《发电厂电气部分》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称发电厂电气部分 Electrical Section of Power Plants 课程编号D12177 课程性质 专业必修课 适用专业 电气工程及其自动化 总学时 40学时 理论学时 34学时实验学时6学时 学分 2.5学分 开课学期第6学期 先修课程 电机学、电力电子技术、电力系统分析 后续课程新能源发电技术、配电自动化技术等 二、课程性质和课程目标 1.课程性质 发电厂电气部分是电气工程及其自动化专业的专业必修课，是培养电气工程师的课 程之一。本课程的通过对主要电气设备和电气主接线等的分析和设计的学习，使学生获 得发电厂和变电所电气部分的基础知识、基本理论和基本技能，获得技术、经济两个观 点出发解决工程实际问题的能力，为学习后续课程及从事本专业的工程技术工作和科学 研究打下基础。 2.课程目标 课程目标1：能分析发电厂和变电所主要设备的工作原理、特性和参数，并能进行 简单的主接线设计，能够对导体和电气设备进行选择和动、热稳定校验。能根据可靠性、 灵活性和经济性的指标要求，利用电气系统可靠性计算和技术经济比较等方法，结合实 际情况，对电气一次系统的设计方案进行可行性论证。 课程目标2：能够具有一定的读图能力，能够读懂和绘制简单的发电厂和变电所的 主接线图、配置图、平面图和断面图。能够分析发电厂和变电站的原始资料，通过经历 发电厂电气部分设计的全过程，客观评价电气工程项目对社会、健康、安全、法律以及 文化的影响。 课程目标3：能够理解和评价发电厂的产生、输送、使用对环境和社会可持续发展 的影响，以及新能源发电的探索和发展对能源消费结构、环境保护、社会可持续发展的 价值和意义。 三、课程目标与毕业要求的对应关系 课程课程 课程目 毕业要求 毕业要求指标点 目标 目标 标3 2
《发电厂电气部分》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 发电厂电气部分 Electrical Section of Power Plants 课程编号 D12177 课程性质 专业必修课 适用专业 电气工程及其自动化 总 学 时 40 学时 理论学时 34 学时 实验学时 6 学时 学 分 2.5 学分 开课学期 第 6 学期 先修课程 电机学、电力电子技术、电力系统分析 后续课程 新能源发电技术、配电自动化技术等 二、课程性质和课程目标 1．课程性质 发电厂电气部分是电气工程及其自动化专业的专业必修课，是培养电气工程师的课 程之一。本课程的通过对主要电气设备和电气主接线等的分析和设计的学习，使学生获 得发电厂和变电所电气部分的基础知识、基本理论和基本技能，获得技术、经济两个观 点出发解决工程实际问题的能力，为学习后续课程及从事本专业的工程技术工作和科学 研究打下基础。 2. 课程目标 课程目标 1：能分析发电厂和变电所主要设备的工作原理、特性和参数，并能进行 简单的主接线设计，能够对导体和电气设备进行选择和动、热稳定校验。能根据可靠性、 灵活性和经济性的指标要求，利用电气系统可靠性计算和技术经济比较等方法，结合实 际情况，对电气一次系统的设计方案进行可行性论证。 课程目标 2：能够具有一定的读图能力，能够读懂和绘制简单的发电厂和变电所的 主接线图、配置图、平面图和断面图。能够分析发电厂和变电站的原始资料，通过经历 发电厂电气部分设计的全过程，客观评价电气工程项目对社会、健康、安全、法律以及 文化的影响。 课程目标 3：能够理解和评价发电厂的产生、输送、使用对环境和社会可持续发展 的影响，以及新能源发电的探索和发展对能源消费结构、环境保护、社会可持续发展的 价值和意义。 三、课程目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 毕业要求指标点 课程 目标 1 课程 目标 2 课程目 标 3
