【正文】 院 系： 電力工程系 教研室： 發(fā)電教研室 教 師： 栗 然 電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)課程教案課程名稱電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)本門課程學(xué)分4本課程總學(xué)時：64其中：講課： 64 學(xué)時實驗： 0 學(xué)時課程號0110305課序號課程屬性必修課（ ∨ ）選修課（ ）實踐環(huán)節(jié)（ ）授課方式課堂講授（ ∨ ）實踐課（ ）授課對象年級3專業(yè)電氣工程及其自動化基本教材和主要參考書教材名稱出版社作者出版時間電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)機械工業(yè)出版社李庚銀等2005參考書出版社作者出版時間電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析水利電力出版社陳珩1995電力系統(tǒng)暫態(tài)分析水利電力出版社李光琦1995電力系統(tǒng)分析(第二版)華中科技大學(xué)出版社何仰贊2002本課程教學(xué)重點及難點教學(xué)重點：1．電力系統(tǒng)的組成和運行；2. 電力系統(tǒng)主要元件的數(shù)學(xué)模型與參數(shù)計算；3. 電力系統(tǒng)潮流分布的物理特點和計算的基本方法。4. 電力系統(tǒng)頻率和電壓的調(diào)整；5. 對稱和不對稱故障的基本分析方法。教學(xué)難點：1．電力系統(tǒng)潮流分布的計算機算法；2．水火廠負荷最優(yōu)分配與調(diào)頻計算3．無功電源最優(yōu)分布與調(diào)壓計算4．對稱分量法與不對稱故障的分析計算授課教師職稱院系、教研室注：表中（ ）選項請打“∨” “電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)”課程教案（1）一、 講授題目： 電力系統(tǒng)的基本概念二、 教學(xué)目的：作為平臺課程，涉及的專業(yè)學(xué)生不同，應(yīng)在課程的開始全面介紹電力專業(yè)的相關(guān)課程內(nèi)容，讓同學(xué)門對專業(yè)課程有個初步了解，以便選修相關(guān)課程。通過本章內(nèi)容的講解，使學(xué)生對電力系統(tǒng)的組成及發(fā)展歷史和方向有一個比較全面的了解，引起同學(xué)們對專業(yè)課程的興趣。三、 重點與難點：重點：1）介紹電能變換和電源構(gòu)成。2）介紹新能源技術(shù)及我國電網(wǎng)的發(fā)展藍圖。3）理解同一標(biāo)稱電壓下，不同電氣設(shè)備的額定電壓有可能不同。4）熟悉中性點接地方式及運行特點。難點：1）小電流接地系統(tǒng)的特點與運行。四、 教學(xué)手段：本章的內(nèi)容比較多，單純地靠板書無法給同學(xué)們一個深刻的印象，應(yīng)采用多媒體等輔助教學(xué)手段，引入大量的圖片來講解。五、 教學(xué)過程、時間分配：教學(xué)過程時間分配教學(xué)內(nèi)容學(xué)時數(shù)電力專業(yè)的相關(guān)課程內(nèi)容介紹電力系統(tǒng)的組成、運行特點和要求電能變換和電源構(gòu)成新能源技術(shù)及我國電網(wǎng)的發(fā)展藍圖電力系統(tǒng)的電壓等級電力系統(tǒng)接線及中性點接地方式電力系統(tǒng)的負荷曲線及電能質(zhì)量合計六、 實驗：無七、 習(xí)題：習(xí)題集112課時單元：1（一）、教學(xué)內(nèi)容1－1電力工業(yè)概況1831年法拉第電磁感應(yīng)定律，為發(fā)電機的發(fā)明創(chuàng)造了前提條件。1875年 法國巴黎火車站1879年 第一座試驗電廠1882年 愛迪生小型電力系統(tǒng) pearl street 有6臺直流發(fā)電機，59個用戶，電壓等級。1884年，出現(xiàn)變壓器1889年 波特蘭1897年 猶他州交流最高電壓等級，出現(xiàn)在前蘇聯(lián)和巴西，直流最高等級為，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，如美加同一電網(wǎng)。描述電網(wǎng)的主要參數(shù)：1． 總裝機容量。電力系統(tǒng)的總裝機容量指該系統(tǒng)中實際安裝的發(fā)電機組額定有功功率的總和，以千瓦、兆瓦、吉瓦計。2． 年發(fā)電量。指該系統(tǒng)所有發(fā)電機組全年實際發(fā)出電能的總和，以兆瓦時（）、吉瓦時（）太瓦時（）計。3． 最大負荷。指規(guī)定時間，如一天、一月或一年內(nèi)，電力系統(tǒng)總有功功率負荷的最大值，以千瓦、兆瓦、吉瓦計。