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1、水电站电气设备课程教学大纲课程编号: 000300930课程名称：水电站电气设备 英文名称：Electrical Equipment of hydro power plant总 学 时：32总 学 分：2适用对象: 水电专业的本科生。先修课程：电路原理一、课程性质、目的和任务 本课程目的在于使学生获得和掌握发电、变电和输电的电气主系统的构成、设计和运行的基本理论和计算方法，熟悉和掌握主要水电站常用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常识。 二、教学要求和内容 基本要求1、了解发电厂的类型，熟悉火电厂、水电厂、核电站的电能生产过程及其特点；掌握发电厂和变电站中主要的一次
2、设备和二次设备的作用；了解典型的 300MW发电机电气主接线、600MW 发电机电气主接线的特点。2、理解载流导体的发热和电动力的理论和计算方法，掌握载流导体长期发热、短时发热的特点，熟悉提高导体载流量的措施，掌握短路电流热效应的计算方法，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本原则和常用的分析方法。3、掌握电气主接线的概念；熟悉发电厂、变电站电气主接线设计的原则和程序；掌握各典型的电气主接线（单母线（带旁路母线）、单母线分段（带旁路母线）、双母线（带旁路母线）、双母线分段（带旁路母线）、一台半断路器接线、变压器母线组接线、单元接线、桥形接线、角形接
3、线等）的特点和适用范围；掌握主变压器的选择方法；掌握限制短路电流的方法；了解不同类型的发电厂、变电站电气主接线的特点；熟悉电气主接线运行中典型的倒闸操作的原则和步骤。4、掌握厂用电及厂用电率的概念；掌握厂用电负荷的分类及供电特点；掌握厂用电的电压等级、厂用电系统中性点的接地方式以及厂用电源引接方式的设计原则；了解不同类型发电厂的厂用电接线的特点；熟悉厂用变压器的选择方法；熟悉厂用电动机的选择方法；掌握厂用电动机自启动校验的方法；了解厂用电源的切换问题。5、掌握电气设备选择的一般条件，掌握开关电器的电弧理论以及高压断路器和隔离开关的选择方法；掌握互感器（电流互感器、电压互感器）的原理、误差的定义
4、、准确度等级与相应额定容量的定义，以及互感器的选择方法，熟悉互感器的配置原则；掌握限流电抗器的选择方法；掌握高压熔断器的选择方法；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。6、掌握配电装置的概念；熟悉屋内、屋外、成套配电装置的特点；了解配电装置的设计原则；掌握最小安全净距的概念，熟悉屋内外配电装置安全净距校验图；掌握间隔的含义，熟悉配电装置配置图、平面图和断面图的特点及绘制方法；熟悉各类发电机引出线装置的特点；了解发电厂和变电站电气设施总平面布置的一般原则。7、熟悉发电厂和变电站的控制方式；掌握二次回路接线图（原理图、展开图和安装接线图）的特点和绘制方法；熟悉断路器传统的控制方式
5、，掌握断路器的灯光监视的控制与信号回路的工作过程；了解变电站综合自动化系统的特点以及变电站自动化数据通信技术的基础。8、了解同步发电机运行参数不同于额定参数时的运行特点；了解大型同步发电机参数的特点；了解同步发电机异步、不对称等非正常运行的特点。9、了解电力变压器负荷超过额定容量时的限值；了解变压器的热老化定律及等值老化原则，了解确定变压器的正常过负荷与事故过负荷能力的方法；了解三绕组变压器、自耦变压器和分裂变压器的特点，了解变压器并列运行的条件。基本内容1、绪论教学内容：我国电力工业的发展情况及发展前景；本课程的目的、任务和学习方法。2、第一章 能源和发电教学内容：能源资源以及电能的特点；结
6、合“水电厂的生产过程”教学片，讲授火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂等的特点及电能生产过程。3、第二章 发电、变电和输电的电气部分教学内容：发电厂和变电站中主要的一次设备和二次设备及其作用；电气接线和配电装置的一般概念；典型的 300MW发电机电气主接线、600MW 发电机电气主接线的特点。教学重点：一次设备、二次设备的种类及其功能3、第三章 常用计算的基本理论和方法教学内容：导体载流量和运行温度的计算；载流导体短路时发热的计算；载流导体短路时电动力的计算；电气设备及主接线的可靠性分析；技术经济分析。教学重点：载流导体长期发热的特点，提高导体载流量的措施；载流导体短时发热的特点，短路电流热效应