3.设计/开发解决 3.2能够结合安全、节能、环保、法律、文 化等诸多现实约束条件对设计方案进行可 方案 行性诊证， 6.3能够客观评价电气工程项目设计、施工 6.工程与社会 和运行对社会、健康、安全、法律以及文代 的影响，以及这些制约因素对项目实施的 响，并理解和履行应该承担的责任。 7,2能够理解和评价电能的产生、输送、使 7.环境和可持续 用对环境和社会可持续发展的影响，以及 发展 能源的探索和发展对能源消费结构、环境保 护、社会可持续发展的价值和意义。 四、教学内容与课程目标的关系 1.理论教学 序号 知识点 学习要求 考课时 标 1能分析我流量的原理，并能正确计 多蝶使 战洁已 算导体的找流量 教学， 体的发 2.能分析短时发热的计算原理， 并 问题号 热和电 2.导体短时发热 正确计算最高温度： 6 向式都 动力 3.导体短时电动力 3能分析短时最大电动力的产生原 学法 理。 1能分析由那的产生和地灭的讨程和 灭孤 理及主 .电弧产生和熄灭 原理，并能计算弧隙电压恢复过程 教学 2 要开关 2开关电 气设备的结相 数值： 4 问题号 目标 和工作原理 2.能分析高压断路器、隔离开关等电 向式教 1 申气 气设备的结构和工作原理。 学法 1.能分析电气主接线的原理、运行方 1,电气主接线的基本形 特点和适用条件：能进行典型倒 间操作： 课程 式 2.能计算和选择主变压器的容量和型 多蝶传 目标 电气主 2.发电厂典型接线 式 接线及 教学， 3.主变压器选择 8 课程 其设计 3能分析限制短路由流方法的原理】 4限制短路电方法 转湖 5主接线的可靠性分 4.能对设计方案进行可靠性计算和分 堂 6.主接线经济技术比朝 5.能对设计方案的进行经济技术比挖 计算。 1能分析厂用电厂用负指及厂用由 】厂用由念 厂用电 多蝶体 接线及 2.厂用变压器选择 源的分类和原理 2.能对厂用变压器的容量和型式进行 3.厂用电接线 讨论式 设计 计算和选择： 4.自启动校验 3.能对发电厂和变电所的厂用电接线 教学法
3.设计/开发解决 方案 3.2 能够结合安全、节能、环保、法律、文 化等诸多现实约束条件对设计方案进行可 行性论证； √ 6.工程与社会 6.3 能够客观评价电气工程项目设计、施工 和运行对社会、健康、安全、法律以及文化 的影响，以及这些制约因素对项目实施的影 响，并理解和履行应该承担的责任。 √ 7.环境和可持续 发展 7.2 能够理解和评价电能的产生、输送、使 用对环境和社会可持续发展的影响，以及新 能源的探索和发展对能源消费结构、环境保 护、社会可持续发展的价值和意义。 √ 四、教学内容与课程目标的关系 1.理论教学 序号 知识 模块 知识点 学习要求 参 考 课 时 教学方 法建议 对应 的课 程目 标 1 载流导 体的发 热和电 动力 1.导体载流量 2.导体短时发热 3.导体短时电动力 1.能分析载流量的原理，并能正确计 算导体的载流量； 2.能分析短时发热的计算原理，并能 正确计算最高温度； 3.能分析短时最大电动力的产生原 理。 6 多媒体 教学， 问题导 向式教 学法 课程 目标 1 2 灭弧原 理及主 要开关 电气 1.电弧产生和熄灭 2.开关电气设备的结构 和工作原理 1.能分析电弧的产生和熄灭的过程和 原理，并能计算弧隙电压恢复过程的 数值； 2.能分析高压断路器、隔离开关等电 气设备的结构和工作原理。 4 多媒体 教学， 问题导 向式教 学法 课程 目标 1 3 电气主 接线及 其设计 1.电气主接线的基本形 式 2.发电厂典型接线 3.主变压器选择 4.限制短路电流方法 5.主接线的可靠性分析 6.主接线经济技术比较 1.能分析电气主接线的原理、运行方 式、特点和适用条件；能进行典型倒 闸操作； 2.能计算和选择主变压器的容量和型 式； 3.能分析限制短路电流方法的原理； 4.能对设计方案进行可靠性计算和分 析； 5.能对设计方案的进行经济技术比较 计算。 8 多媒体 教学， 翻转课 堂 课程 目标 1 课程 目标 2 4 厂用电 接线及 设计 1.厂用电概念 2.厂用变压器选择 3.厂用电接线 4.自启动校验 1.能分析厂用电、厂用负荷及厂用电 源的分类和原理； 2.能对厂用变压器的容量和型式进行 计算和选择； 3.能对发电厂和变电所的厂用电接线 4 多媒体 教学， 讨论式 教学法 课程 目标 1
