发电厂电气部分课程实施大纲.docx
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1、发电厂电气部分课程实施大纲目录1 .教学理念3.课程介绍32 .教师简介4.先修课程43 .课程目标4.课程内容56. 1课程的内容概要56. 2教学重点、难点及参考学时77 .课程实施97. 1教学单元一91.1 2教学单元二147.3 教学单元三167.4 教学单元四207. 5教学单元五237. 6教学单元六277 . 7教学单元七318 .8教学单元八357. 9教学单元九387. 10教学单元十447. 11教学单元H487. 12教学单元十二537 . 13教学单元十三578 .14教学单元十四637、直流输电换流站电气部分重点:1、明确电能的特点及其在国民经济中的地位和作用;2、
2、各种发电厂的生产过程及特点3、电气主接线的概念4、300W. 600W发电机组电气部分接线特点难点:1、火电厂的生产过程2、发电机组电气部分接线分析本讲教学过程及教学方法一、本课程的目的和任务(讲授法)二、教材的主要内容(讲授法)三、电力工业的发展概况(讲授法)四、电能与发电厂(讲授法)1、电能:电能是由一次能源经加工转换而成的能源,称为二次能源。2、发电厂:发电厂是“生产”电能的工厂,它将各种一次能源(天然能源),如煤炭、水能、核能 等转换为电能。五、火力发电厂(讲授法)1、一次能源:主要是煤、还有石油、天然气2、主要设备:锅炉、汽轮机、发电机及各种辅机3、火电厂类型4、火电厂的电能生产过程
3、整个生产过程可分为三个系统:(1)燃烧系统:燃料的化学能在锅炉中燃烧转变为热能,加热锅炉中的水使之变为蒸气。输煤皮带V?V?送风机空气预热器煤热空气磨 煤 机锅炉除尘器 引风机 e经烟囱排向大气排粉风机煤粉细冲灰水 ,出渣”灰不、至灰场一冲灰沟 D -灰渣泵(2)汽水系统:蒸汽进入汽轮机,冲动汽轮机旋转,将热能转变为机械能。过热蒸汽高压加热器除氧器低压加热制冷却水:;Ct:循环水泵 一二出水(3)电气系统:汽轮机带动发电机转动,把机械能变为电能。(3)电气系统:汽轮机带动发电机转动,把机械能变为电能。发电机 励磁装置()主变压器-压电置 高配装输电线路。山匾:升压变电站II:、厂用也系统III
4、III:低压配电;:装置:II5、火电厂的特点六、水力发电厂(讲授法)1、一次能源(燃料):水的位能或动能。2、主要设备:压力水管、水轮机、发电机3、电能生产过程4、类型按集中落差的方式分:堤坝式水电厂、引水式水电厂按径流调节的程度分:无调节水电厂、有调节水电厂。5、水电厂的特点6、抽水蓄能电厂七、核能发电厂(讲授法)1、核电厂的分类:压水堆核电厂、沸水堆核电厂2、核电厂的系统:核岛的核蒸汽供应系统、核岛的辅助系统、常规岛的系统3、核电厂的运行八、新能源发电厂(讲授法)1、太阳能发电2、风力发电3、地热发电、4、潮汐发电九、变电站类型(讲授法)1、变电站分类1)按变电站在电力系统中的地位和作用
5、分类:2)按变电站建筑形式和电气设备布置方式分类3)其他分类2、新型变电站简介(自学)1、数字化变电站2、智能变电站十、直流输电换流站(自学)十一、发电厂和变电站电气部分概述(讲授法)1、电气设备、接线和装置(引导法)根据电气设备的作用不同,可将电气设备分为一次设备和二次设备。1)一次设备:直接生产、变换、输送、分配和使用电能的设备2)二次设备:对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备。引导:通过举出不同的电气设备,说明属于那种类型3)电气接线:在发电厂和变电所中,根据各种电气设备作用及要求,按一定方式用导体连接起来 所形成的电路称为电气接线。分类:一次接线、二次接线作用:表
6、明电能汇集和分配的关系以及各种运行方式4)电气主接线图:单线图(引导法)图2-1火电厂的电气主接10kVW2引导:通过对图的分析,介绍电气主接线图的基本特点5)配电装置 2、发电厂的电气部分(引导法)引导:通过分析300MW发电机组电气部分的特点(接线图、设备的选择和特点),因此引出目前大型发电厂的电气主接线的特点,其他内容让同学自学大型发电厂的电气主接线的特点,其他内容让同学自学1电视!:2主变压器;3高压厂用变压器C为分裂线组变压器)4电压互感器吊5高压熔断器】6避雷器,7电流互感器.8中性点推地硬压器3、500KV交流变电站电气部分(自学)4、直流输电换流站电气部分(自学)本讲师生互动课
