接线形式的特点、适用范围及倒闸操作方法，能够完成发电厂、变电所电气主接线的初步设计及变压器的选择，掌握限制短路电流的方法。第五章厂用电接线及设计1、厂用电接线的设计原则和接线形式2、不同类型发电厂的厂用电接线3、厂用变压器的选择4、厂用电动机的选择和自启动校验本章重点：了解厂用变压器的选择、厂用电动机的选择和自起动校验；不同类型发电厂的厂用电接线及特点；掌握厂用电率、厂用电负荷分类及对厂用电接线的基本要求和厂用电接线的设计原则。能力：根据厂用电设计的基本要求和设计原则，掌握不同类型发电厂的厂用电接线特点和各种厂用电源的引接方法，掌握厂用变压器的选择和厂用电动机的选择和自启动校验方法。第六章导体和电气设备的原理与选择1、电气设备选择的一般条件2、高压断路器和隔离开关的原理与选择3、互感器的原理与选择4、限流电抗器的选择5、高压熔断器的选择6、裸导体的选择7、电缆、绝缘子和套管的选择本章重点：了解导体和电气设备选择的一般条件；掌握各种主要电气设备的原理及选择的条件；掌握互感器的原理及选择。能力：根据导体和电气设备的工作原理，掌握导体和电气设备选择的一般条件；掌握各种主要电气设备的原理及选择的条件；掌握互感器的原理及选择。第七章配电装置1、屋内配电装置2、屋外配电装置3、成套配电装置本章重点：掌握屋内外配电装置的最小安全净距的概念及分类；掌握配电装置的类型及各自的特点；了解配电装置的基本要求及设计原则；掌握发电厂和变电所的电气设施的布置特点。能力：根据配电装置的基本要求及设计原则，掌握屋内外配电装置的最小安全净距的概念及分类；掌握各种配电装置的类型及特点。第八章发电厂和变电站的控制与信号1、发电厂和变电站的控制方式2、二次回路接线图3、断路器的传统控制装置4、传统的中央信号系统本章重点：掌握发电厂和变电站的控制方式、归总式二次接线原理图与展开图及断路器的控制方式；了解中央信号系统、变电站自动化系统能力：根据发电厂和变电站的控制方式，掌握二次回路接线图及断路器的控制方式；了解中央信号系统、变电站自动化系统。五、教学方法本课程采用理论教学与课堂、课后习题等相结合的教学方式，主要教学环节包括课堂教学、课堂和课后习题以及课后自学。课堂教学课堂教学以“互动式”方法为主导，教师采用多媒体课件和板书相结合的授课方式，在这一教学环节，学生以听课为主，并适当参与讨论，每次课程开始或课程中间进行提问，课后布置思考题、基本练习题和复习提高题。教师主要讲授课程的基本概念、基本理论和基本方法。同时，有意识设计一些讨论性问题，引导学生运用已有的知识进行思考。课堂、课后习题和自学课堂上，教师有针对性的提问，启发学生独立思考，对于课程中的主要知识点，布置适当习题，让学生在课堂和课后独立完成，教师批改后，统一给学生讲解存在的问题，使学生进一步理解和巩固课程所学的基本概念、基本理论和方法。精选讲课内容，精讲重点难点，安排同学自学易于理解的内容，以培养学生自主学习的意识和能力以及抓住要点的能力。六、考核及成绩评定方式1．考核标准与成绩评定课程考核包括平时成绩、期末考试两个部分。平时成绩（百分制），包括课堂讨论与测验、作业等。平时成绩评价标准基本要求评价标准优秀（0.9-1）良好（0.7-0.89）合格（0.6-0.69）不合格（0-0.59）掌握不同类型发电厂的电能生产过程及特点；掌握载流导体的发热和电动力的理论及最大短路电动力的计算方法。掌握电气主接线的基本概念及倒闸操作的原则和步骤。掌握电气设备选择的一般条件；掌握发电厂和变电站的控制方式、二次接线图及断路器的控制方式。掌握不同类型发电厂的电能生产过程及特点；掌握载流导体的发热和电动力的理论及最大短路电动力的计算方法。掌握电气主接线的基本概念及倒闸操作的原则和步骤。掌握电气设备选择的一般条件；掌握发电厂和变电站的控制方式、二次接线图及断路器的控制方式。熟悉不同类型发电厂的电能生产过程及特点；熟悉载流导体的发热和电动力的理论及最大短路电动力的计算方法。熟悉电气主接线的基本概念及倒闸操作的原则和步骤。熟悉电气设备选择的一般条件；熟悉发电厂和变电站的控制方式、二次接线图及断路器的控制方式。了解不同类型发电厂的电能生产过程及特点；了解载流导体的发热和电动力的理论及最大短路电动力的计算方法。了解电气主接线的基本概念及倒闸操作的原则和步骤。了解电气设备选择的一般条件；了解发电厂和变电站的控制方式、二次接线图及断路器的控制方式。不了解不同类型发电厂的电能生产过程及特点；没掌握载流导体的发热和电动力的理论及最大短路电动力的计算方法。