课程标准电力系统自动装置.docx

1、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

2、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2.能对励磁控制系统进行安装

3、和调试3.会根据实时指令调节发电机运行情况励磁整流电路的设计与调试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

4、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

5、）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

6、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

7、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

8、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

9、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

10、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

11、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

12、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

13、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

14、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

15、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）教学内容励磁整流电路的基本结构和工作原理励磁整流电路的安装与调试励磁整流电路的日常维护介绍励磁系统的基本结构和工作原理。调节励磁系统，改善发电机运行状态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

16、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

17、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、经济运行与自动调频的基本原理。2）学生分组，每2个人一组展开实习活动。4）进行发电厂、电网调度中心运行工作5）分组进行发电机调频器的调节。6）分组电网进行经济调

18、度（3）教学材料多媒体设备、实物设备、电网调度手册和电脑的设备。（4）教学内容1）电力系统的一次、二次调频过程及原理2）发电机的调频方式与准则3）发电机调频器运行与维护4）电力系统经济运行的相关概念5) 根据电网实际运行状态，进行经济调度6）电网运行数据的实时记录（5）提交成果发电机调频数据记录电网运行数据记录写实习报告 （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

19、、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%。项目五 输电线路自动重合闸装置在电力系统中，输电线路、特别是架空线路最容易发生故障，故障按性质分可分为瞬时性和永久性故障两种。而且通过运行统计分析瞬时性故障所占比例约为80%-90%。对于瞬时性故障，由于故障持续时间非常短，但如果没有安装输电线路自动重合闸装置，在继电保护的作用下，会将瞬时故障当做永久性故障来处理，彻底切断整段输电线路。这样就大大降低了输电线路的供电可靠性。为了解决输电线路供电可靠性低的问题，所以提出输电线路自动重合闸装置。任务1 A

20、RD装置的运行与维护；任务2 ARD装置与继电保护的配合;（1）教学目标能力目标：会对ARD装置进行监视、维护管理及故障分析处理；ARD装置与继电保护的配合。能完成自动重合闸前加速和后加速保护的接线。知识目标：熟悉输电线路ARD装置的作用及基本要求 熟悉输电线路ARD装置的二次接线及系统结构ARD装置的工作原理理解自动重合闸前加速和后加速保护的工作原理态度目标：培养认真细致的工作作风和良好的团队合作精神。（2）教学组织与实施1）教师利用实物介绍输电线路ARD装置的基本结构和工作原理；2）做输电线路ARD装置的二次接线与调试工作。3）学生分组，每十个人一组做输电线路ARD装置的日常巡视与维护4）

21、讲解ARD与继电保护联合组成的前加速和后加速保护5）模拟故障情况，观察前加速和后加速保护的工作6）做好保护数据记录（3）教学材料ARD装置内部接线原理图，自动重合闸前加速保护、后加速保护接线图，多媒体。（4）教学内容ARD装置的原理，ARD装置的运行与维护，ARD与继电保护的配合。（5）提交成果操作数据，工作总结报告。（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

22、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%。项目六 电力系统其它自动装置电力系统对发电厂厂用电、变电所所用电的供电可靠性要求很高，因为发电厂厂用电、变电所所用电一旦供电中断，可能造成整个发电厂停电；变电所无法正常运行，后果十分严重。因此发电厂、变电所用电均设置有备用电源自投切装置，在工作电源突然出现故障的情况下，能迅速将备用电源投入，保证用户用电的可靠性。另外在一些紧急情况下，如电力系统发生重大故障，系统中出现严重的功率缺额，其数值超出了正常热备用可以调节的能力，从保证系统安全运行的观点出发，为了

23、保证对重要用户的供电，不得不通过按频率自动减负荷装置将部分负荷切除，以维持系统频率的稳定。为建立两套的整体概念，本项目组织学生到学校周边地区的火电厂、变电所、企业变配电所等现场参观，以便对ATS、AFL装置有一个感性认识，熟悉他们的工作过程及调节方法，为日后的工作开展奠定基础。该项目具体实施可以分两个任务：任务1 按频率自动减负荷装置的运行与维护任务2 备用电源和设备自投切装置的运行与维护（1）教学目标能力目标：会对ATS、AFL装置进行监视、维护管理及故障分析处理。知识目标：掌握ATS的功能、结构、性能和接线方式； 掌握AFL的功能、结构、性能和接线方式；态度目标：树立良好的职业道德观念，培

