课程标准(电力系统自动装置)

《电力系统自动装置》课程标准承担系部：自动化工程系系部责任人：胡建课程负责人：李杰课程组成员：李小雄刘金浦孙德宽（企业）田永昌（企业）课程定位电力系统自动装置是发电厂及电力系统专业的一门核心技能课程和证书课程。该课程是以电路、电机学、电力系统分析、电气一次设备等课程为基础的职业技术课，具有很强的实用性和实践性，主要涉及发电厂和电力网两个方面的问题。本课程能让学生熟悉电力系统自动装置作用和原理，会阅读电气设备接线图纸，懂电气安全规程，会自动装置运行操作和维护，能检测和调试自动装备设备参数，会分析和处理自动装置中常见故障，并能提出有效的改善方案，为供发电公司、供电公司、企事业单位的变配电所培养从事电气运行管理、检验与调试、安装等工作的高级技术应用型人才。工作任务和课程目标工作任务及职业能力根据电力系统的专业调研，总结出不同工作领域的相应工作任务，分析它们对职业能力的要求，从而设计出10个学习型工作项目对学生进行能力培养.表3-1工作任务与职业能力分析表工作领域工作任务职业能力学习项目电力系统自动装置同步发电机自动并列装置1.了解电力系统自动装置种类和用途2.会同步发电机自动并列装置的运行和维护3.会进行并列装置的安装与调试。电力系统自动装置认知同步发电机并列装置运行与维护同步发电机的自动调节励磁装置1.会利用半导体材料设计整流电流励磁整流电路的设计与调试2.能对励磁控制系统进行安装和调试3.会根据实时指令调节发电机运行情况发电机励磁控制系统运行与维护电力系统频率和有功功率的自动调节1.会发电机调频器的运行及维护2.能按照模拟指令完成调频器的操作3.会按照等耗微增率准则完成各电厂的负荷计算4.能进行电网内的经济调度发电机组调频方法与准则电力系统的经济调度与自动调频输电线路自动重合闸装置1.能进行ARD装置的安装与调试2.会ARD装置的日常巡视与维护3.自动重合闸前加速、后加速保护的接线与调试4.自动重合闸前加速、后加速保护的运行与维护ARD装置的运行与维护ARD装置与继电保护的配合电力系统其它自动装置1.会AFL装置的接线与调试2.会ATS装置的接线与调试3.能进行AFL、ATS装置的日常运行与维护按频率自动减负荷装置的运行与维护备用电源和设备自投切装置的运行与维护3.2.2课程目标根据课程面对的工作任务和职业能力要求，本课程的教学目标为：根据课程面对的工作任务和职业能力要求，本课程的教学目标为：（1）知识目标1）了解电力工业发展的概况，建立电力系统自动装置的基本概念，熟悉电力系统自动装置的基本要求。2）熟悉常用的电力系统自动装置的结构、原理、功能和用途3）熟悉电力系统自动装置中的二次接线图4）理解电力系统中继电保护和自动装置配合原理5）了解变电所综合自动化系统的作用和构成。6）掌握电力系统中无功及有功功率的合理分配（2）能力目标1）具有较强的识图和认物能力，能看懂电力系统自动装置的二次接线图纸，能识辨各种继电器。2）学会查看相关电气工程手册。3）掌握电力系统自动装置的常规检测、安装、调试、运行操作和维护管理技能。4）熟悉电力系统自动装置的异常状态，具有一定故障分析和排除能力。5）掌握电力系统中的无功及有功的调节原理及方法。（3）态度目标1）了解电力行业职业道德规范，树立良好的职业道德观念和爱岗敬业精神。2）熟悉电力行业有关规程规范，树立安全意识，培养一丝不苟、精益求精的工作作风。3）培养学生踏踏实实做人、认认真真做事以及团结协作和互助友爱的精神。3.3教学组织本课程基于企业电力系统工作过程的要求设计和组织教学过程，采用项目化教学方法，形成以任务为驱动、以项目导向的教学模式培养和训练学生。根据对电力系统工作任务与职业能力的分析，为使学生学会从事电气运行、管理、检测和维护等工作，本课程从电力系统自动装置中提炼出6个典型的学习型工作项目，在项目实施中，进一步拆分成若干个学习型工作任务开展教学活动。