电气工程基础教学大纲.docx

电气工程基础教学大纲目录一、教学目的和要求3二、教学中应注意的问题3三、教学内容4第一章概论4第一节电力工业在国民经济中的地位4第二节电力网、电力系统和动力系统的划分4第三节发电厂4第四节电力网4第五节电力系统4第六节我国电力工业的现状和发展前景4第二章电力系统的负荷4第一节负荷的表示方法 4第二节负荷的特性与模型4第三节电力系统中的谐波4第三章电力系统主设备元件4第一节电力变压器的等值电路及参数计算5第二节输电线路5第节 关电器5第四节高压互感器5第四章电力系统的接线方式5第一节电力网的接线6第二节 发电厂、变电所主接线 6第三节中性点接地方式6第五章电力系统稳态分析6第一节电力系统的潮流计算6实验内容实验学时1.单回路稳态对称、非全项运行、单与双回路的稳态对称运行比较实 验22.无调节励磁、手动调节励磁、微机自并励、微机它励时，功率特性 和功率极限的测定实验23.短路类型、故障切除时间、有无强励磁、线路重合闸对暂态稳定的 影响实验24.调速器调差特性与投、切不同负荷的实验2合计8六、参考书目教材：陈慈萱.电气工程基础M.中国电力出版社,2004年参考书：1 .刘笙.电气工程基础（上、下）M.科学出版社,2002年2 .熊信银.电力系统工程基础M.华中科技大学出版社，2002年3 .张文勤.电力系统基础（第2版）M.中国电力出版社,2002年4 .单渊达.电能系统基础N.机械工业出版社,2001年5 .刘涤尘.电气工程基础M.武汉理工大学出版社,2004年第二节电力系统的频率与有功功率6第三节电力系统的电压与无功功率6第四节电力系统经济运行6第六章电力系统的对称故障分析6第一节短路的一般概念7第二节标幺制7第三节恒定电势源供电系统的三相短路7第四节有限容量电源的三相短路7第五节 电力系统三相短路电流的实用计算 7第七章电力系统元件的序阻抗和等值网络7第一节对称分量的原理8第二节变压滞在各序电压作用下的等值电路及其序阻抗特性8第三节输电线路在各序电压作用下的序阻抗及等值电路8第四节 架空输电线路的各序电纳 8第五节同步电机的序阻抗8第六节负荷的序阻抗8第七节电力系统各序网络的制定8第八章电力系统不对称故障的分析8第一节简单不对称短路的分析8第二节 不对称短路时网络中电流和电压的分布8第三节电流和电压各序分量经变压器后的相位变换8第九章电力系统静态稳定8第一节同步发电机的机电特性9第二节静态稳定的概念9第三节暂态稳定的概念9第四节提高稳定的措施9四、教学课时分配9五、实践环节安排9六、参考书目10 课程名称：电气工程基础课程编号：056204英文名称：Electrical Engineering Foundation课程性质：独立设课课程属性：专业课应开实验学期：第6学期学时学分：课程总学时56 实验学时一8 课程总学分一3.5 实验学分一0.5实验者类别：本科生适用专业：电气工程及其自动化、自动化先修课程：高等数学、电路、电子技术基础（模拟部分）、电机与拖动基础、发电厂电气设 备一、教学目的和要求电气工程基础是电气工程及其自动化专业的专业课。通过本课程的教学，帮 助学生初步了解我国电力系统的发展历史和现状，掌握电路系统的基本理论和模 型，提高学生利用电力系统理论分析问题和解决问题的能力，进一步提高学生理 论联系实际的能力，培养学生的综合素质。