水电站运行仿真实验课程教学大纲.docx
水电站运行仿真实验课程教学大纲课程中文名称：水电站运行仿真实验课程英文名称：Hydropower Plant Operation Experiments课程编号：C8010应开课学期：8学时数：24学分数：1.5适用专业：电气工程及其自动化课程类型：专业拓展课先修课程：电力系统分析、电力系统继电保护、发电厂电气部分、电力系统自动化一、课程的性质本课程是“电气工程及其自动化专业的专业拓展必修课。本课程为在校的电气专业的学 生提供一个与实际水电站相似的真实环境，进行相关专业的基础知识、基本操作、水电站运 行知识及事故处理的运行实验。完成本课程的学习后，能够全面提高学生对电力系统基础知 识的掌握和对于整个电力系统运行与控制行为的理解。二、课程目标通过本课程的学习，使学生理解水电站生产过程、结构、运行方式，掌握水电能源生产、 转换、分配及其保护和控制的原理和过程，熟悉断路器、线路、母线、主变、发电机、厂用 电等电气一次设备，继电保护、自动装置等二次设备的功能，掌握倒闸操作、开停机、负荷 调节等操作方法，掌握常规电气故障的类型，理解故障产生的原因，掌握故障处理方法，培 养处理实际运行中典型问题的能力和素质。三、支撑的毕业要求课程对毕业要求的支撑课程教学目标、达成途径和评价依据等毕业要求3.掌握工程 基础知识和本专业的基 本理论知识，具有系统 的工程实践学习经历； 了解本专业的前沿发展 现状和趋势；教学目标：理解水电站的运行原理，学习典型电气设备的倒闸 操作原理，水力发电的原理和故障处理的方法；将运行规程、 基础理论与实验操作相结合，帮助学生建立系统性的运行知识 体系，培养学生通过简报、保护的动作信息判断系统的状态， 是否发生了故障，当发生故障时使用相关专业知识快速处理故 障，并进行事故处理，提升学生解决运行中实际问题的能力。 达成途径：课堂讲解；实验操作；分组讨论。评价依据：讨论提问；实验操作；实验报告。评价方式：评估讨论提问、实验操作的正确性，给出成绩； 评估实验报告的正确性与完整性，给出成绩。毕业要求4：具备设计和 实施电气工程实验的能 力，并能够对'实验结果 进行分析。教学目标：针对实际水电站运行中的异常运行状态及事故状 态，在水电站仿真系统中进行故障设置，完成事故重演，通过 仿真系统简报信息及保护装置动作情况分析事故原因。达成途径：课堂讲解；实验操作。评价依据：实验操作；实验报告。评价方式：评估实验操作的正确性，给出成绩；评估实验报告 的正确性与完整性，给出成绩。毕业要求7. 了解与本 专业相关的职业和行业 的生产、设计、研究与 开发、环境保护和可持 续发展等方面的方针、 政策和法津、法规，能 正确认识电气工程对于 客观世界和社会的影 响。教学目标：学习水电站运行规程和工作制度，掌握发电机、主 变、开关站、厂用电等电气一次设备，励磁调节器、调速器、 继电保护装置等二次设备的运行规程，按照操作票的形式完成 实验。达成途径：课堂讲解；实验操作；分组讨论。评价依据：讨论提问；实验操作；实验报告。评价方式：评估实验操作的正确性，给出成绩；评估实验报告 的正确性与完整性，给出成绩。四、教学内容、学时安排和基本要求4.1 认知实验4学时教学内容：了解水电站运行仿真实验的背景，学习水力发电的原理，理解水电站的主要 设备构成及功能，包括电厂主接线、厂用电、调速系统、励磁系统、继电保护及油、气水辅 机系统，掌握水电生产过程中的电能生产和分配等主要环节的原理和过程。