《发电厂电气部分B》教学大纲

《发电厂电气部分B》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：05143011课程性质：专业选修课学分：2.5学分学时：40学时（理论40学时）先修课程：高等数学、电路、电机学等后续课程：电力系统继电保护、发电厂动力部分、高电压技术等适用专业：电气工程及其自动化开课单位：电气工程与自动化学院一、课程说明《发电厂电气部分B》是电气工程及其自动化专业的一门专业选修课，本课程以发电厂及变电站电气主接线的设计为主线，重点讲述发电厂及变电站电气主系统构成、设计和运行中的基本理论和方法，同时详细地分析主要电气设备的工作原理、性能特点及在电力系统中的地位及作用、功能，厂用电接线及设计，导体和电气设备的结构、功能与选择，配电装置，发电厂和变电站的控制与信号，电力变压器的运行等是从事发电厂变电站主系统设计、发电厂变电站运行检修不可缺少的一门课程。通过本课程的学习使学生具备电力运行、设备维护、电气设计等岗位所需的基本技能，并为后续课程学习奠定基础。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：理解电力系统的组成及发电厂、变电站的功能与分类，掌握发电厂和变电站的主要电气结构，理解各种高压开关设备的结构、功能特点，掌握发电厂变电站主要电气一次设备、电气主接线、厂用电及配电装置的原理、参数、结构、功能及运行操作方法。了解各种二次控制与信号回路的功能原理，理解电力变压器运行。课程目标2：在电力设备的选型中，能够运用绝缘、发热和电动力的基本理论，计算热稳定和动稳定，通过对电气设备的主要参数进行比较和综合，选择合适的电气设备。在发电厂变电站主接线设计中，能认识到有多种主接线方案可供选择。掌握发电厂变电站电气主接线的设计流程及设备选型的一般方法，掌握主接线设计和设备选型的目标，理解影响主接线设计和设备选型的因素。结合工程实际，制定电气主接线方案，了解电气主接线设计中经济比较的方法，建立工程理念。课程目标3：结合课程内容，融入电力工程案例，教育学生责任担当，塑造学生正确的三观、培养学生应有的职业道德、提升学生的设计能力，为我国电力工业蓬勃发展努力学习。使学生树立严肃认真的科学作风和理论联系实际的工程观点，培养学生的科学思维能力、分析计算能力和科学归纳能力。三、课程目标与毕业要求《发电厂电气部分B》课程教学目标对电气工程及其自动化专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识1.4能够将电气工程及其自动化专业知识用于复杂电气工程问题解决方案的比较与优化。课程目标1：理解电力系统的组成及发电厂、变电站的功能与分类，掌握发电厂和变电站的主要电气结构，理解各种高压开关设备的结构、功能特点，掌握发电厂变电站主要电气一次设备、电气主接线、厂用电及配电装置的原理、参数、结构、功能及运行操作方法。了解各种二次控制与信号回路的功能原理，理解电力变压器运行。M2.问题分析2.2能够运用数学、自然科学和工程科学的基本原理，分析并表达复杂电气工程问题的特性，获得多种解决方案。课程目标2：在电力设备的选型中，能够运用绝缘、发热和电动力的基本理论，计算热稳定和动稳定，通过对电气设备的主要参数进行比较和综合，选择合适的电气设备。在发电厂变电站主接线设计中，能认识到有多种主接线方案可供选择。掌握发电厂变电站电气主接线的设计流程及设备选型的一般方法，掌握主接线设计和设备选型的目标，理解影响主接线设计和设备选型的因素。结合工程实际，制定电气主接线方案，了解电气主接线设计中经济比较的方法，建立工程理念。M3.设计/开发解决方案3.2能够根据特定需求，完成对复杂电气工程系统与单元（部件）的设计、调试与优化课程目标3：结合课程内容，融入电力工程案例，教育学生责任担当，塑造学生正确的三观、培养学生应有的职业道德、提升学生的设计能力，为我国电力工业蓬勃发展努力学习。使学生树立严肃认真的科学作风和理论联系实际的工程观点，培养学生的科学思维能力、分析计算能力和科学归纳能力。H注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时对应的课程目标1.概述1.1发电厂和变电站的类型1.2发电厂和变电站电气设备简述1.3我国电力工业发展概况。教学要求：理解电力工业发展意义及前景，掌握发电厂变电站电气设备的概念。重点：电气设备的分类、电气设备的分类图形符号文字符号、变电站的分类、发电厂的分类。难点：电气设备的分类图形符号文字符号。21、22.载流导体的发热和电动力2.1概述；2.2导体的发热和散热；2.3导体的长期发热及其载流量的计算；2.4短路时导体的发热及其最高温度的计算；2.5短路时导体电动力的计算。教学要求：理解导体发热和散热方式及过程；掌握导体载流量的定义及计算；理解导体短时发热特点；掌握导体短时发热最高温度的计算；掌握导体电动力的分析计算。重点：导体发热原理及热平衡关系，导体间电动力形成原理及计算。难点：导体短时发热最高温度计算，导体电动力计算。41、2、33.灭弧原理及主要开关电器3.1电弧的形成和熄灭；3.2切断交流电路时电压的恢复过程；3.3交流电弧熄灭的基本方法；3.4高压断路器原理及主要结构；3.5高压隔离开关和负荷开关、熔断器的工作原理。教学要求：理解电弧的特点及电气本质；掌握电弧的形成与熄灭原理过程；掌握常用电弧熄灭方法；理解提升开关灭弧性能的原理方法；理解各种高压开关设备的结构、功能特点；理解断路器操作机构的功能及要求。重点：交流电弧的特点及形成、熄灭原理，主要开关设备的结构及功能特点。难点：提高灭弧性能的原理方法，高压断路器分类。61、2、34.电气主接线及其设计4.1电气主接线的基本要求；4.2主接线的基本接线形式；4.3主变压器的选择；4.4限制短路电流的方法；4.5电气设备及主接线的可靠性分析；4.6理解电气主接线设计流程，理解技术经济分析方法。教学要求：理解电气主接线的基本要求；掌握不同主接线方案之间的比较分析；掌握主变压器的型号选择；理解限制短路电流的方法理解电气主接线的可靠性与技术经济分析。重点：各种主接线类型的性能分析，电气主接线的设计。难点：主变压器容量计算；主接线的可靠性分析；短路电流的限制措施；主接线设计流程。81、2、35.厂用电接线及设计5.1概述；5.2厂用电接线的设计原则和接线形式；5.3不同类型发电厂的厂用电接线；5.4厂用变压器的选择；5.5厂用电动机的选择和自启动校验；5.6厂用电源的切换。