学生应按本大纲具体要求，掌握电力系统的基本概念及接线方式，熟悉常用 电气设备及配电装置，了解电力系统元件的电气参数及等值电路，会进行电力系 统的潮流计算，了解电能质量（频率、电压）与有功功率和无功功率的关系，频 率、电压的调整方法，掌握电力系统静态稳定和暂态稳定的概念，了解提高系统 静态、动态稳定性的常用措施。教学过程中，要处理好教与学、主导与主体的关系；精讲、多讲、多练，注重 理论联系实际，科学地处理好重点和难点的关系。随着教学条件的改善，尽量采 用现代化教学手段，改变传统的教学模式；在教学方法上要不断地进行研究、研 讨，注重实践环节，积极引导学生参加课外科技活动，培养学习的积极性和主动 性，从而使学生的综合素质得以提高和加强。二、教学中应注意的问题1 .其先修课程是：电路原理、电机学、控制电机、工程电磁场、电子技术 基础等。2 .本课程的教学采用讲授加实验的方式进行，着重基本概念和基本训练， 使学生具备利用电力系统理论分析和解决比较简单问题的能力。三、教学内容第一章概论重点内容：对电力系统运行的要求。难点：对电力系统运行的要求。基本要求：使学生了解电力系统中电源的构成，动力系统及电力系统，电力系统的负 荷，电力系统运行的特点及要求，电力系统的电压等级，我国电力工业的发 展简史。第一节 电力工业在国民经济中的地位第二节电力网、电力系统和动力系统的划分第三节发电厂第四节电力网第五节电力系统第六节我国电力工业的现状和发展前景复习思考题：教材本章后面的习题。第二章电力系统的负荷重点内容：负荷曲线的类型以及各类负荷曲线的作用；最大负荷利用时间Tmx的物理意 义以及负荷特性。难点：负荷特性。基本要求：掌握负荷的表示方法、负荷曲线和负荷曲线的类型以及各类负荷曲线的作 用；掌握最大负荷利用时间的物理意义；熟悉负荷特性，了解负荷的数学模型； 熟悉谐波分析中常用的若干特征量和电力系统中的主要谐波源及其特点。第一节负荷的表示方法第二节负荷的特性与模型第三节电力系统中的谐波复习思考题：教材本章后面的习题。第三章电力系统主设备元件重点内容：双绕组变压器参数的计算方法及型等值电路；架空线路参数的物理意义、 影响因素及等值电路；开关电弧的产生和熄灭原理；油断路器、六氟化硫断路器 灭弧室的灭弧原理和性能；电磁式高压互感器的工作特点和接线方式。难点：三 绕组变压器参数的计算及等值电路;六氟化硫断路器旋弧式灭弧装置；真空电弧、 真空断路器触头；高压互感器的误差分析。基本要求：掌握双绕组的型等值电路、等值电路中各参数的物理含义及其计算方法； 熟悉三绕组变压器的等值电路及其参数的计算；了解变压器的n型等值电路；熟 悉架空线路的主要组成部分及各部分的作用；掌握架空线路各参数的物理意义以 及影响线路参数大小的因素；了解架空线路参数的计算公式；掌握输电线路的一 字型等值电路、n型等值电路和T型等值电路及其适用范围；了解电缆线路。掌 握开关电弧的产生和熄灭原理；熟悉高压断路器的种类、结构、应用范围；掌握 油断路器和六氟化硫断路器灭弧室的工作原理和特点；掌握真空电弧的特征及真 空灭弧室的结构特点和工作原理；熟悉负荷开关与熔断器组合的应用；熟悉隔离 开关的种类和作用。掌握电磁式电压互感器和电流互感器的工作特点、性能要求、 误差来源和接线方式；熟悉提高互感器精度所采取的措施；了解电容式电压互感 器的工作原理。本章内容：第一节电力变压器的等值电路及参数计算第二节输电线路第三节高压开关电器第四节高压互感器复习思考题：教材本章后面的习题。第四章电力系统的接线方式重点内容：单母接线及其倒闸操作；双母接线及其倒闸操作；桥形接线的特点；中性点 接地方式的特点。难点：单母接线、双母接线的倒闸操作步骤；各种中性点接地 方式的分析及单相接地故障等值电路的确定。