《发电厂电气部分-电气设备》课程学习指导资料

课程学习指导资料

编写：李长松

适用专业：电气工程及其自动化适用层次：专升本（业余）

四川大学网络教育学院

二○○三年十二月六日

《发电厂电气部分－电气设备》课程学习指导资料

编写：李长松

审稿(签字)：

审判(主管教负责人签字)：

本课程学习指导资料根据该课程教学大纲的要求，参照现行采用教材《发电厂电气部分》（王士政、冯金光主编，中国水利电力出版社，2002年12月第三版）以及课程学习光盘，并结合远程网络业余教育的教学特点和教学规律进行编写，适用于电气工程及其自动化专业专升本(业余)学生。

第一部分 课程的学习目的及总体要求

一、课程的学习目的

通过各种方式的学习，使学生树立工程观点，掌握发电厂电气主系统的设计方法，并在分析、计算和解决实际工程问题的能力等方面得到训练，为从事电力系统中的设计、运行和科研工作，奠定必要的理论基础。

二、课程的总体要求

通过各种方式的学习，了解电力系统基本知识，熟练掌握发电厂一次系统的原理与设计及运行方面的基本理论和基本计算方法，同时熟悉发电厂二次系统的基本知识，具备一定的分析和解决实际问题的能力。

第二部分 课程学习的基本要求及重点难点内容分析

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第一章 绪论

1．本章基本要求

 掌握电力系统的构成

 掌握发电厂和变电所的类型

 了解电力网及电力负荷的基本概念及分类

 了解电力系统联网运行的优越性

 了解电能的质量标准

 了解电力系统的电压等级的概念，包括电网、用电设备、发电机和变压器的额定电压

 了解电力系统的中性点接地方式及其各自的特点

 了解电力系统稳定问题的基本概念及分类

2．本章重点难点分析

■发电厂和变电所的类型

■发电机和变压器额定电压的确定原则

■电力系统的中性点接地方式及其各自的特点

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▪ 电力系统中性点的接地方式分为三种：直接接地方式、不接地方式和经消弧线圈接地方式。

▪ 中性点直接接地方式下，系统发生单相接地故障时短路电流很大(所以又称为大接地电流系统)。同时，非故障相的相电压不会升高，这在电压等级高时对绝缘很有利。

▪ 中性点不接地方式和中性点经消弧线圈接地方式下，系统发生单相接地故障时接地故障电流很小(所以又称这两种接地方式为小接地电流系统)。同时，非故障相的相电压会升高为原来的3倍。

