电力系统分析基础教案-按课时

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1、 院院 系：系： 电力工程系电力工程系 教研室：教研室： 发电教研室发电教研室 教教 师：师： 栗栗 然然 电力系统分析基础课程教案电力系统分析基础课程教案课程名称课程名称电力系统分析基础电力系统分析基础本门课本门课 程学分程学分4课程号课程号0110305课序号课序号课程属性课程属性必修课（必修课（ ）选修课（）选修课（ ）实践环节（）实践环节（ ）授课方式授课方式课堂讲授（课堂讲授（ ）实践课（）实践课（ ）本课程总学时：本课程总学时：64其中：其中：讲课：讲课： 64 学学 时时实验：实验： 0 学时学时授课对象授课对象年级年级3专业专业电气工程及其自动化电气工程及其自动化教材名称教材名

2、称出版社出版社作者作者出版时间出版时间电力系统分析基础电力系统分析基础机械工业出版社机械工业出版社李庚银等李庚银等2005参考书参考书出版社出版社作者作者出版时间出版时间电力系统稳态分析电力系统稳态分析水利电力出版社水利电力出版社陈珩陈珩19951995电力系统暂态分析电力系统暂态分析水利电力出版社水利电力出版社李光琦李光琦19951995基本教材和基本教材和 主要参考书主要参考书电力系统分析电力系统分析( (第二版第二版) )华中科技大学出版社华中科技大学出版社何仰赞何仰赞20022002本课程教学本课程教学 重点及难点重点及难点教学重点：教学重点： 1 1电力系统的组成和运行；电力系统的组

3、成和运行； 2.2. 电力系统主要元件的数学模型与参数计算；电力系统主要元件的数学模型与参数计算； 3.3. 电力系统潮流分布的物理特点和计算的基本方法。电力系统潮流分布的物理特点和计算的基本方法。 4.4. 电力系统频率和电压的调整；电力系统频率和电压的调整； 5.5. 对称和不对称故障的基本分析方法。对称和不对称故障的基本分析方法。 教学难点：教学难点： 1 1电力系统潮流分布的计算机算法；电力系统潮流分布的计算机算法； 2 2水火厂负荷最优分配与调频计算水火厂负荷最优分配与调频计算 3 3无功电源最优分布与调压计算无功电源最优分布与调压计算 4 4对称分量法与不对称故障的分析计算对称分量

4、法与不对称故障的分析计算授课教师授课教师职称职称院系、院系、 教研室教研室注：表中（ ）选项请打“”“电力系统分析基础电力系统分析基础”课程教案（课程教案（1）一、讲授题目讲授题目： 电力系统的基本概念二、二、教学目的教学目的：作为平台课程，涉及的专业学生不同，应在课程的开始全面介绍电力专业的相关课程内容，让同学门对专业课程有个初步了解，以便选修相关课程。通过本章内容的讲解，使学生对电力系统的组成及发展历史和方向有一个比较全面的了解，引起同学们对专业课程的兴趣。三、三、重点与难点重点与难点：重点：1）介绍电能变换和电源构成。2）介绍新能源技术及我国电网的发展蓝图。3）理解同一标称电压下，不同电

5、气设备的额定电压有可能不同。4）熟悉中性点接地方式及运行特点。难点：1）小电流接地系统的特点与运行。四、四、教学手段教学手段：本章的内容比较多，单纯地靠板书无法给同学们一个深刻的印象，应采用多媒体等辅助教学手段，引入大量的图片来讲解。五、五、教学过程、时间分配教学过程、时间分配：教学内容教学内容学时数学时数电力专业的相关课程内容介绍0.5电力系统的组成、运行特点和要求0.5电能变换和电源构成0.5新能源技术及我国电网的发展蓝图0.5教学过程教学过程时间分配时间分配电力系统的电压等级1.0电力系统接线及中性点接地方式1.0电力系统的负荷曲线及电能质量2.0合计合计6.0六、六、实验：实验：无习题