基本要求：熟悉无备用和有备用电力网的接线方式及其优缺点；掌握电气主接线的各种 形式及其基本要求；掌握有汇流母线的单母线、双母线等接线的特点、倒闸操作 顺序和优缺点、改进措施以及应用范围；掌握无汇流母线的单元接线、桥形接线 和角形接线的特点、应用范围；熟悉典型的发电厂主接线形式；掌握中性点不同 接地方式的特点及使用范围。第一节电力网的接线第二节发电厂、变电所主接线第三节中性点接地方式复习思考题：教材本章后面的习题。第五章电力系统稳态分析重点内容：电压降落、电压损耗、电压偏移等基本概念；线路和变压器中的功率损耗和 电压降落的计算；开式网络的潮流计算方法；一次调频、二次调频的过程及特点; 各种无功电源及其特点；中枢点调压方式及电压调整的基本原理；各种无功补偿 和调压措施的原理以及调压的计算方法；网损率的概念；降低网损的技术措施； 火电厂间经济功率分布的等耗量微增率原则。难点：开式网络的潮流计算方法； 简单闭式网和电磁环网的潮流计算方法；一次调频、二次调频的过程及特点；各 种无功补偿和调压措施的原理以及调压的计算方法。基本要求：掌握电压降落、电压损耗、电压偏移等基本概念；掌握线路和变压器中的功 率损耗和电压降落的计算公式及公式应用的注意点；掌握开式网络的潮流计算方 法；熟悉简单闭式网和电磁环网的潮流计算；了解电力系统有功功率与频率之间 的关系、有功功率平衡的必要性及备用容量的分类和类型、各类电厂的运行特点 和合理组合；掌握负荷和发电机的功-频静特性；掌握电力系统一次调频、二次 调频的过程及特点；了解电力系统无功功率和电压之间的关系、无功功率平衡的 必要性、主要的无功电源及其特点；了解电压调整的原理和要求以及电压调整的 必要性；掌握各种无功补偿和调压措施的原理和特点；掌握变压潜分接头、并联 电容器容量和调相机容量以及串联电容器容量的计算方法；掌握网损率的概念； 了解计算网损的基本方法；掌握降低网损的技术措施；掌握等耗量微增率原则的 基本原理。第一节电力系统的潮流计算第二节电力系统的频率与有功功率第三节电力系统的电压与无功功率第四节电力系统经济运行复习思考题：教材本章后面的习题。第六章电力系统的对称故障分析重点内容：标幺值的定义、基准值的选择以及电力系统各元件标幺值的近似计算公式和 运用；恒定电势源电路突然三相短路的分析、短路电流各分量的计算；输入阻抗、 转移阻抗、电流分布系数和计算电抗的物理概念以及计算曲线和三相短路电流的 实用计算。难点：基准值的选择以及电力系统各元件标幺值的近似计算公式；恒 定电势源电路短路电流各分量的计算；输入阻抗、转移阻抗、电流分布系数的计 算；计算曲线和三相短路电流的实用计算。基本要求：了解短路的概念、类型、原因和危害；掌握标幺值的定义、特点、基准值的 选择以及电力系统各元件标幺值的近似计算公式和运用；掌握恒定电势源电路突 然三相短路的短路电流暂态变化过程以及短路电流周期分量、非周期分量、短路 冲击电流、短路电流的有效值和母线残压的计算方法；熟悉同步发电机对称短路 时稳态短路电流的分析与计算、同步发电机对称短路的暂态过程、次暂态过程、 暂态电抗、暂态电势、次暂态电抗、次暂态电势等物理概念；了解异步电动机对 称短路时的暂态过程；掌握电力系统三相短路电流实用计算中输入阻抗、转移阻 抗、电流分布系数和计算曲线法中计算电抗、发电厂合并原则以及用计算曲线解 题等内容。第一节短路的一般概念第二节标幺制第三节恒定电势源供电系统的三相短路第四节有限容量电源的三相短路第五节电力系统三相短路电流的实用计算复习思考题：教材本章后面的习题。