发电厂及电力系统专业岗位知识手册

发电厂及电力系统专业哈尔滨电力职业技术学院发电教研室-1-目录一、人才培养方案....................................1二、电路及磁路......................................2三、电机学.........................................24四、电子技术.......................................40五、电力系统分析...................................44六、发电厂电气设备.................................47七、电气二次系统...................................55八、高电压技术.....................................61九、电力系统继电保护及自动装置.....................66十、电气运行.......................................78十一、电气仿真实习.................................84十二、发电厂及电力系统专业主要实训项目.............90附表单一元件正弦交流电路一览表....................941一、人才培养方案1．发电厂及电力系统专业培养目标是什么？本专业培养适应社会主义现代化建设需要的，德、智、体、美全面发展，从事发电厂及电力系统运行、安装、检修、调试和管理等工作的高等技术应用性专门人才。2．本专业就业岗位有哪些？本专业毕业学生可在发电厂、电业局、供电局及其它企事业单位从事发电厂及供配电系统运行、安装、检修、调试和技术管理等工作。3．本专业应具备的知识、能力、素质结构是哪些？基本素质结构：思想道德、职业道德、审美素质、身心素质、协调与合作能力、掌握新知识和新技术的能力、创新能力；知识结构：职业基础知识与职业技术知识；职业能力：发电厂电气运行能力、变电所电气运行能力、电气设备安装调试及检修能力。4．本专业的核心课程及主要实践环节有哪些？电力系统分析、发电厂电气设备、电力系统继电保护、电气运行；工程读图实训、变电仿真实训与技能鉴定、电厂仿真实训与技能鉴定、电力系统实训等。5．本专业的毕业标准是什么？本专业修业年限为3年。学生在毕业前应获得175学分方能毕业，其中：公共课程35学分（含任选课3.5学分），专业课程70学分，实践课程70学分。百分考核、操行评定满足要求。6．本专业的技术基础课有哪些？2电路及磁路、电机学、电子技术（包括电力电子技术）、单片机及接口技术等。7．本专业的专业课有哪些？电力系统分析、发电厂电气设备、电气二次系统、高电压技术、电力系统继电保护、电力系统自动装置、电气运行等。8．毕业后所能获得的资格证书序号资格证书种类证书名称及等级1英语应用能力考试证高等学校英语应用能力考试证书2非计算机专业计算机水平考试证CCT全国高等学校计算机考试证书3职业资格证火力发电厂电气运行值班员技能鉴定证书（中级或高级）变电运行值班员（中级或高级）4CAD技能等级考试全国CAD技能等级考试一级证书二、电路及磁路1．什么是电路？为了完成某种目的，将许多电器设备按着一定规律连接起来的电流通路。2．组成电路有哪几部分、各部分的作用？组成电路有三部分。它们是：电源设备、负载设备和传输与控制设备。各部分的作用：3①电源设备——将其他形式的能量转换为电能的装置和设备（如电力系统的各类电厂）；②负载设备——将电能转换为其他形式的能量的装置和设备；③传输与控制设备——连接和控制各种设备的装置和设备。3．二端元件与二端网络（电路）二端元件——具有两个对外连接点的元件；二端网络——具有两个对外连接点的电路。4．电路的主要元件有几种？其物理性能？电阻元件、电感元件、电容元件、理想电压源、理想电流源。①电阻元件——以消耗电能为主的设备，它不可逆的将电能转换为光能和热能。一般电阻为二端耗能元件；②电感元件——以储存和释放磁场能量为主的设备，释放的能量不会超过储存的能量；一般电感为二端储能元件；③电容元件——以储存和释放电场能量为主的设备，释放的能量不会超过储存的能量；一般电容为二端储能元件；④理想电压源——能够独立向电路提供恒定不变或按一定规律变化的电压；⑤理想电流源——能够独立向电路提供恒定不变或按一定规律变化的电流。5．电路结构的主要名词及定义？①节点（结点）：电路中，连接3个或3个以上元件的点；②支路——电路中，任意两个节点之间的部分电路；③回路——电路中，任意一个闭合的路径；4④网孔——网孔是特殊回路，包含新支路的回路可称为网孔。6．电路的主要物理量有哪些？定义、大小、方向和单位？①电流——带电粒子定向移动形成电流，用i（或I）表示；大小：dtdqi；方向：正电荷运动的方向；[SI]单位制中，电流的单位：安培，用A表示。电流的参考方向可在电路图上用箭头加变量符号设定。[参考方向：再分析与计算电路之前预先假设变量的正方向]②电压——在电场中，移动单位电荷由a点到b点电场力所做的功称为ab两点间的电压，用abu表示；大小：dqdAuab；方向：由高电位指向低电位；[SI]单位制中，电压的单位：伏特，用V表示。电压的参考方向可在电路图上用箭头（或一对正负号）加变量符号设定。③功率——单位时间内能量变化的大小；大小：dtdWp，关联参考方向时[电流与电压的参考方向一致]uip、非关联参考方向时[电流与电压的参考方向相反]uip；0p时，该二端元件[或二端网络]吸收功率[消耗能量]、0p时，该二端元件[或二端网络]发出功率[提供能量]；[SI]单位制中，功率的单位：瓦特，用W表示。