7、堂讨论:(1)我国电力工业的发展的现状(2)通过图片分解火力发电厂的生产过程(3)电气主接线图的分析(4)发电厂电气主接线的分析本讲作业安排及课后思考课后思考:本节课是对电力工业的初步的了解,然后对发电厂的生产原理的初步了解,也是第一 次接触电力系统电气部分的一些基本概念和电气主接线图,但由于没有实践的积累和对电力系统任 何实际的接触,所以内容比较空洞抽象,同学都比较迷茫,可以通过大量的实际图片来加深同学对 知识点的认识。本讲参考资料发电厂电气部分(第五版).苗世洪、朱永利.中国电力出版社,41页7. 2教学单元二单元名称导体的发热教学日期2017年3 月 日教学专业电气2014级课次/学时2
8、/2教学方式理论本讲教学目标1、理解研究导体发热的意义2、掌握导体的载流量计算的方法3、了解运行温度的计算本讲教学内容知识点:1、发热对电气设备的影响2、发热的分类3、导体的发热和散热过程4、导体的温升过程5、导体的载流量的计算6、大电流导体附件的钢构件的发热分析重点:1、导体发热的危害,研究发热的意义;2、导体的发热的理论及计算方法难点:载流量的计算本讲教学过程及教学方法一、概述(讲授法)1、电气设备的两种工作状态:正常工作状态、短路工作状态2、发热产生的损耗:3、发热对电气设备的影响4、发热的分类:长期发热和短时发热5、最高允许温度二、载流导体的发热和散热(讲授法)1、发热:来自导体电阻损
9、耗产生的热量和太阳日照的热量2、散热过程:对流、辐射、导热注:本部分计算公式比较多,不用一一推导其公式,只要让学生明白这些公式的应用就行三、导体的温升过程(讲授法)热平衡方程式:QR+Qt=Q,+Qf简化后表示为:Q +Q/ =即(% -4)/经过分析后,得温升过程为:t_t_r = Tw(l-e四、导体的载流量(讲授法、练习法)根据稳定温升公,可计算导体的载流量,i ra当导体工作的实际环境温度与额定环境温度不一样时,需进行温度修正【aie = Ke 义 的%工程条件:,max9)通过实例练习载流量的实际应用:五、提高导体载流量的方法(讲授法)六、大电流导体附近钢构的发热大电流导体的周围存在
10、的强大的交变电磁场会在钢构中产生很大的磁滞和涡流损耗。当导体电流大 于3000A时,钢构发热不容忽视。本讲师生互动课堂讨论:(1)分析导体发热的必要性(2)正常发热的特点和载流量的计算本讲作业安排及课后思考作业:2-4课后思考:本节课的内容是关于电力系统电气部分设计所需要的理论计算知识,是进行电气设计 必须掌握的内容,内容里面的公式很多,但在讲课过程中简化公式的推导过程,主要分析热量的产 生过程,进而分析热量的计算,直接利用结果进行分析。本讲参考资料发电厂电气部分(第五版).苗世洪、朱永利.中国电力出版社,41-51页7.3教学单元三本讲教学目标单元名称短路时导体的发热和电动力计算教学日期20
11、17年4月 日教学专业电气2014级课次/学时3/2教学方式理论1、了解短时发热的基本过程2、了解载流导体短路时发热的计算3、掌握短路电流的热效应计算方法4、了解计算电动力的基本方法5、掌握载流导体短路时电动力的计算本讲教学内容知识点:1、短路时导体的发热过程2、短路时最高温度的计算3、短路电流热效应的计算4、计算电动力的方法5、三相导体短路时的电动力的计算6、导体振动时的动态应力重点:1、导体的短路时的发热和电动力的计算2、短时发热时最高温度的计算;难点:不同结构的导体的电动力的计算。本讲教学过程及教学方法一、概述(讲授法)1、短时发热的定义:短路开始到短路切除为止,很短一段时间内导体通过短
12、路电流所引起的发热。2、计算短时发热的目的:确定导体在通过短路电流时能达到的最高温度二、短路时发热过程(讲授法、练习法)2、发热的热平衡分析:&=上以+43、最高温度3的计算练习:通过举例说明计算过程注:本部分计算公式比较多,不用一一推导其公式,只要让学生明白这些公式的应用三、短路电流热效应的计算(讲授法、练习法)1、短路电流的特点2、周期分量热效应的计算一一辛卜生法3、非周期分量热效应的计算练习:通过举例的方式理解计算方法四、计算电动力的方法(讲授法)1、毕奥一一沙瓦定律2、两条平行细长导体间的电动力计算7 L .= .=2x10-7.3、电流分布对电动力的影响a尸=2 X10-7是2K形状