第七章 电力系统元件的序阻抗和等值网络重点内容：序阻抗的概念；变压器的零序参数及其等值电路；各序网以及复合序网的制 定方法。难点：变压器的零序参数及其等值电路；输电线路的序阻抗、序电纳的 分析计算及等值电路；电力系统零序网络的制定。基本要求：掌握对称分量法及其在不对称短路计算中的应用；掌握变压器的零序参数及 其等值电路；了解架空输电线路的负序和零序参数计算原理，熟悉双回架空输电 线的零序阻抗及其等值电路；熟悉同步电机序阻抗的物理概念；熟悉负荷序阻抗 的表示方法；掌握各序网以及复合序网的制定方法。第一节对称分量的原理第二节变压器在各序电压作用下的等值电路及其序阻抗特性第三节输电线路在各序电压作用下的序阻抗及等值电路第四节 架空输电线路的各序电纳第五节同步电机的序阻抗第六节负荷的序阻抗第七节电力系统各序网络的制定复习思考题：教材本章后面的习题。第八章电力系统不对称故障的分析重点内容：简单不对称短路的分析方法；不对称短路时短路点各序电流、电压的计算方 法以及正序等效定则；不对称短路时各序电流、电压在网络中的分布规律；电压 和电流对称分量经变压器后的相位变换。难点：各种简单不对称短路的序量边界 条件分析以及短路点各序电流、电压的计算；各序电流、电压在网络中的分布计 算；电压和电流对称分量经变压器后的相位变换。基本要求：掌握简单不对称短路的分析方法；掌握不对称短路时短路点各序电流、电压 的计算方法以及正序等效定则；熟悉接地系数的概念及其应用；掌握各序电流、 电压在网络中的分布规律以及计算方法；熟悉各序电压和电流分量经变压器后的 相位变换。第一节简单不对称短路的分析第二节不对称短路时网络中电流和电压的分布第三节电流和电压各序分量经变压器后的相位变换复习思考题：教材本章后面的习题。第九章电力系统静态稳定重点内容：功角的时间概念和空间概念；同步发电机的转子运动特性；静态稳定、暂态 稳定的基本概念以及提高稳定性的措施。难点：同步发电机的转子运动特性；静 态、暂态稳定的分析及基本概念基本要求：掌握功角的时间概念和空间概念及其在电力系统稳定分析中的重要意义；熟 悉同步发电机的转子运动特性；掌握静态稳定、暂态稳定的基本概念以及提高电 力系统稳定性的措施。第一节同步发电机的机电特性第二节静态稳定的概念第三节暂态稳定的概念第四节提高稳定的措施复习思考题：教材本章后面的习题。四、教学课时分配本课程计划课时56,其中理论授课48学时，实验8学时。教学课时分配表章次课时分配（学时）授课实验第一章概论4第二章电力系统的负荷4第三章电力系统主设备元件84第四章 电力系统的接线方式62第五章电力系统稳态分析102第六章电力系统的对称故障分析42第七章电力系统元件的序阻抗和等值网络62第八章电力系统不对称故障的分析4第九章电力系统静态稳定2合 计488五、实践环节安排实验是教学的重要环节。通过实验来验证、巩固课堂所学的理论知识，培 养锻炼学生的实践能力，进一步提高学生的分析问题解决问题的能力。基本要求：1 .每次实验课前，学生应预习实验讲义，明确实验目的和任务，拟定实验 步骤，并认真复习与实验内容相关的理论。2 .实验过程中严格按实验规程操作。爱护实验仪器设备。3 .实验完成后要写出实验报告，其内容包括实验数据的整理和计算，对实 验结果及实验中出现的问题的分析讨论，对实验方法的建议等。4 .实验报告一律用规定的格式书写。本课程实验共8学时4个实验，课时结束后有一个周的课程设计。实验具体 内容如下。实验课时分配表