4． 額定頻率。按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，我國所有交流電力系統(tǒng)的額定頻率均為。5． 最高電壓等級。同一電力系統(tǒng)中電力線路往往有幾種不同電壓等級。所謂最高電壓等級，是指該系統(tǒng)中最高電壓等級電力線路的額定電壓，以千伏計。6． 地理接線圖。電力系統(tǒng)的地理接線圖主要顯示該系統(tǒng)中發(fā)電廠、變電所的地理位置，電力線路的路徑，以及它們相互間的連接。7． 電氣接線圖。電力系統(tǒng)的電氣接線圖主要顯示該系統(tǒng)中發(fā)電機、變壓器、母線、斷路器、電力線路之間的電氣接線。1－2我國電力工業(yè)和電力系統(tǒng)簡介一、基本發(fā)展史1882年，英國人在中國成立了上海電氣公司。1911年，楊樹浦發(fā)電廠動工，1913年開始發(fā)電，到1924年，共有12臺發(fā)電機，裝機。1949年以前，有， 等電壓等級。1981年，建成平頂山－武漢，我國第一條交流輸電線路。1989年，建成第一條高壓直流輸電線路，葛洲壩－上海。二、我國主要電力系統(tǒng)簡介至今，已建成的跨省電力系統(tǒng)有五個，即華東系統(tǒng)、東北系統(tǒng)、華中系統(tǒng)、華北系統(tǒng)和西北系統(tǒng)。另外，還有南方電網(wǎng)、川渝電網(wǎng)、山東電網(wǎng)、福建電網(wǎng)、海南電網(wǎng)、西藏電網(wǎng)、新疆電網(wǎng)和臺灣電網(wǎng)。1－3電力系統(tǒng)的基本特點要求一、電力系統(tǒng)特點1． 電能不能大量存儲。發(fā)電、變電、輸電和用電同時進行。2． 電力系統(tǒng)暫態(tài)過程非常短。3． 電力系統(tǒng)的發(fā)展和國民經(jīng)濟的發(fā)展密切相關(guān)。4． 電力系統(tǒng)電能質(zhì)量要求高，對電壓、頻率、波形都有嚴格的國家標(biāo)準(zhǔn)。二、對電力系統(tǒng)運行的基本要求1． 保證可靠持續(xù)運行的基本要求。2． 保證良好的電能質(zhì)量。3． 保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。綜上所述，對電力系統(tǒng)運行的基本要求就是向用戶提供優(yōu)質(zhì)、可靠、經(jīng)濟的電能。（二）、教學(xué)手段板書和多媒體結(jié)合，引入大量的圖片來講解。啟發(fā)學(xué)生使用網(wǎng)上電子資源，查閱與授課內(nèi)容相關(guān)的資料，拓寬知識面。（三）、板書設(shè)計 由于多媒體要占去一半黑板，板書只寫要點內(nèi)容，避免在黑板上抄寫大量的與課本相同的內(nèi)容，浪費課堂時間。（四）、作業(yè)1． 調(diào)研或查閱文獻了解我國電力系統(tǒng)最新發(fā)展，并撰寫相關(guān)論文。2． 、過程、危害及啟示。3． 習(xí)題集11課時單元：2（一）、教學(xué)內(nèi)容1－4 電力系統(tǒng)的接線方式一、電力系統(tǒng)的接線形式1． 無備用接線方式：負荷只能從一個電源獲得電能―開式接線，主要優(yōu)點在于簡單、經(jīng)濟、運行方便，主要缺點是供電可靠性差。2． 有備用接線方式：負荷可以從兩個或兩個以上電源獲得電能―閉式接線。有兩端供電、環(huán)式、鏈?zhǔn)降?。?yōu)點在于供電可靠性和電壓質(zhì)量高，缺點是不夠經(jīng)濟。二、電壓等級1． 我國規(guī)定的額定電壓等級有(單位：KV)用電設(shè)備交流發(fā)電機線電壓變壓器一次繞組變壓器二次繞組36103511022033050035110220330500121242363550 額定電壓的確定1） 輸電線路的額定電壓等于我國規(guī)定的額定電壓等級。2） 發(fā)電機的額定電壓比用電設(shè)備的額定電壓高5%。3） 變壓器一次繞組額定電壓等于用電設(shè)備的額定電壓, 二次繞組額定電壓高于用電設(shè)備的額定電壓的10%倍。特殊：與發(fā)電機直接相連的升壓變壓器一次繞組電壓與發(fā)電機相等；直接與用電設(shè)備相連的變壓器二次繞組電壓比用電設(shè)備的額定電壓高5%。原因：1）輸電線路有10%的電壓降落。發(fā)電機、變壓器有5%的電壓降落。 2）用電設(shè)備的電壓偏移要求不超過177。5%。例：標(biāo)出圖中各設(shè)備的額定電壓？（注：圖中所注電壓是線路的額定電壓）2． 不同電壓等級的適用范圍根據(jù)S=UI，輸送一定功率時，電壓高，電流小，材料投資少，絕緣投資大；電壓低，電流大，絕緣投資少，材料投資大。 所以，輸送一定的功率有一個合適的電壓。低壓網(wǎng)：1KV以下；中壓網(wǎng)：1KV～10KV； 高壓網(wǎng)：35KV～330KV；超高壓網(wǎng)：三. 