13、系数五、三相导体短路时的电动力(讲遇)1、电动力的计算(1)作用在边相(A、C)的电动力(2)作用在中间相(B相)的电动力2、电动力的最大值A相:-max “616x10-7琮)2 aB相:然max = 1勺用2 a结论:三相短路时电动力最大值出现在中间相(B相)上六、不同故障类型的最大电动力比较(讲授法)1、单相接地短路2、两相短路3、三相短路结论:由上分析可知,导体发生三相短路故障时,中间相所受到的电动力最大,其最大值为,最大 值出现在短路后最初半个周期(即匚0.01s)。因此,校验导体和电器设备的的动稳定应以三相短路 时中间相所受到的电动力为准。七、导体振动时的动态应力(讲授法)1、凡是
14、连接发电机、变压器及其配电装置的导体均属于重要回路。这些回路需要考虑共振的影响; 2、即是说,在最大电动力基础上乘以动态应力系数,以求得实际动态过程中动态应力的最大值。本讲师生互动课堂讨论:(1)分析导体通过短路电流时,短路电流对导体的影响(2)短时时的热效应和电动力的计算本讲作业安排及课后思考作业安排:2-1、2-9课后思考:本节课的内容是关于电力系统电气部分设计过程中选择电气设备所需要的 理论计算知识,是进行设备选择热稳定和动稳定校验的理论要求。需要学生理解计算 的原理。本讲参考资料发电厂电气部分(第五版).苗世洪、朱永利.中国电力出版社,51-61页7. 15教学单元十五667. 16教
15、学单元十六707. 17教学单元十七747. 18教学单元十八787. 19教学单元十九817. 20教学单元二十85.课程要求911. 1学生自学要求918. 2课外阅读要求919. 3课堂讨论的要求9210. 4课程实践的要求92.课程考核928.1 出勤(迟到、早退等)、作业、报告等的要求928.2 成绩的构成与评分规则说明928.3 考试形式及说明(含补考)93.学术诚信939 .课堂规范93.课程资源9410 .教学合约9410.1 教师作出师德师风承诺9410.2 阅读课程实施大纲,理解其内容9410.3 同意遵守课程实施大纲中阐述的标准和期望947.4教学单元四3、热游离:维持电
16、弧燃烧所需的游离过程是热游离单元名称电弧的产生和熄灭教学日期2017年4月 日教学专业电气2014级课次/学时4/2教学方式理论本讲教学目标1、理解电弧产生的原因及危害2、了解电弧熄灭的过程3、掌握熄灭电弧的基本方法本讲教学内容知识点:1、电弧的形成和弧隙中介质的游离过程2、电弧间隙的去游离、3、电弧的特性及灭弧的基本原理、4、切断交流电路时电压的恢复过程5、不同短路类型对断路器开断能力的影响6、特殊运行方式下的开断对断路器开断能力的影响7、交流电弧熄灭的基本方法重点:1、电弧的产生过程2、交流电弧的熄灭条件和方法难点:正确理解电弧的产生过程和熄灭的条件本讲教学过程及教学方法一、电弧的形成和弧
17、隙中介质的游离过程(讲授法)电弧的形成过程就是气态介质或固态、液态介质高温气化后向等离子体态的转化过程。电弧的形成与维持的三个阶段过程:电子发射,碰撞游离,热游离。1、电子发射:热电子发射、强电场电子发射2、碰撞游离:电弧的形成主要是碰撞游离所致。二、电弧间隙的去游离(讲授法)去游离过程:带电质点减少的复合和扩散,与游离过程同事发生。1、复合:正离子和负离子互相吸引,结合在一起,电荷互相中和的过程。2、扩散:带电质点从电弧内部逸出而进入周围介质中的现象。游离和去游离是电弧燃烧中的两个相反过程,开关电气设备中,为了加强灭弧能力,都采用各 种措施减弱游离过程。三、电弧的特性及灭弧的基本原理(讲授法
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- 发电厂 电气 部分 课程 实施 大纲
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