教学要求：理解厂用电的基本概念；掌握厂用电的引接方式及设置原则；掌握一般电厂的厂用电接线方案；理解厂用变压器的接入方式；理解厂用电动机的类型及使用要求；理解厂用电源的类型及使用要求。重点：厂用电接线方案合理选择。难点：厂用电动机的自启动校验，厂用电源的切换原理。41、2、36.导体和电气设备的原理与选择6.1电气设备选择的一般条件；6.2高压断路器和隔离开关的选择；6.3互感器的原理及选择；6.4限流电抗器的选择；6.5高压熔断器的选择；6.6裸导体的选择；6.7电力电缆、绝缘子和套管的选择。教学要求：理解电气设备选择的条件要求；掌握高压断路器及隔离开关选择；掌握电流互感器和电压互感器的选择；掌握限流电抗器的选择；掌握高压熔断器的选择；掌握各种导体型式的选择；重点：各种设备的选择方法。难点：导体的选择与校验。61、2、37.配电装置7.1概述；7.2屋内配电装置；7.3屋外配电装置；7.4成套配电装置；7.5封闭母线；7.6发电厂和变电站的电气设施平面布置。教学要求：掌握配电装置的安全净距及校核；掌握屋内、外配电装置的类型及结构特点；了解成套配电装置的构成及特点；理解封闭母线的结构及配置要求；掌握电气平面图的绘制。重点：配电装置的安全净距及校核、室外配电装置的类型、室内配电装置的类型。难点：配电装置与电气主接线之间的联系。41、2、38.发电厂和变电站的控制与信号8.1发电厂和变电站的控制方式；8.2二次回路接线图；8.3断路器的传统控制方式；8.4传统的中央信号系统；8.5变电站自动化系统。教学要求：理解二次控制与信号回路的类型及基本要求；了解常见控制、信号回路的原理。重点：各种二次控制与信号回路的功能原理。难点：二次控制与信号回路的类型及基本要求。21、2、39.电力变压器的运行9.1概述；9.2电力变压器的发热和冷却；9.3电力变压器的绝缘老化；9.4电力变压器的正常过负荷和事故过负荷；9.5自耦变压器的特点和运行方式；9.6电力变压器的并联运行。教学要求：理解电力变压器的发热与冷却方式；掌握电力变压器绝缘老化影响因素；掌握电力变压器过负荷计算；理解自耦变压器和分裂绕组变压器的结构特点及工作原理；掌握电力变压器的并列运行分析。重点：电力变压器的老化分析及承载负荷能力计算，变压器并列运行。难点：电力变压器的并列运行分析。41、2、3合计40五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、案例、视频资源共享等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。学生比较全面地理解电气设备的选择基本方法与主接线设计原理，掌握常用计算的基本理论和方法，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；使学生具有进行发电厂变电站电气主接线方案设计的初步能力。六、课程资源1.推荐教材：（1）姚春球.发电厂电气部分(第四版)[M].北京:中国电力出版社,2020.2.参考书：（1）王成江.发电厂变电站电气部分[M].北京:中国电力出版社,2017.（2）刘宝贵,叶鹏等.发电厂变电所电气部分.[M].北京:中国电力出版社,2016.（3）苗世洪,朱永利.发电厂电气部分(第五版)[M].北京:中国电力出版社,2015.（4）许珉,孙丰奇.发电厂电气主系统.[M].北京:机械工业出版社,2011.3.期刊：（1）电网技术,国家电网公司主办（2）电力系统自动化,国网电力科学研究院有限公司主办（3）中国电机工程学报,中国电机工程学会主办（4）IEEETransactionsonSmartGrid,US,IEEE(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers),电气与电子工程师学会主办（5）河南工学院学报,河南工学院主办4.网络资源：（1）爱课程网./home/（2）精品课程网./七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现8（1）根据课堂出勤情况和课堂回答问题情况进行考核，满分100分；（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√332阶段测试16（1）根据每次阶段测试（不少于3次）答题情况单独评分，满分100分；（2）每次测试单独评分，取各次阶段测试成绩的平均值作为此环节的最终成绩；（3）以阶段测试最终成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√862作业16（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩；（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√664期末考核60（1）卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩；（2）主要考核导体的发热、电动力的计算、电弧机理、电气设备的特性与选择、电气主接线特性分析、变压器运行分析等内容；（3）考试题型为：填空题、选择题、判断题、简答题、计算题和分析题等。√√√252510合计：100分424018八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、阶段测试、作业、期末考试等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末试卷成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末试卷成绩为100分（权重60%），试题类型为填空题、选择题、判断题、简答题、计算题和分析题等类型，试卷中基本知识、基本理论、基本技能的试题分值不超过50%，综合应用题、分析题不低于50%；课堂表现、阶段测试、作业等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和考试试题分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂表现20积极参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于90%。认真参与教学活动，回答