表3-2教学组织表序号项目名称学习型工作任务学时项目一电力系统自动装置认知电力系统自动装置认知1010项目二同步发电机自动并列装置同步发电机并列装置运行与维护1010项目三同步发电机的自动调节励磁装置励磁整流电路的设计与调试820发电机励磁控制系统运行与维护12项目四电力系统频率和有功功率的自动调节发电机组调频方法与准则610电力系统的经济调度与自动调频4项目五输电线路自动重合闸装置ARD装置的运行与维护610ARD装置与继电保护的配合4项目六电力系统其它自动装置按频率自动减负荷装置的运行与维护56备用电源和设备自投切装置的运行与维护5期末考核4总计70教学内容与能力要求项目一电力系统自动装置认知当前我国经济建设飞速发展，作为先行工业的电力系统，其建设步伐异常迅猛。作为电力系统从业技术人员，通过对供配电系统基础知识的学习，要求了解国内外电力系统自动装置的发展概况及电力系统的组成，熟悉自动装置相关基本概念，了解电力系统的运行特点，熟悉供电质量及其改善措施，掌握电力系统自动装置的基本结构组成。为建立电力系统的整体概念，本项目组织学生到学校周边地区的火电厂、变电所、开封供电局等现场参观，以便对电力系统自动装置的不同类型有一个感性认识，了解电力系统自动装置的基本概念和基本要求，熟悉电力系统自动装置的接线，为后面课程的开展奠定基础。（1）教学目标能力目标：能识别发电厂、变电所自动装置；知识目标：了解电力系统自动装置的构成，理解不同类别的自动装置对系统的影响，掌握电力系统自动装置的基本要求，熟悉相关的基本概念；态度目标：激发学生的学习兴趣，形成良好的职业道德观念，树立较强的安全用电意识。（2）教学组织与实施学生的角色：参观员或实习生教学场地：电力系统的发电厂、变电所、电业局、学院配电室。1）参观电力系统的发电、输电和配电的各个环节。2）由企业电气技术员讲解安全注意事项和自动装置设备的运行情况。3）写出参观记录。（3）教学内容电力系统及运行特点，电力系统自动化的基本内容和作用，自动装置的分类，电力系统自动装置的发展方向。（4）教学材料电气原理图和接线图、录像机、照相机、电脑。（5）提交成果参观总结报告。（6）考核与评价分知识、技能、态度三项进行考核。其中知识考核部分通过基本理论知识考试确定成绩，此项成绩占总成绩的40%；技能成绩以在任务实施过程中学生的技能掌握水平，由教师现场评定给出学生成绩，此项成绩占总成绩的50%；态度成绩反应了学生的工作态度和学习态度，故以学生的出勤率、作业完成情况和问题回答情况而定，此项成绩占总成绩的10%。分同学自评、互评和教师评价三项成绩。其中自评占10%，互评占20%,教师评价占70%项目二同步发电机自动并列装置电力系统中，各发电机是并联在一起运行的。并列运行的同步发电机，其转子以相同的电角速度旋转。一般来说，发电机在没有并入电网前，与系统中的其他发电机却是不同步的。如并网操作不当或误操作，将产生极大的冲击电流，破坏发电机、引起系统电压波动，甚至导致系统震荡，破坏系统稳定运行。采用自动并列装置进行并列操作，不仅能减轻运行人员的劳动强度，还能提高系统运行的可靠性和稳定性。本学习项目将着重介绍同步发电机准同期并列装置的结构原理、功能和用途。通过学习要求读者了解发电机并列时为了减少发电机及系统震荡，但满足并列条件时才能由同步发电机准同期并列装置将发电机与系统并列。掌握同步发电机准同期并列装置的内部接线及调试（1）教学目标能力目标：会对发电厂准同期并列装置进行、维护管理及故障分析处理。知识目标：掌握准同期并列装置的功能、结构、性能；熟悉准同期并列装置安装与调试方法态度目标：树立良好的职业道德观念，培养爱岗敬业精神。（2）教学组织与实施1）教师利用多媒体课件集中介绍各种准同期并列装置的作用、主要功能、结构原理和接线方式等；运行时的工作状态；安装与调试、维护管理方法以及安全注意事项等有关准同期并列装置的系统理论知识。2）将学生分组，各组安装与调试并记录并列设备的运行状态。3）各组做发电机准同期并列操作。（3）教学材料安全帽、工作服、绝缘手套、绝缘靴、验电笔等工具，电气原理图和安装图。