24、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ATS、AFL装置实物外形、主要功能、结构原理和接线方式等；运行时的正、异常状态；运行巡视项目、维护管理方法以及安全注意事项等有关的理论知识。2）将学生分组，各组巡视检查并记录ATS、AFL设备的运行状态。3）模拟紧急状态，观察两设备的工作情况并记录数据。（3）教学材料安全帽、工作服、绝缘手套、绝缘靴、验电笔等工具，设备手册和运行记录表。（4）教学内容1）ATS设备的作用，工作原理及ATS装置的接线原理；2）AFL设备的作用，工作原理及ATS装置的接线原理；3）ATS、AFL设备的日常运行维护项目。（5）提交成果ATS、AFL

25、设备运行巡视记录及操作记录，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%。3.5 教学方法与手段本课程打破传统的教学模式，以工学结合的形式开展教学活动，形成以任务为驱动、以项目为导向、课堂与生产实习一体化

26、等行动导向的教学模式。（1）采用项目组织教学将课程设计成6个学习项目，在项目的教学实施中，进一步分解成10个学习型工作任务进行教学。在任务实施的过程中穿插案例分析，学生在完成任务的工作过程中学习知识、锻炼技能。（2）采用“教-学-做-练”一体化的教学方法每个学习型工作任务均放在供配电实训室进行，利用供配电实训装置，老师一边教，学生分组一边做，一边练，同时在边讲边做的过程中恰当地给出相关知识，以实践牵引理论知识，使学生在“教-学-做-练”过程既学习理论知识又掌握实践技能，开发学生的创新意识。（3）采用现代教学技术手段教学启用多媒体教学和录像教学等现代化教学手段以声情并茂、图文并茂、多感官刺激的教

27、学方法，以激励学生的学习兴趣，吸引学生的注意力，提高学习效率。同时建立计算机仿真系统，模拟生产现场教学，使教学更直观，情景更真切。3.6 考核与评价本课程的技能考核与评价分为课程考核和职业技能认证两个方面，汇总可得到课程整体成绩。表3-3 课程整体成绩表考核类型成绩权重课程整体成绩课程考核0.7职业技能认证0.33.6.1 课程考核课程考核按照项目分别进行，每个项目成绩都是从知识、技能、态度三方面考核。其中知识考核采用卷面考试方式；技能考核以项目实施过程中的操作水平和项目报告确定成绩；态度成绩以工作过程中的学习态度、平时作业完成质量、课堂提问情况，安全意识、合作意识而定，课程考核成绩则是项目考

28、核成绩的累计。表3-4 课程考核成绩表项目名称成绩权重项目成绩项目成绩权重课程考核成绩电力系统自动装置认知知识1000.41000.1100技能1000.4态度1000.2同步发电机自动并列装置知识1000.31000.2技能1000.5态度1000.2同步发电机的自动调节励磁装置知识1000.31000.1技能1000.5态度1000.2电力系统频率和有功功率的自动调节知识1000.31000.2技能1000.5态度1000.2输电线路自动重合闸装置知识1000.31000.2技能1000.5态度1000.2电力系统其它自动装置知识1000.31000.2技能1000.4态度1000.33.

29、6.2 职业技能认证学习内容结束后，举行本课程的资格认证考试，考试成绩计入本课程的总成绩中，所占比例为30%。课程结束后学生可直接参加国家职业资格 “中级变配电室值班电工”和“中级变电设备安装工”的认证，通过认证成绩记为满分；不参加和未通过国家职业资格认证的同学必须参加对应的“黄河水利职业技术学院电气自动化技术专业精湛技能”认证，分为精湛、合格和不合格3个等级，精湛记为满分，合格记为70分，不合格记为0分，不合格者必须重新参加认证。3.7 说明本标准是在对电力系统行业调研的基础上与发电厂、变配电所、工厂企业电气技术员共同完成制定的。本课程标准适用于高职高专发电厂及电力系统专业，其课时分配是建议性的，任课教师在执行时可根据实际情况进行适当调整。