工厂供电大纲.doc

工厂供电教学大纲课程代码：0604001 建议课时数：56 学分：4适用专业： 电气自动化技术专业先修课程： 电气系统规划与实施开课单位： 电子技术课程组一、课程性质本课程是电气自动化技术专业的一门专业课程。要求学生在学习电气系统规划与实施、电子线路调试与应用、电机拖动及控制课程后学习本课程，使学生获得工厂供配电工程的设计计算所必需的基本理论和基本知识，掌握其设计计算方法。二、课程目标教学应达到的要求 （1）要求掌握的基本知识 掌握电力系统的电压及中性点运行方式，电力负荷和负荷曲线，短路形式及短路电流的效应，变配电所类型及主接线图，交配电所的选择、布置、结构，电力线路的接线：方式、结构和敷设，过电流保护装置的任务和要求，供电系统的自动装置，防雷、接地和电气安全。了解电力变压器经济运行、电力电容器、电能节约的一般措施。 （）要求掌握的基本理论和方法 掌握单相、三相用电设备组计算负荷的确定方法，无限大容量电力系统三相短路时的物量过程和物理量，短路电流的计算方法，电气设备中的电弧理论，导线和电缆截面的选择计算，熔断器、低压断路器保护计算，高压线路继电保护的计算，电力变压器的；继电保护，高压电动机继电保护的选择计算方法。 （3）要求掌握的基本技能具备10KV变配电所一次、二次系统设计计算、设备选择及选址、布置的基本能力；具备高低压供配电线路和设计计算能力。l、掌握电力负荷中三相用电设备组、单相用电设备组计算负荷确定的原理及计算方法。2、掌握交配电所一次系统中高低压设备、电力变压器、互感器选择计算原理及10K交配电所主电路图。3、掌握交配电所二次系统的方案选择、整定计算方法4、掌握防雷、接地和电气安全以及供电系统中电能节约的基本措施和方法。三、课程内容和要求第一章 绪论 一、教学要求 1.了解电力系统的组成，理解电力系统的运行特点和对电力系统的基本要求。2.掌握电网额定电压等级，掌握电网额定电压与电器设备的额定电压之间应当相互配合的关系。3.了解工厂供配电系统的组成，了解工厂供配电系统设计的步骤和主要内容。 二、教学内容 1.电力系统的基本概念电力系统的组成；电力系统运行的特点和基本要求。 2.电力系统额定电压额定电压等级；电力线路额定电压与各种电器设备额定电压的配合关系；各种电压等级的适用范围。 3.工厂供配电系统的组成 4.工厂供配电设计的基本知识 第二章 电力负荷计算 一、教学要求1.理解负荷计算的内容和目的，了解电力负荷的分级与不同等级的负荷对供电的要求。2.了解负荷曲线的概念，理解年最大负荷利用小时数的意义，理解需用系数和利用系数的概念。3.理解计算负荷的定义,理解确定设备容量的方法，掌握确定计算负荷的需用系数法,了解二项式法与估算法,理解单相负荷的计算，理解全厂负荷计算的步骤。4.理解计算尖峰电流的目的，掌握计算尖峰电流的方法。 二、教学内容 1.负荷计算的目的与负荷分级电力负荷与电量；负荷计算的内容和目的；电力负荷的分级及其对供电的要求。 2.负荷曲线与计算负荷负荷曲线；与负荷计算有关的几个物理量（年最大负荷利用小时数，需用系数，利用系数）；计算负荷的定义。 3.计算负荷的实用计算方法设备容量的确定，暂载率；按需用系数法确定计算负荷；按二项式法确定计算负荷；计算负荷的估算方法。 4.单相负荷计算单相用电设备仅接于相电压；单相用电设备仅接于线电压；一般情况。5.尖峰电流计算单台电动机支线；接有多台电动机的配电线路。 7.全厂负荷计算第三章 工厂供配电系统一次接线 一、教学要求 1.理解电气主接线图（一次接线图）和二次接线图的概念，理解变配电所常用的几种电气主接线形式，它们各自的优缺点，以及倒闸操作要点。 2.掌握变电所变压器台数和容量选择的基本原则和计算方法。 3.了解高压配电网络接线的基本原则和配电方式。 4.理解电压偏移的概念，掌握线路电压损失的计算，了解改善电压偏移的措施。 二、教学内容 1.概述一次接线图与二次接线图2.变电所变压器台数和容量的选择变压器台数的选择；变压器的过负荷能力；变压器容量的选择。 3.变配电所电气主接线电气主接线的基本形式；工厂变电所常用电气主接线；电气主接线安全运行操作的基本知识； 4.高压配电网络 5.电压偏移及改善措施电压偏移的概念；线路电压损失的计算；变压器电压损失的计算；电压偏移的计算；改善电压偏移的主要措施。第四章 短路电流及其效应的计算 一、教学要求 1.掌握电力系统短路的类型、发生的原因及危害。 2.理解短路冲击电流的概念、及它与短路电流周期分量有效值的关系。 3.