进行设计： 4能对厂用电动机的自启动的容量或 者电压进行校验 能对导体和电气设备选择和校验 1,电气设备和导体的选 般原理进行分析： 择方法 2能对新路器.隔离开关嫁断器进 导体知 2新邀医、隔离开关 行计算、选择和校玲！ 多媒 电气设 熔断器的选择 3.能对电压互感器，电流互感器进 课程 5 备的原 3,互感器的选择 选择和校验 8 理与进 4.电抗器和分裂电抗器 4.能对电抗器、熔新器进行计算、选 2 的选择 择和校验： 5.绝缘子和套管的选择 5.能对绝缘子和套管进行计算、选择 和校验。 1.能掌握最小安全净距的概念 并为 配电装置的形式进行简单设计： 2.能分析发电厂和变电所的配置图 1,最小安全净距和配电 平面图、断面图，并能简单绘制各种 课程 装置 因纸， 多媒体 目标 配电装 2.发电厂的配置图、 平 3能根据屋内、 屋外和成套配电装雪 4 面图、断面图。 的形式要求等，理解和评价发电厂和 讨论式 3屋内、屋外和成套配 变电所中电能的产生、输送、使用对 教学法 目标 电装置 环境和社会可持续发展的影响，以及 新能源的探索和发展对能源消费结 、社会可持续发展的 2实验教学 序号引 实验 参考 对应的课 须目 实验内容 学习要求 教学设计 课时 程目标 ,正确接线 学生预习具有率 1.能分析具有灯光监视 具有 根据直流接触器，跳间 故灯光控制的圈 事故 的新路器控回路的丁 图、合闸线图、信号指示 路器控制回路的 作原理： 「的定数洗择作由 原理和构成，教 本实检装置 2 学会开关的使用 师讲解实验原 计使用直流220代： 回路的接线和动作 步骤、 2 课程目标 宇生 路器 验方法： ,接入电源进行控制回跑 实际动手操作完 3.学习电力系统仿真试 控制 动作试验，分折灯光监莉 成实验数据的混 回路 验装置的组成结构和侯 的新路器控制回路中各个 元件及接点的作用。 用方法。 撰写实脸报
进行设计； 4.能对厂用电动机的自启动的容量或 者电压进行校验。 5 导体和 电气设 备的原 理与选 择 1.电气设备和导体的选 择方法 2.断路器、隔离开关、 熔断器的选择 3.互感器的选择 4.电抗器和分裂电抗器 的选择 5.绝缘子和套管的选择 1.能对导体和电气设备选择和校验的 一般原理进行分析； 2.能对断路器、隔离开关、熔断器进 行计算、选择和校验； 3. 能对电压互感器，电流互感器进行 计算、选择和校验； 4. 能对电抗器、熔断器进行计算、选 择和校验； 5. 能对绝缘子和套管进行计算、选择 和校验。 8 多媒体 教学， 案例教 学法 课程 目标 2 6 配电装 置 1.最小安全净距和配电 装置 2.发电厂的配置图、平 面图、断面图。 3.屋内、屋外和成套配 电装置 1.能掌握最小安全净距的概念，并对 配电装置的形式进行简单设计； 2.能分析发电厂和变电所的配置图、 平面图、断面图，并能简单绘制各种 图纸； 3.能根据屋内、屋外和成套配电装置 的形式要求等，理解和评价发电厂和 变电所中电能的产生、输送、使用对 环境和社会可持续发展的影响，以及 新能源的探索和发展对能源消费结 构、环境保护、社会可持续发展的价 值和意义。 4 多媒体 教学， 讨论式 教学法 课程 目标 2 课程 目标 3 2．实验教学 序号 实验 项目 实验内容 学习要求 教学设计 参考 课时 对应的课 程目标 1 具有 事故 灯光 控制 的断 路器 控制 回路 1.正确接线； 2.根据直流接触器、跳闸线 圈、合闸线圈、信号指示 灯的额定参数选择操作电 源的电压，本实验装置设 计使用直流 220 伏； 3.接入电源进行控制回路 动作试验，分析灯光监视 的断路器控制回路中各个 元件及接点的作用。 1．能分析具有灯光监视 的断路器控制回路的工 作原理； 2. 学会开关的使用、控 制回路的接线和动作试 验方法； 3.学习电力系统仿真试 验装置的组成结构和使 用方法。 学生预习具有事 故灯光控制的断 路器控制回路的 原理和构成，教 师讲解实验原 理、步骤、学生 实际动手操作完 成实验数据的测 量；撰写实验报 告。 2 课程目标 3