6、：习题：习题集 1-1、1-2课时单元：1（一） 、教学内容11 电力工业概况1831 年法拉第电磁感应定律，为发电机的发明创造了前提条件。1875 年 法国巴黎火车站1879 年 第一座试验电厂1882 年 爱迪生小型电力系统 pearl street 有 6 台直流发电机，59 个用户，电压等级。kV1101884 年，出现变压器1889 年 波特兰1897 年 犹他州 交流最高电压等级，出现在前苏联和巴西，直流最高等级为，电网规kV1050500kV 模不断扩大，如美加同一电网。 描述电网的主要参数： 1 总装机容量。电力系统的总装机容量指该系统中实际安装的发电机组额定有功功率的 总和，

7、以千瓦、兆瓦、吉瓦计。)kW()MW()W(G 2 年发电量。指该系统所有发电机组全年实际发出电能的总和，以兆瓦 时（）、吉hMW 瓦 时（）太瓦 时（）计。hGWhTW 3 最大负荷。指规定时间，如一天、一月或一年内，电力系统总有功功率负荷的最大值，以千瓦、兆瓦、吉瓦计。)kW()MW()GW( 4 额定频率。按国家标准规定，我国所有交流电力系统的额定频率均为。Hz50 5 最高电压等级。同一电力系统中电力线路往往有几种不同电压等级。所谓最高电压等级， 是指该系统中最高电压等级电力线路的额定电压，以千伏计。)kV(6 地理接线图。电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置，

8、电力线路的路径，以及它们相互间的连接。7 电气接线图。电力系统的电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路之间的电气接线。12 我国电力工业和电力系统简介一、基本发展史1882 年，英国人在中国成立了上海电气公司。1911 年，杨树浦发电厂动工，1913 年开始发电，到 1924 年，共有 12 台发电机，装机。MW1211949 年以前，有， 等电压等级。kV220kV1541981 年，建成平顶山武汉，我国第一条交流输电线路。kV5001989 年，建成第一条高压直流输电线路，葛洲坝上海。500kV二、我国主要电力系统简介至今，已建成的跨省电力系统有五个，即华东系统、

9、东北系统、华中系统、华北系统和西北系统。另外，还有南方电网、川渝电网、山东电网、福建电网、海南电网、西藏电网、新疆电网和台湾电网。13 电力系统的基本特点要求一、电力系统特点1 电能不能大量存储。发电、变电、输电和用电同时进行。2 电力系统暂态过程非常短。3 电力系统的发展和国民经济的发展密切相关。4 电力系统电能质量要求高，对电压、频率、波形都有严格的国家标准。二、对电力系统运行的基本要求1 保保证证可靠持可靠持续续运行的基本要求运行的基本要求。2 保保证证良好的良好的电电能能质质量。量。3 保保证证系系统统运行的运行的经济经济性。性。综综上所述，上所述，对电力系统运行的基本要求就是向用户提

10、供优质、可靠、经济的电能。（二） 、教学手段板书和多媒体结合，引入大量的图片来讲解。启发学生使用网上电子资源，查阅与授课 内容相关的资料，拓宽知识面。（三） 、板书设计由于多媒体要占去一半黑板，板书只写要点内容，避免在黑板上抄写大量的与课本相同 的内容，浪费课堂时间。（四） 、作业1调研或查阅文献了解我国电力系统最新发展，并撰写相关论文。2了解美加 8.14 大停电的原因、过程、危害及启示。3习题集 1-1课时单元：2（一） 、教学内容14 电力系统的接线方式一、电力系统的接线形式1 无备用接线方式：负荷只能从一个电源获得电能开式接线，主要优点在于简单、经济、运行方便，主要缺点是供电可靠性差。

11、2 有备用接线方式：负荷可以从两个或两个以上电源获得电能闭式接线。有两端供电、环式、链式等。优点在于供电可靠性和电压质量高，缺点是不够经济。二、电压等级1 我国规定的额定电压等级有(单位：KV)用电设备交流发电机线电压变压器一次绕组变压器二次绕组3 6 10 - 35 110 220 330 5003.15 6.3 10.5 15.753 及 3.15 6 及 6.3 10 及 10.5 15.75 35 110 220 330 5003.15 及 3.3 6.3 及 6.6 10.5 及 11.0 - 38.5 121 242 363 550额定电压的确定1 输电线路的额定电压等于我国规定的