理解标幺值、基准值的概念，掌握电气元件阻抗标幺值的计算，掌握利用标幺值计算短路电流的方法，掌握三相短路电流与两相短路电流的关系。 4.理解短路电流的热效应和电动力效应，掌握短路热稳定和动稳定校验的方法。 二、教学内容 1.短路类型及其发生的原因和危害 2.三相短路过程的简化分析短路全电流的最大瞬时值冲击电流。 3.标幺值和电气元件阻抗标幺值的计算标幺值的定义；基准值的选择；电气元件电抗标幺值的计算；不同电压等级电抗标幺值的关系。 4.无限大容量系统三相短路电流计算概述；利用标幺值进行计算；利用短路容量计算短路电流；异步电动机对短路电流的影响。 5.两相短路电流的计算 6.短路电流计算示例 *7.1kV以下低压电网中短路电流的计算 8.短路电流的效应短路电流的热效应；短路电流的电动力效应。 说明：有*号者为选学内容（下同）第五章 电气设备及其选择一、教学要求 1.理解电弧形成的物理过程和灭弧的基本方法。 2.理解导体和电器设备选择的基本原则：按正常工作电压和电流选择，按短路条件校验。 3.了解高压断路器、高压隔离开关、高压负荷开关的构造和主要类型，掌握断路器、负荷开关、隔离开关的功能、三者功能上的差别以及各自的用途。 4.了解高压熔断器的类型、工作原理与选择，了解高压开关柜的构造。 5.理解电流互感器与电压互感器的结构、原理、接线、选用以及运行的注意事项。 6.了解母线、架空导线和电缆截面的选择，掌握母线热稳定与动稳定的校验。 二、教学内容1.电弧的基本知识电弧的形成；电弧的熄灭条件；电弧的基本特性；熄灭电弧的基本方法。 2.导体和电器设备选择的一般规定按正常工作电压和电流选择；按短路条件校验；按环境条件校验。 3.高压开关电器高压断路器；高压隔离开关；高压负荷开关；高压熔断器；高压开关柜；高压开关电器的选择。 4.互感器电流互感器；电压互感器。 5.母线、架空导线和电缆用途及选型；母线、导线和电缆截面的选择。 6.高压绝缘子及穿墙导管 *7.低压开关电器 第七章 工厂供配电系统二次接线 一、教学要求 1.掌握工厂供配电系统二次接线的原理接线图与安装接线图，掌握断路器控制回路的展开接线图。 2.理解中央事故信号与预告信号的作用，了解测量仪表及其接线。 二、教学内容 1.工厂供配电系统二次接线的原理图归总式原理接线图；展开式原理接线图。 2.断路器的控制回路动作原理框图；断路器控制回路展开接线图 3.中央信号回路中央事故信号；中央预告信号。 4.测量仪表及其接线电气测量仪表的准确等级；电气测量仪表的配置；三相电路功率的测量；三相电路电能的测量。第七章 工厂供配电系统的继电保护一、教学要求 1.理解工厂供配电系统继电保护的基本任务和对继电保护的基本要求,理解继电保护的基本原理、继电器的分类和表示方法。 2.掌握供电线路继电保护的接线方式、整定计算和灵敏系数校验。 3.理解电力变压器的瓦斯保护、纵差动保护的原理，掌握电力变压器电流速断保护和过电流保护的原理、整定计算以及灵敏系数校验。 4.掌握610kV配电系统中配电变压器与线路的保护装置与整定计算，了解母线、电力电容器的保护装置与整定计算。 5.了解熔断器的选择和校验。 6.了解工厂供电系统的备用电源自动投入装置的原理和作用。 二、教学内容 1.继电保护的基本知识继电保护的任务；对继电保护的基本要求；继电保护的基本原理；继电器的构成和分类。2.供电线路的继电保护电流保护的接线方式；定时限过电流保护；低压闭锁的过电流保护；反时限过电流保护；电流速断保护；中性点不接地系统的单相接地保护。 3.电力变压器的保护瓦斯保护；纵差动保护；电流速断保护；过电流保护；过负荷保护；变压器保护整定计算示例。 4.配电系统的保护装置610kV配电变压器保护；610kV线路的保护；610kV分段母线的保护；610kV电力电容器保护；熔断器保护。 5.工厂供电系统的备用电源自动投入装置对备用电源自动投入装置的基本要求；备用电源自动投入装置的原理接线。第八章 防雷与接地 一、教学要求 1.理解过电压的概念及分类，理解大气过电压与操作过电压的概念。 2.了解雷电的形成和危害，掌握大气过电压的基本形式，掌握避雷针、避雷线、避雷器各自的作用，能计算避雷针的保护范围。3.掌握变配电所和架空线路的防雷保护措施。4.理解接地、接零、接地电阻、接触电压和跨步电压的概念，掌握保护接地与保护接零的工作原理、适用范围和作用，了解变电所接地装置及接地电阻的计算。 二、教学内容 1.雷与防雷设备过电压及其分类；雷电的形成及其危害；避雷针及保护范围计算；避雷线及保护范围计算；避雷器及其选择。 2.