学生预习具有防 具有 正确接线： 1.能分析具有防跳功能 跳功能的断路器 接入电源进行控回路 空制回路的原理 作试验 的断路器控制回路的工 作原理 教师 课程目标 2 器 分析防跳继电容的 各个元件及接点的作用： 骤学生实际动 控陶 B.接入防跳继电器，并分析 构成和控制回路的接线 手操作宗成实黔 和动作试验方法。 回路 不同部分的作用。 数据的测量：撰 写实验报告 学生预习电气设 备倒闸操作的要 求教师发布 1能分析基本倒闸操作 闸操作要求。计 要求，正确填写倒闸探 解实验原理、步 正确完成倒闸操作票填 作累： 学生正确 闹操 课程目标 2.能仿真模拟现场倒 写倒闸操作票 2 2.操作要审批： 作模 闸操作工作程序，完良 教师审批通过 B.模拟倒闸操作。 线路或者变压器工作无 学生在仿真平召 态的转换。 上，横拟操作 完成数据的 量，摆写实验报 告。 五、教学方法和学习建议 1.教学方法建议 发电厂电气部分课程组开发了丰富的网络教学资源，为教师开展线上线下、课内课 外混合式教学提供了基础，为学生自主学习提供了保障，将课堂讨论、案例教学、翻转 课堂等教学方法有机的结合，在教学设计中应充分体现以学生为中心的理念，突出学生 的主体地位和教师的引导作用，促进师生之间、生生之间的交流、互动、合作，全面培 养学生的解决问题和分析问题的能力，提高学生的综合素质。 传统教学与多蝶体教学结合法：板书和多媒体教学相结合，采用变电站倒闸操作和 误操作视频、高压开关结构演示和动作动画等，丰富课堂教学手段，增强教学的直观性。 案例教学法：通过分析和研究已有变电站电气部分的典型设计案例组织教学，使学 生在分析和学习案例的过程中，提高理论联系实际能力，了解理论知识的工程应用。 讨论教学法：学生以小组为单位，根据教师提出的发电厂电气部分具体设计问题或 提供的教学资料，在教师的组织和引导下，积极参与课堂讨论，从而实现教与学的互动。 增强学生思维的灵活性，提高学生交流、沟通的能力
2 具有 防跳 功能 的断 路器 控制 回路 1.正确接线； 2.接入电源进行控制回路 动作试验，分析具有防跳 功能的断路器控制回路中 各个元件及接点的作用； 3.接入防跳继电器，并分析 不同部分的作用。 1．能分析具有防跳功能 的断路器控制回路的工 作原理； 2. 分析防跳继电器的 构成和控制回路的接线 和动作试验方法。 学生预习具有防 跳功能的断路器 控制回路的原理 和构成，教师讲 解实验原理、步 骤、学生实际动 手操作完成实验 数据的测量；撰 写实验报告。 2 课程目标 3 3 变电 站倒 闸操 作模 拟 1.正确完成倒闸操作票填 写； 2.操作票审批； 3.模拟倒闸操作。 1．能分析基本倒闸操作 要求，正确填写倒闸操 作票； 2. 能仿真模拟现场倒 闸操作工作程序，完成 线路或者变压器工作状 态的转换。 学生预习电气设 备倒闸操作的要 求, 教师发布倒 闸操作要求，讲 解实验原理、步 骤，学生正确填 写倒闸操作票， 教师审批通过， 学生在仿真平台 上，模拟操作， 完成数据的测 量，撰写实验报 告。 2 课程目标 3 五、 教学方法和学习建议 1.教学方法建议 发电厂电气部分课程组开发了丰富的网络教学资源，为教师开展线上线下、课内课 外混合式教学提供了基础，为学生自主学习提供了保障，将课堂讨论、案例教学、翻转 课堂等教学方法有机的结合，在教学设计中应充分体现以学生为中心的理念，突出学生 的主体地位和教师的引导作用，促进师生之间、生生之间的交流、互动、合作，全面培 养学生的解决问题和分析问题的能力,提高学生的综合素质。 传统教学与多媒体教学结合法：板书和多媒体教学相结合，采用变电站倒闸操作和 误操作视频、高压开关结构演示和动作动画等, 丰富课堂教学手段，增强教学的直观性。 案例教学法：通过分析和研究已有变电站电气部分的典型设计案例组织教学，使学 生在分析和学习案例的过程中，提高理论联系实际能力，了解理论知识的工程应用。 讨论教学法：学生以小组为单位，根据教师提出的发电厂电气部分具体设计问题或 提供的教学资料，在教师的组织和引导下，积极参与课堂讨论，从而实现教与学的互动。 增强学生思维的灵活性，提高学生交流、沟通的能力