3．本章典型例题分析

4．本章作业

p11思考题1、2、3、4、5、6、7

第三章 导体的发热和电动力、导体的选择

1．本章基本要求

 掌握导体和设备的两种运行状态；掌握最高发热允许温度的概念及具体规定

 了解导体的发热和散热的基本方式

 重点掌握导体的长期发热及其有关计算

 重点掌握导体的短时发热及其有关计算

 掌握导体电动力的基本理论

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 重点掌握导体短路的电动力的基本理论及有关计算

 重点掌握导体的选择和校验

 重点掌握支柱绝缘子和绝缘套管的选择和校验

2．本章重点难点分析

■关于导体的长期发热

▪ 导体长期发热的概念和计算目的

▪ 稳定温升τs和发热时间常数Tt的物理含义及影响它们的因素

▪ 载流量的计算；提高载流量的措施

■关于导体的短时发热

▪ 导体短时发热的概念和计算目的

▪ 如何计算导体短时最高温度θf

▪ 如何计算短路电流热效应Qk

■关于导体短路的电动力

▪ 三相平行导体短路时最大电动力的计算

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▪ 形状系数的概念及计算

■硬导体的选择和校验

▪ 选择导体的材料、类型和布置方式

▪ 选择导体的截面积：按长期发热允许电流选择；按经济电流密度选择

▪ 校验热稳定：求最小允许截面积；热稳定系数C的计算

▪ 校验动稳定：单条矩形时如何求最大允许绝缘子跨距；多条矩形时如何求最大允许衬垫跨距；截面系数W（抗弯矩）的概念和计算

■支柱绝缘子和绝缘套管的选择和校验

3．本章典型例题分析

4．本章作业

p75思考题1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、15、16

第四章 电气设备原理与选择

1．本章基本要求

 掌握电力系统一次设备和二次设备的概念

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 掌握电厂中有哪些一次设备和二次设备

 掌握电器选择的一般条件：按正常工作条件选择，按短路情况校验

 掌握进行短路计算的条件

 掌握电弧的基本理论（电弧产生、形成和维持的物理过程；交流电弧的熄灭方法和过程）

 重点掌握高压断路器的作用、原理（包括断路器灭弧的基本方法；断路器的种类和型式；断路器的型号含义；断路器的技术参数）、选择和校验

 重点掌握隔离开关的作用、种类和型式、型号含义、选择和校验

 重点掌握电流互感器的原理、工作状态、误差来源及影响误差的因素（减小误差的方法）、准确级和容量的概念及两者间的关系、种类和型式、型号含义、接线方法、选择和校验

 重点掌握电压互感器的原理、工作状态、误差来源及影响误差的因素（减小误差的方法）、准确级和容量的概念及两者间的关系、种类和型式、型号含义、接线方法、选择和校验

 了解互感器在主接线中的配置原则

 重点掌握限流电抗器（普通电抗器和分裂电抗器）百分电抗的含义及其选择、电抗器的校验

 重点掌握高压熔断器的原理、保护特性、选择和校验

2．本章重点难点分析

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■关于回路最大长期持续工作电流Imax的确定和计算

■关于交流电弧的熄灭的过程和条件

■关于电流电压互感器

▪ 工作状态和特点：电流互感器二次侧正常运行时绝对不允许开路；电压互感器二次侧正常运行时绝对不允许短路；

▪ 误差：误差来源；影响误差的因素；减小误差的措施

▪ 准确级和容量的概念及两者间的关系

▪ 接线方式

■关于限流电抗器

▪ 电抗器百分电抗值的含义和确定

▪ 电抗器百分电抗值的计算和选择

■关于高压熔断器

▪ 限流型和非限流型的区别

▪ 保护特性

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3．本章典型例题分析

4．本章作业

p113思考题1、2、3、4、5、6、7、8、9、10

第五章 电气主接线

1．本章基本要求

 了解电气主接线的基本要求

 掌握电气主接线基本形式的分类方法及原因

 重点掌握主接线的概念以及主接线图中主要设备的图形和文字符号

 重点掌握单母线接线形式（包括单母线、单母线分段、单母线/单母线分段带旁路）的接线方法、运行方式、优缺点和适用场合

 重点掌握双母线接线形式（包括双母线、双母线分段、双母线/双母线分段带旁路、一台半断路器接线、变压器－母线组）的接线方法、运行方式、优缺点和适用场合

 重点掌握母线分段的目的和接线方法

 重点掌握旁路母线接线方式的目的和接线方法

 重点掌握倒闸操作的基本原则和顺序

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 重点掌握有母线的接线形式下常见的倒闸操作（包括带旁路、倒母线）

 重点掌握单元接线、桥型接线和角形接线的接线方法、运行方式、优缺点和适用场合

 重点掌握发电厂和变电所主变压器的选择和具体计算

 掌握限制短路电流的方法

 重点掌握各种类型发电厂和变电所主接线的特点

 了解发电厂和变电所主接线的设计原则和步骤

2．本章重点难点分析

■电气主接线的基本形式

有汇流母线的接线形式：单母线、双母线

无汇流母线的接线形式：单元接线、桥型接线和角形接线

①对每一种基本接线形式，要求掌握：

▪ 接线图：进出线环节如何与母线连接；开关设备如何连接

▪ 可能存在的运行方式和运行特点

▪ 优缺点：可靠性高或可靠性低及其具体体现

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▪ 适用场合：适用的电压等级；适用的出线回数等

②改进型的接线形式：母线分段；旁路接线

▪ 母线分段的目的和优点

▪ 增设旁路母线的目的和优点

③倒闸操作

▪ 基本的倒闸操作顺序和原则

▪ 常见的倒闸操作：旁路断路器代替出线断路器；倒母线等

■发电厂和变电所主变压器的选择

▪ 发电厂主变容量的确定原则与具体计算

■限制短路电流的方法

▪ 普通限流电抗器的安装与作用、优缺点

▪ 分裂电抗器的原理和作用、接线

▪ 低压侧分裂绕组变压器的原理和作用、接线

3．本章典型例题分析

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4．本章作业

p144思考题1、2、3、4、5、6、7、8、9

第六章 厂用电及其接线

1．本章基本要求

 了解厂用电、厂用电率的概念

 厂用负荷的分类

 重点掌握厂用供电电源及其引接

 掌握厂用电接线的基本接线形式

2．本章重点难点分析

■厂用供电电源及其引接

▪ 工作电源的作用和引接

▪ 备用和启动电源的作用和引接；明备用和暗备用

▪ 事故保安电源的作用和引接

3．本章典型例题分析

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4．本章作业

p168思考题1、3、4、5、6、7

第九章 发电厂电气设备的控制和信号

1．本章基本要求

 了解发电厂的控制方式

 了解发电厂二次回路和二次接线图的基本概念和分类

 了解发电厂二次接线图中常用的图形符号和文字符号

 了解断路器控制电路的基本要求和基本组成及操作过程

 了解发电厂中央信号的概念、作用及分类

 了解弱电选线控制的概念及其电路和操作过程

 了解发电厂计算机监控系统的功能和组成

2．本章重点难点分析

3．本章典型例题分析

4．本章作业

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p220考题1、2、3、4、5、6、7、8、9、10

第三部分 综合练习题

请参看课本上各章的例题。

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附录

重要参考例题：

◆第三章：p55例3-1；p57例3-2；p70例3-3

◆第四章：p92例4-1；p95例4-2；p109例4-3

重要图表曲线：

◆第三章：p53图3-3；p55表3-1；p55表3-2；p57图3-4；p64图3-11；p65表3-4；

重要计算公式：

◆第三章：3-5式；3-6式；3-7式；3-8式；3-13式；3-15式；3-16式；3-21式；3-24式；3-25式；

3-32式；3-33式；3-38式；3-40式；3-41式；3-46式；3-47式；3-48式；3-55式；

3-56式；；3-57式

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