電力系統(tǒng)中性點運行方式1）小電流接地系統(tǒng)中性點不接地系統(tǒng)，如果發(fā)生單相接地故障，非故障相電壓升高至原來的倍，對絕緣要求高（不適應(yīng)電壓等級高的系統(tǒng)，適用于以下系統(tǒng)）。2）大電流系統(tǒng)中性點接地： 及以上系統(tǒng)1－5 電力系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢1． 高參數(shù)：高溫、高壓、超臨界、單機容量2． 大容量遠距離高壓輸電、大系統(tǒng)互聯(lián)3． 高度自動化4． 電力市場化5. 分布式發(fā)電1－6電力學(xué)科范疇及本課程主要內(nèi)容（二）、教學(xué)手段板書和多媒體結(jié)合，引入大量的圖片來講解。啟發(fā)學(xué)生到室外多觀察。通過反問的形式啟發(fā)學(xué)生思考。（三）、板書設(shè)計 由于多媒體要占去一半黑板，板書只寫要點內(nèi)容。電壓等級表格要一直留在黑板上，以便隨時察看。（四）、作業(yè)習(xí)題集12課時單元：3（一）、教學(xué)內(nèi)容一、日有功負荷曲線負荷低谷；尖峰負荷；最大負荷，最小負荷；基本負荷的概念。二、年最大負荷曲線它反映從年初到年終整個一年內(nèi)的逐月(或逐日)綜合最大負荷的變化規(guī)律。三、年持續(xù)負荷曲線年持續(xù)負荷曲線是根據(jù)全年的負荷變化按照其大小及在一年中累計的持續(xù)運行時間排列組成的，電能：年最大負荷利用小時數(shù)：的物理意義為：當(dāng)用戶始終保持最大負荷運行時，經(jīng)過h所消耗的電能恰好等于其全年的實際總耗電量。可以按式近似地求出該負荷全年使用的電能。這種方法在電網(wǎng)計算時是常用的。根據(jù)需要，有時還需要制定日無功負荷曲線、日電壓變化曲線、月最大負荷曲線等。（二）、教學(xué)手段板書和多媒體結(jié)合，引入圖片來講解。（三）、板書設(shè)計 板書只寫要點內(nèi)容。（四）、作業(yè) “電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)”課程教案（2）一、 講授題目： 電力網(wǎng)元件參數(shù)和等值電路二、 教學(xué)目的：使學(xué)生深入了解電力系統(tǒng)各主要元件的特性、數(shù)學(xué)模型及相互的關(guān)系，為進一步掌握和研究電力系統(tǒng)分析和運行問題提供良好的基礎(chǔ)。三、 重點與難點：重點：1）物理模型推導(dǎo)出數(shù)學(xué)模型，理解各元件的參數(shù)含義。2）變壓器容量比不同時的折算問題。3）端部等值的變壓器模型。（此部分在潮流的計算機算法中應(yīng)用，放到第四章中講解）4）等值電路繪制中的歸算與標(biāo)幺值問題。難點：1）等值電路中參數(shù)歸算與標(biāo)幺值計算四、教學(xué)手段：本章的公式比較多，但不需要死記，應(yīng)由物理模型推導(dǎo)出數(shù)學(xué)公式，充分理解各元件的參數(shù)含義。并能通過公式解釋一些現(xiàn)象（為什么分裂導(dǎo)線能降低電抗？、變壓器線圈的排列形式？、變壓器并列運行的條件？等）。五、教學(xué)過程、時間分配：教學(xué)過程時間分配教學(xué)內(nèi)容學(xué)時數(shù)電力系統(tǒng)的輸電方式電力線路的結(jié)構(gòu)線路的參數(shù)1變壓器的參數(shù)2端部等值的變壓器模型1電力系統(tǒng)的等值電路2習(xí)題1合計8六、實驗：無七、習(xí)題：習(xí)題集2121212222222222232324243課時單元：4（一）、教學(xué)內(nèi)容2－3 電力線路的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型一、電力線路的結(jié)構(gòu)電力線路按結(jié)構(gòu)可分為架空線路和電纜線路。架空線路是由導(dǎo)線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具構(gòu)成。它們的作用。1．導(dǎo)線和避雷線導(dǎo)線和避雷線除了要求有良好的導(dǎo)電性能外，還必須具有較高的機械強度和耐化學(xué)腐蝕的能力。目前常用的導(dǎo)線材料有鋁、銅、鋼、鋁合金。廣泛采用鋼芯鋁絞線LGJ.。為了減小電暈損耗或線路電抗，對電壓在220kV以上的輸電線還常常采用分裂導(dǎo)線或擴徑導(dǎo)線。2．桿塔按受力的特點分為直線桿塔、耐張桿塔、轉(zhuǎn)角桿塔和直線轉(zhuǎn)角桿塔、終端桿塔、換位桿塔及跨越桿塔等；架空線路的三相導(dǎo)線的換位.3．絕緣子 絕緣子是用來支持和懸掛導(dǎo)線并使之與桿塔絕緣的。架空線路上所用的