（4）教学内容1）准同期并列装置的结构、功能、作用原理2）准同期并列装置的安装与调试3）发电机准同期并列操作；4)故障分析及故障处理。（5）提交成果准同期并列装置安装与调试操作记录，发电机准同期并列才做过程，故障分析及处理报告。（6）考核与评价分知识、技能、态度三项进行考核。其中知识考核部分通过基本理论知识考试确定成绩，此项成绩占总成绩的40%；技能成绩以在任务实施过程中学生的技能掌握水平，由教师现场评定给出学生成绩，此项成绩占总成绩的50%；态度成绩反应了学生的工作态度和学习态度，故以学生的出勤率、作业完成情况和问题回答情况而定，此项成绩占总成绩的10%。分同学自评、互评和教师评价三项成绩。其中自评占10%，互评占20%,教师评价占70%。项目三同步发电机的自动调节励磁装置电力系统在正常运行时，发电机励磁电流的变化主要影响电网的电压水平和并联运行机组间无功功率的分配。在某些故障情况下，发电机端电压降低将导致电力系统稳定水平下降。为此，当系统发生故障时，要求发电机迅速增大励磁电流，以维持电网的电压水平及稳定性。可见同步发电机励磁的自动控制在保证电能质量、无功功率的合理分配和提高电力系统运行的可靠性方面都起着十分重要的作用。该项目具体实施可以分两个任务：任务1励磁整流电路的设计与调试；任务2发电机励磁控制系统;（1）教学目标能力目标：能设计发电机整流电路，对整流电路的缺陷和异常运行状况能进行分析和维修。励磁控制系统的日常巡视及维护知识目标：熟悉半导体整流电路的结构组成和工作原理；掌握半导体整流电路的工作工程；熟悉发电机励磁系统的类别、结构组成和工作原理态度目标：培养井井有条的工作态度和认真严谨的学习习惯。（2）教学组织与实施1）教师利用多媒体课件介绍发电机组励磁控制系统的结构、分类和基本要求；2）讲解发电机励磁整流电路的工作原理及励磁控制系统的工作原理；3）识别发电机励磁方式4）励磁控制系统的安装与调试5）励磁控制系统的运行与维护（3）教学材料励磁整流电路、励磁系统原理图、运行记录本、电气手册。（4）教学内容①励磁整流电路的基本结构和工作原理②励磁整流电路的安装与调试③励磁整流电路的日常维护④介绍励磁系统的基本结构和工作原理。○5调节励磁系统，改善发电机运行状态○6励磁系统的日常巡视及维护（5）提交成果励磁控制系统的巡视记录和学习总结报告（6）考核与评价分知识、技能、态度三项进行考核。其中知识考核部分通过基本理论知识考试确定成绩，此项成绩占总成绩的40%；技能成绩以在任务实施过程中学生的技能掌握水平，由教师现场评定给出学生成绩，此项成绩占总成绩的50%；态度成绩反应了学生的工作态度和学习态度，故以学生的出勤率、作业完成情况和问题回答情况而定，此项成绩占总成绩的10%。分同学自评、互评和教师评价三项成绩。其中自评占10%，互评占20%,教师评价占70%。项目四电力系统频率和有功功率的自动调节频率是表征电能质量的一个重要指标。电力系统在稳态运行时，有功功率处于平衡状态，全系统有一个统一的频率。当系统总处理与总负荷不平衡时，系统频率就要发生变化，发电机应及时调整出力。使系统的有功功率保持平衡，保持系统频率在允许的范围内波动并且使系统负荷在同步发电机之间实现最优经济分配。这就是电力系统频率和有功功率调节的基本任务。任务1发电机组调频方式与准则；任务2电力系统的经济调度与自动调频;（1）教学目标能力目标：熟悉发电机、负荷的一次调频。掌握发电机的调频方法与准则。能根据指令完成发电机频率的调节对发电机调频器的缺陷和异常运行状况能进行分析和维修掌握并列运行发电机组间负荷的经济分配如何实现电力系统的经济调度知识目标：熟悉电力系统的一次、二次调频过程；掌握发电机频率调节的方法与准则了解电力系统经济运行相关概念掌握并列运行发电机组间负荷的经济分配态度目标：培养大胆细致的工作作风、爱岗敬业精神。（2）教学组织与实施1）学生集中学习发电机调频器的基本结构和工作原理、经济运