架空线路的防雷保护 3.变电所（配电所）防雷保护直击雷的防雷措施；侵入雷电波过电压的保护； 4.接地和接零接地和接零的一般概念；保护接地；接零保护；重复接地。 5.变电所接地装置及接地电阻的计算变电所接地装置；接地电阻计算；变电所接地装置的设计计算步骤。第九章 工厂供配电系统的节能与无功补偿 一、教学要求 1.了解节约用电的意义和节约用电的一般途径，理解功率因数对供电系统的影响和改善功率因数的方法。 2.了解有关变压器经济运行的概念，了解有关电动机经济运行的概念，理解提高电动机效率的措施。 3.理解功率因数人工补偿的工作原理、补偿电容器的选择计算和电容器的补偿方式。 二、教学内容 1.节约用电的意义和途径节约用电的意义；节约用电的一般途径。 2.工厂用电的功率因数功率因数的基本概念；功率因数与节能；提高功率因数的方法。 3.功率因数的人工补偿电容器并联补偿的工作原理；电容器无功容量的选择；电容器的补偿方式。4.变压器的经济运行有关经济运行的基本概念；变压器效率与经济负荷系数；变压器的经济运行。 5.电动机的合理使用异步电动机的效率及经济运行负荷系数；提高电动机效率的措施。*第十章 工厂电气照明 一、教学要求 1.了解电气照明的基本概念，了解电光源的分类，了解白炽灯、卤钨灯、荧光灯等电光源的工作原理和特性。2.了解平均照度与最小照度的计算方法。 二、教学内容 1.电气照明的基本概念 2.电光源、照明器及照度标准 3.照明器的布置及照度计算平均照度计算；最小照度计算；选择计算步骤。 4.照明网络四、实践教学环节本课程安排多次课外作业，课程设计。l、每章布置34道题课外作业，以使学生加深理解所学知识，锻炼分析问题和解决问题的能力。2、课程设计本课程是一门实践性强的专业课，学完课程全部内容后，安排2周课程设计一一变电所及配电系统设计要求学生运用所学知识进行具体设计计算，以培养学生熟悉电气设计规程和规范，使用设计手册和施工标准图的能力。3、10KV配电所高、低压一次设备认识实验：了解10KV变配电所一次设备：隔离开关、少油断路器、低压刀开关、低压自动空气断路器，高、低压熔断器等的结构及工作原理。4、继电保护装置调试及整定实验了解感应式电流继电器结构及工作原理；掌握感应式电流继电器电流整定及动作时间整定方法。五、学时分配表1：学时分配表第一章：概论1.1工厂供电的意义、要求和课程任务1.2工厂供电系统及发电厂、电力系统、工厂的自备电源21.3电力系统的电压与电能质量1.4电力系统中性点运行方式及低压配电系统节地型式2第二章：工厂的电力负荷及其计算2.1工厂的电力负荷与负荷曲线2.2三相用电设备组计算负荷的确定22.3单相用电设备组计算负荷的确定2.4工厂的计算负荷及年耗电量的计算22.5尖峰电流及其计算第三章：短路电流及其计算3.1短路的原因、后果及其形式23.2无限大容量电力系统发生三相短路时的物理过程和物理量3.3无限大容量电力系统中短路电流的计算23.4短路电流的效应和稳定度校验第四章：工厂变配电所及其一次系统4.1工厂变配电所的任务和类型24.2电气设备中的电弧问题及对触头的要求24.3高压一次设备24.4低压一次设备24.5电力变压器24.6电流互感器和电压互感器24.7工厂变配电所的主接线图24.8工厂变配电所的所址、布置、结构及安装图24.9工厂变配电所的运行维修和检修试验第五章：工厂电力线路5.1工厂电力线路及其接线方式25.2工厂电力线路的结构和敷设5.3导线和电缆截面的选择计算25.4车间动力电气平面布线图25.5电力线路的运行维修与检修试验第六章：工厂供电系统的过电流保护6.1过电流保护的任务和要求26.2熔断器保护6.3低压熔断器保护26.4常用保护继电器26.5工厂高压线路的继电保护26.6电力变压器的继电保护6.7高压电动机的继电保护2第七章：工厂供电系统的二次回路和自动装置7.1二次回路及其操作电源7.2高压断路器的控制和信号回路27.3电测量仪表与绝缘监视装置27.4供电系统的自动装置与远动化27.5二次回路的接线与接线图2第八章：电气安全、接地与防雷8.1电流对人体的作用及有关概念8.2电气安全与触电急救28.3电气装置的接地28.4过电压与防雷2第九章：工厂的电气照明9.1照明技术的基本概念9.2工厂常用的电光源和灯具29.3照度标准和照度计算29.4照度供电系统及其选择2第十章：工厂的电能节约10.1电能节约的意义及其一般措施210.2电力变压器的经济运行210.3并联电容器的接线、装设、控制、保护及其运行维修2六、本大纲的使用说明1、 本大纲的重点和应