翻转课堂教学法：建立课前学习、课中活动、课后检测之间的联系，课前教师发布 学习任务，学生自由结合分组，通过浏览网络教学平台上教学课件、高压开关结构演示 和动作动画、变电站倒闸操作和误操作视频等资源进行自主学习，课中进入课堂交流环 节，由学生代表登台讲课、提出问题、互动答题，增强师生之间的互动、学生之间的讨 论与协作，课后完成作业、在线测试等。以培养学生分析问题和解决问题的能力，增强 团队精神和分工协作能力，敢于表达自己的主张，形成探究学习的习惯。 间题导向教学法：用变电站电气系统的实际设计问题驱动教学，激发学生的学习热情 调动思维活力、加强讨论交流、引导探究活动，增加自主学习，促进学以致用和创新活 动。 2.学生学习建议 (①)重点学习发电厂和变电站的电气系统的荟本构成、运行方式、导体和设备的选择、 校验和主接线图、配置图、平面图和断面图等的绘图方法：注意主接线可靠性和技术经 济分析的方法。 (②)要注重发电厂和变电站的电气系统综合设计，主要围绕着主接线选择和设备选 择校验，进行短路计算和具体分析。 (3)要重视实验，因为高压发电厂和变电站很难实际模拟，要通过综合试验台的验证 设计和综合实验和虚拟仿真实验，在实验中将知识从课本中的理论转化为现场的实际模 拟操作，提高自己综合运用知识的能力。 (4)注意课前自主学习，注意网络平台发布的自主学习任务单和导学单，通过查阅文 献、研读教材，观看高压开关结构演示和动作动画、变电站倒闸操作和误操作视频等资 源，进行自主学习。 (⑤)认真对待课中听课和研课。听课专心，尽快进入学习状态，听老师讲授，跟上老 师的进度，同步看课本、看板书、看课件，积极回答老师提问问题。积极做笔记，在课 本上圈重点，及时做练习。 研课要积极参与课堂内的全部学习活动，比如翻转课堂，针对学习任务，积极承担 自己的分工工作。讨论时，清楚地阐述自己的观点，同时认真倾听并理解他人的观点， 为别人解答，同时为自己释疑。对待问题大胆质疑，积极在同学面前发表自己的见解 求同存异，多角度研讨并验证问题。 (6)加强课后的复习，对相关或者类似问题进行归纳整理，及时复习巩固，按时完成 在线测试、作业、组内讨论等
翻转课堂教学法：建立课前学习、课中活动、课后检测之间的联系，课前教师发布 学习任务，学生自由结合分组，通过浏览网络教学平台上教学课件、高压开关结构演示 和动作动画、变电站倒闸操作和误操作视频等资源进行自主学习，课中进入课堂交流环 节，由学生代表登台讲课、提出问题、互动答题，增强师生之间的互动、学生之间的讨 论与协作，课后完成作业、在线测试等。以培养学生分析问题和解决问题的能力，增强 团队精神和分工协作能力，敢于表达自己的主张，形成探究学习的习惯。 问题导向教学法：用变电站电气系统的实际设计问题驱动教学,激发学生的学习热情、 调动思维活力、加强讨论交流、引导探究活动，增加自主学习，促进学以致用和创新活 动。 2.学生学习建议 (1)重点学习发电厂和变电站的电气系统的基本构成、运行方式、导体和设备的选择、 校验和主接线图、配置图、平面图和断面图等的绘图方法; 注意主接线可靠性和技术经 济分析的方法。 (2)要注重发电厂和变电站的电气系统综合设计, 主要围绕着主接线选择和设备选 择校验，进行短路计算和具体分析。 (3)要重视实验，因为高压发电厂和变电站很难实际模拟，要通过综合试验台的验证、 设计和综合实验和虚拟仿真实验，在实验中将知识从课本中的理论转化为现场的实际模 拟操作，提高自己综合运用知识的能力。 (4)注意课前自主学习，注意网络平台发布的自主学习任务单和导学单，通过查阅文 献、研读教材，观看高压开关结构演示和动作动画、变电站倒闸操作和误操作视频等资 源，进行自主学习。 (5)认真对待课中听课和研课。听课专心，尽快进入学习状态，听老师讲授，跟上老 师的进度，同步看课本、看板书、看课件，积极回答老师提问问题。积极做笔记，在课 本上圈重点，及时做练习。 研课要积极参与课堂内的全部学习活动，比如翻转课堂，针对学习任务，积极承担 自己的分工工作。讨论时，清楚地阐述自己的观点，同时认真倾听并理解他人的观点， 为别人解答，同时为自己释疑。对待问题大胆质疑，积极在同学面前发表自己的见解， 求同存异，多角度研讨并验证问题。 (6)加强课后的复习，对相关或者类似问题进行归纳整理，及时复习巩固，按时完成 在线测试、作业、组内讨论等