不了解电气主接线的基本概念及倒闸操作的原则和步骤。没掌握电气设备选择的一般条件；没掌握发电厂和变电站的控制方式、二次接线图及断路器的控制方式。期末考试（百分制）开卷，题型包括：填空题（30分）、判断题（10分）、简答题（28分)、计算题(32分)课程期末考试考核内容与评价标准基本要求评价标准比例（%）优秀（0.9-1）良好（0.7-0.89）合格（0.6-0.69）不合格（0-0.59）目掌握不同类型发电厂掌握不同类型熟悉不同类型了解不同类型不了解不同类型标的电能生产过程及其发电厂的电能发电厂的电能发电厂的电能发电厂的电能生1特点，掌握载流导体生产过程及特生产过程及特生产过程及特产过程及其特的发热和电动力的理点，掌握载流点，熟悉载流导点，了解载流点，不理解载流论和最大短路电动力导体的发热和体的发热和电导体的发热和导体的发热和电的计算方法；掌握电电动力的理论动力的理论和电动力的理论动力的理论和计气主接线的基本概念和计算方法；计算方法；熟悉和计算方法；算方法；没掌握及发电厂、变电站电掌握电气主接电气主接线的了解电气主接最大短路电动力气主接线的设计原则线的基本概基本概念、设计线的基本概的计算方法；没和程序及主变压器的念、设计原则原则和程序以念、设计原则掌握电气主接线68选择方法；熟悉不同和程序以及主及主变压器的和程序以及主的基本概念，不类型发电厂、变电站变压器的选择选择方法；熟悉变压器的选择熟悉电气主接线电气主接线的特点、方法；掌握不不同类型电气方法；了解不运行中典型的倒适用范围以及主接线同类型电气主主接线的特点、同类型电气主闸操作的原则和运行中典型的倒闸操接线的特点、适用范围及倒接线的特点、步骤；没掌握限作的原则和步骤；掌适用范围及倒闸操作的原则适用范围及倒制短路电流的方握限制短路电流的方闸操作的原则和步骤；熟悉限闸操作的原则法；没掌握发电法；掌握发电厂和变和步骤；掌握制短路电流的和步骤；了解厂和变电站的电站的控制方式、二限制短路电流方法；熟悉发电限制短路电流控制方式、二次次接线图及断路器的方法；掌握厂和变电站的的方法；了解接线图及断路的控制方式。发电厂和变电控制方式、二次发电厂和变电器的控制方式。站的控制方接线图及断路站的控制方式、二次接线器的控制方式。式、二次接线图及断路器的图及断路器的控制方式。控制方式。目掌握电气设备选择掌握主要电气熟悉主要电气了解主要电气没掌握主要电标的一般条件及校验设备选择的一设备选择的一设备选择的一气设备选择的2方法。掌握开关电器般条件及校验般条件及校验般条件及校验一般条件及校的电弧理论及高压方法。掌握开方法。熟悉开关方法。了解开验方法。没掌握断路器和隔离开关关电器的电弧电器的电弧理关电器的电弧开关电器的电的选择方法；掌握互理论；掌握互论；熟悉互感器理论；了解互弧理论；没掌握感器的工作原理、误差定义、准确度等级感器的工作原理、准确度等的工作原理、准确度等级与额感器的工作原理、准确度等互感器的工作原理、准确度等32与相应额定容量的级与额定容量定容量的定义级与额定容量级与额定容量定义，以及互感器的的定义及选择及选择方法。的定义及选择的定义及选择选择方法；掌握裸导方法。方法。方法。体的选择方法；熟悉电缆、绝缘子和套管的选择方法。注：该表格中的比例为期末考试试卷成绩比例。成绩评定为：考试成绩*70%+平时成绩*30%。2．课程目标达成评价表2《发电厂电气部分》课程目标达成评价分析报告一、课程基本信息课程名称发电厂电气部分课程性质专业基础，必修学时学分48/3开课学期第七学期专业班级电气工程及其自动化考核方式考试，开卷任课教师：评价人员：课程组长，命题教师，阅卷教师二、课程目标达成评估课程目标支撑指标点课程目标掌握不同类型发电厂的电能生产过程及其特点，掌握载流导体的发热和电动力的理论和计算方法，掌握最大短路电动力的计算方法；熟悉电气主接线可靠性的分析方法；熟悉技术经济分析的基评价数据源评价依据期末考试：发电厂及变电所主要电气设备的类型、特征及基本概念和基本原理（30分）分值T10=30试题构成说明平均分T1=22达成度值KMi评价方式�1*0.7+�1*0.3�10 �10=0.772.3能运用数学、自然科学和工程科学的基本原理，借助文献研究，评价电气工程领域中复杂工程问题分析过程中的影响因素，给出正确的电气工程领域中复杂工程问题解决方案，并评价解决方案的合理性。本原则和常用的分析方法。平时作业A10=100A1=85掌握电气主接线的基本概念、设计原则和程序；掌握各典型电气主接线的特点和