学习仿真系统的 基础知识，掌握仿真系统的结构和功能，包括如何登录系统、设置工况、查询设备状态。掌 握运行监视的基本方法,并通过上位机、现地和简报的监控画面对系统的运行状态进行监视, 掌握基本的操作方法。重点：理解监控和现地的区别，在仿真系统中能够快速定位到相应的画面，掌握设备 运行监视的基本方法，即通过观测设备的数据对其工作状态进行判断，初步理解各类设备在 水电站生产过程中的作用和功能。难点：如何准确判断设备的实际工作状态。4.2 倒闸操作实验6学时教学内容：学习电气设备的基本工作状态，包括运行、热备用、冷备用和检修等，掌握 这四种工作状态的特征及其之间的装换关系，从而掌握电气设备倒闸操作的概念、基本方法, 并了解倒闸操作的工作制度。学习主接线的原理，理解电气主接线的接线方式，掌握主接线 的结构特点，包括断路器、隔离开关、接地开关的功能及基本操作原则。结合电气设备的4 种工作状态，理解线路、母线、断路器倒闸操作的原理并掌握操作方法。学习厂用电的结构， 理解备自投的功能和原理，掌握厂用电的倒闸操作方法。重点：掌握电气设备倒闸操作的原理，按照实际运行的要求自行设计主要电气设备的倒 闸操作流程，完成设备的倒闸操作。难点：针对水电站当前所处的状态，合理的设计操作流程，在确保供电可靠性的同时， 完成设备的倒闸操作。4. 3开停机及负荷调节实验6学时教学内容：学习水轮发电机组的原理，理解调速器、励磁系统在水力发电中的作用，学 习水轮发电机组的停机、空转、空载、同期、并网、检修等几种工作状态，掌握水轮机在各 种工作状态下的典型特征。学习水轮发电机组开停机的过程，了解辅机系统在开停机过程中 的作用，理解监控和现地开停机的区别，掌握通过监控系统完成自动开停机。学习有功调节 和无功调节、AGC、AVC原理，掌握通过上位机和现地进行有功/无功调节的方法。学习手动 开停机的方法，掌握水轮发电机组的开停机及负荷调节的原理。重点：掌握开停机及负荷调节的方法。难点：开停机和负荷调节过程中令发电机远离不稳定区域，尽量减小调节的波动。4.4 故障重演及继电保护实验4学时教学内容：学习电气故障的几种基本类型，并掌握它们之间的区别。学习水电站继电保 护的作用，了解水电站继电保护的整体配置，理解继电保护保护范围和动作结果，掌握保护 装置的基本操作方法。设置故障，通过观察故障现象、动作结果，分析和判断故障的方法。 学习故障处理的原则和方法，掌握故障后的事故处理流程。重点：通过主设备包括断路器、发电机的动作结果，简报信息，保护装置的信息，判断 故障发生的地点，并针对故障的情况，设计故障后的处理方案完成处理工作。难点：故障发生后及时，、快速的对故障进行处理，确保供电。4.5 操作考试4学时教学内容：学生依次进行考核。每个学生试题都不一样，学生需要完成操作任务，并 通过随机提问的方式，检查学生对实验的掌握程度。针对学生操作和回答问题的情况给学生 打分。五、教学方法与手段本课程教学主要采用讲授、讨论、实验操作等教学方法与手段。教师在实验授课过程中，采用实验课程PPT、实验指导书、虚拟仿真实验系统等开展实 验教学。六、推荐教材和教学参考资源教材：1、水电站运行仿真实验指导书 危雪、鲁明芳、朱建国、赵辛欣等教学参考书参考书1、发电厂变电站电气部分（第一版）王成江主编中国电力出版社2012.32、电力系统继电保护（第二版）张保会、尹项根等中国电力出版社2010.33、电力系统自动装置原理（第五版）杨冠城中国电力出版社2012.7七、课程考核内容及方式平时成绩占50%由课堂成绩30% +平时成绩20%,考试成绩占50%。