12、额定电压等级。2 发电机的额定电压比用电设备的额定电压高 5%。3 变压器一次绕组额定电压等于用电设备的额定电压, 二次绕组额定电压高于用电设备的额定电压的 10%倍。特殊：与发电机直接相连的升压变压器一次绕组电压与发电机相等；直接与用电设备相连的变压器二次绕组电压比用电设备的额定电压高 5%。原因：1）输电线路有 10%的电压降落。发电机、变压器有 5%的电压降落。2）用电设备的电压偏移要求不超过5%。例：标出图中各设备的额定电压？（注：图中所注电压是线路的额定电压）2 不同电压等级的适用范围根据 S=UI，输送一定功率时，电压高，电流小，材料投资少，绝缘投资大；电压低，电流大，绝缘投资少，

13、材料投资大。所以，输送一定的功率有一个合适的电压。低压网：1KV 以下；中压网：1KV10KV； 高压网：35KV330KV；超高压网：三. 电力系统中性点运行方式1）小电流接地系统中性点不接地系统，如果发生单相接地故障，非故障相电压升高至原来的倍，3对绝缘要求高（不适应电压等级高的系统，适用于以下系统）。kV1102）大电流系统中性点接地： 及以上系统kV11015 电力系统发展的主要趋势1 高参数：高温、高压、超临界、单机容量2 大容量远距离高压输电、大系统互联3 高度自动化4 电力市场化5. 分布式发电16 电力学科范畴及本课程主要内容（二） 、教学手段板书和多媒体结合，引入大量的图片来

14、讲解。启发学生到室外多观察。通过反问的形式 启发学生思考。（三） 、板书设计由于多媒体要占去一半黑板，板书只写要点内容。电压等级表格要一直留在黑板上，以 便随时察看。（四） 、作业习题集 1-2课时单元：3（一） 、教学内容一、日有功一、日有功负负荷曲荷曲线线负荷低谷；尖峰负荷；最大负荷，最小负荷；基本负荷的概念。maxPmaxP二、年最大二、年最大负负荷曲荷曲线线它反映从年初到年终整个一年内的逐月(或逐日)综合最大负荷的变化规律。三、年持三、年持续负续负荷曲荷曲线线年持续负荷曲线是根据全年的负荷变化按照其大小及在一年中累计的持续运行时间排列组成的，电能：W87600PdtW年最大负荷利用小时

15、数：max87600maxmaxPPdtPWT的物理意义为：当用户始终保持最大负荷运行时，经过h 所消耗的电能恰好maxTmaxPmaxT等于其全年的实际总耗电量。可以按式近似地求出该负荷全年使用的电能。这种maxTW maxP方法在电网计算时是常用的。根据需要，有时还需要制定日无功负荷曲线、日电压变化曲线、月最大负荷曲线等。（二） 、教学手段板书和多媒体结合，引入图片来讲解。（三） 、板书设计板书只写要点内容。 。（四） 、作业“电力系统分析基础电力系统分析基础”课程教案（课程教案（2）一、一、 讲授题目讲授题目： 电力网元件参数和等值电路二、二、 教学目的教学目的：使学生深入了解电力系统各

16、主要元件的特性、数学模型及相互的关系，为进一步掌握和研究电力系统分析和运行问题提供良好的基础。三、三、 重点与难点重点与难点：重点：1）物理模型推导出数学模型，理解各元件的参数含义。2）变压器容量比不同时的折算问题。3）端部等值的变压器模型。 （此部分在潮流的计算机算法中应用，放到第四章中讲解）4）等值电路绘制中的归算与标幺值问题。难点：1）等值电路中参数归算与标幺值计算四、教学手段四、教学手段：本章的公式比较多，但不需要死记，应由物理模型推导出数学公式，充分理解各元件的参数含义。并能通过公式解释一些现象（为什么分裂导线能降低电抗？、变压器线圈的排列形式？、变压器并列运行的条件？等）。五、教学过程、时间分配五、教学过程、时间分配：教学内容教学内容学时数学时数电力系统的输电方式0.5电力线路的结构0.5