7、的计算方法；最大短路电动力的计算方法。教学难点：最大短路电动力的推导4、第四章 电气主接线及设计教学内容：电气主接线的设计原则和程序；主接线的基本接线形式；主变压器的选择；限制短路电流的方法；不同类型的发电厂、变电站电气主接线的特点；电气主接线设计举例。教学重点：电气主接线的概念；对电气主接线的基本要求；电气主接线设计的程序；典型的电气主接线的特点和适用范围；主变压器的选择方法；限制短路电流的方法；倒闸操作的一般原则及旁代、倒母线的操作。教学难点：一台半断路器接线与双母线带旁路接线的比较；发电机-双绕组变压器单元接线存在的技术问题（发电机出口不装断路器）；发电厂主变压器容量的选择；分裂电抗器限
8、制断路电流的特点。5、第五章 厂用电接线及设计教学内容：厂用电接线的设计原则及接线形式；不同类型发电厂的厂用电接线；厂用变压器的选择；厂用电动机的选择和自启动校验；厂用电源的切换。教学重点：厂用电及厂用电率的概念；厂用电负荷的分类及供电特点；厂用电的电压等级、厂用电系统中性点的接地方式以及厂用电源引接方式的设计原则；厂用电动机自启动的概念及校验的方法。教学难点：厂用电动机自启动校验的方法。6、第六章 导体和电气设备的原理与选择教学内容：电气设备选择的一般原则；高压断路器和隔离开关的原理与选择；互感器的原理及选择；限流电抗器的选择；高压熔断器的选择；裸导体的选择；电缆、绝缘子和套管的选择。教学重
9、点：电气设备选择的一般条件，最大持续工作电流的计算、短路计算的条件；交流电弧的特点、熄弧的条件和熄弧的措施，以及断路器的选择和校验的内容；互感器（电流互感器、电压互感器）误差的定义、准确度等级与相应额定容量的定义，影响电流互感器误差的因素，以及电流、电压互感器选择和校验的内容；限流电抗器的选择方法；裸导体的选择和校验的方法。教学难点：短路计算点的确定；不同短路形式对断路器开断能力的影响；电压互感器的接线形式；多条硬导体动稳定的校验。7、第七章 配电装置教学内容：配电装置的设计原则和分类；配电装置的最小安全净距；屋内、屋外和成套配电装置；发电机引出线装置；厂站的电气设施平面布置。教学重点：屋内、
10、屋外、成套配电装置的特点；最小安全净距的概念及屋内外配电装置安全净距校验图；间隔的含义以及配电装置配置图、平面图和断面图的特点；封闭母线的特点。教学难点：配电装置配置图、平面图和断面图的阅读8、第八章 发电厂和变电站的控制与信号教学内容：发电厂和变电站的控制方式；二次回路接线图；断路器的传统控制方式；变电站自动化系统；变电站自动化数据通信技术。教学重点：二次回路接线图（原理图、展开图和安装接线图）的特点和绘制方法；传统的断路器灯光监视的控制与信号回路的工作过程。教学难点：二次回路原理图、展开图和安装接线图的阅读9、第九章 同步发电机的运行教学内容：同步发电机参数及其额定值；同步发电机的正常、非
11、正常和特殊运行方式。教学重点：同步发电机的正常、非正常和特殊运行方式。10、第十章 电力变压器的运行教学内容:变压器的发热和冷却；变压器的绝缘老化；变压器的正常过负荷和事故过负荷；三绕组变压器、自耦变压器、分裂变压器的特点；变压器并列运行的条件教学重点：变压器的热老化定律及等值老化原则；变压器的正常过负荷与事故过负荷能力。变压器并列运行的条件。三、教学安排及方式 本课程以课堂讲授为主，并力求教学形式多样、教学手段灵活，辅助以课堂讨论和教学录像。四、各教学环节学时分配（建议） 序号教学环节课程内容教学实验上机讨论课外合计绪论 0.5 0 0 0 0 0.5能源与发电 0.5 0 0 0 0 0.
12、5发电、变电和输电的电气部分 2 0 0 0 0 2常用计算的基本理论和方法 3 0 0 0 0 3电气主接线及设计 7 0 0 0 0 7厂用电接线及设计 4 0 0 0 0 4导体和电气设备的原理与选择 8 0 0 0 0 8配电装置 2 0 0 0 0 2发电厂和变电站的控制与信号 2 0 0 0 0 2同步发电机的运行 1 0 0 0 0 1电力变压器的运行 1 0 0 0 0 1复习 1 0 0 0 0 1合计 0 0 0 0 32五、推荐教材和教学参考书 教 材：发电厂电气部分，熊信银编著，中国电力出版社，2004 年第三版。 参考书：电力工程电气设计手册，西北电力设计院编著，中国电力出版社，1989 年第一版。发电厂电气部分，姚春球编著，中国电力出版社，2004 年第一版。六、补充说明 大纲执笔者： 张旭大纲校对者：张东英大纲审核者：林俐制定日期：