5④能量——功率对时间的积累；大小：21ttpdtW；[SI]单位制中，能量的单位：焦耳，用J表示。电力实用单位：度，用kwh表示；关系：1度电=6106.3焦耳。7．电路的基本定律？电路结构对电路变量的约束：①基尔霍夫定律电流定律[简称KCL]——节点对电流的约束。可陈述为：任意电路、任意瞬间，流入某节点电流的代数和为零。数学公式：nki10[式中设流入为正、则流出为负]。应用时，节点可推广到封闭面。②基尔霍夫定律电压定律[简称KVL]——回路对电压的约束。可陈述为：任意电路、任意瞬间，沿某回路各段电压的代数和为零。数学公式：nku10；使用注意：首先应选择回路并设定回路的绕行方向、当某段电压方向与绕行方向一致时在式中取正、反之为负。KVL应用时，回路可推广到假想回路。电路元件对电路变量的约束：③欧姆定律——电阻元件上电流与电压的关系。数学公式：Riu[关联参考方向]、Riu[非关联参考方向]8．电阻的串并联及星、三角变换①电阻的串联：[串联电路的特点：处处电流相同]6等效电阻（总电阻）：nkkRR1；各电阻上的电压与电阻值呈正比；各电阻上的功率也与电阻值呈正比。②电阻的并联：[并联电路的特点：并联电路两端的电压相同]：等效电导（总电导）：nkkGG1；各电阻上的电流与电阻值呈反比；各电阻上的功率也与电阻值呈反比。两个电阻相并联：2121RRRRR[和分之积]、分流公式（各支路的电流）：IRRRI2121、IRRRI2112③等值电阻的星、三角变换：YRR39．两种电源模型是怎样的、其等效变换的条件？电源模型1：（串联模型）电压源串电阻；电源模型2：（并联模型）电流源并电导。7等效条件有三条：①sssRUI、②ssRG1、③方向对应；10．系统网络方程全解电路的方法有几种（名称）？解题步骤及怎样列写方程？系统网络方程全解电路的方法有3种。它们是：支路电流法、网孔电流法和节点电压法。（1）支路电流法——以支路电流为未知量，列写电路独立节点的KCL方程、独立回路的KVL方程[KCL——（n-1）个，KVL——L个]联立求解各支路电流的一种基本方法。①选择各支路电流并在图上设定各支路电流的参考方向[箭头+变量符号]；②列写（n-1）个独立节点的KCL方程；③选择与网孔数相等的独立回路并在图上设定各回路的绕行方向[旋转箭头+数字]；④按规则一列写L=b+（n-1）个独立回路的KVL方程；规则一：回路所包含的各电阻电压降之和=回路所包含的各电压源电压升之和左端取正条件：当支路电流与绕行方向一致时；[当支路电流与绕行方向相反时取负]右端取正条件：当绕行方向从电压源的“—”极进“+”极出时取正；[当绕行方向从电压源的“+”极进“—”极出时取负]⑤联立以上的方程解出各支路电流。（2）网孔电流法——以假想的网孔电流为未知量，自然满足KCL方程[省列（n-1）方程]，只需列写与平面网孔数相8等的回路电压方程[即L个KVL方程]，联立解出各网孔电流后，再去求解各支路的电流的方法。①在图上选择并设定各个假想的网孔电流，一般设绕行方向一致；[旋转箭头+变量符号]②按规则二列写L=b+（n-1）个独立回路的KVL方程；规则二：自阻×本网孔电流—互阻×它网孔电流=回路所包含的各电压源电压升之和右端取正条件：当绕行方向从电压源的“—”极进“+”极出时取正；[当绕行方向从电压源的“+”极进“—”极出时取负]③联立以上L=b+（n-1）个方程解出各假想的网孔电流；④依据网孔电流与支路电流的关系，求出各支路电流。边沿支路电流=网孔电流；公共支路电流=网孔电流的之和（3）应用电流法（支路电流法、网孔电流法）时，某支路含有理想电流源时，在回路选择时注意：让含电流源支路作为边沿支路考虑。此时，则可以省略该回路的电压方程。节点电压法——以节点电压为未知量，自然满足KVL方程，只需列写与平面独立节点数（n-1）相等的KCL方程，联立方程求解电路中各个节点电压后，再求出各支路电流的方法。①在电路图上标出各个节点的标号并选择电路中任意一点为参考电位点；[在图上用“⊥”标出]②按规则三列写（n-1）个独立节点的KCL方程；规则三：自导×该点电压—互导×它点电压=流入该点的电流源之和③联立以上（n-1）方程求解电路中各个节点的电压；④依据节点电压与各支路电流的关系（欧姆定律与KVL）9求出各个支路电流。（4）应用节点电压法时，某支路含有理想电压源时，在选择参考电位点时注意：选择该电压源的负极端为参考点，则正极端点的电压为已知的电压源电压。11．何为弥尔曼定律？具有两个节点的电路、采用节点电压法进行电路求解的方法。[选b点为参考点]mjjnkkabGiu1112．电路的基本定理有哪些？基本内容？应用？①齐性定理：在只含一个激励源（电源——电压源、电流源；信号源）的线性电路中，响应（某支路的电流或电压）和激励永呈正比。应用——线性梯形电路②叠加定理：在含多个激励源的线性电路中，某支路的响应等于各个独立源单独对电路作用在该支路产生响应的代数和。应用——线性电路中某支路的电流或电压的求解③戴维宁定理：任意一个线性含源二端网络对外皆可以等效为一个电压源串电阻的电路模型；该电压源的电压为该含源二端网络的开路电压（OCU）、串联的电阻为该含源二端网络的等效输入电阻)(OR。应用——线性电路中某支路的电流或电压的求解10④诺顿定理：任意一个线性含源二端网络对外皆可以等效为一个电流源并电导的电路模型；该电流源的电流为该含源二端网络的短路电流（SCI）、并联的电导为该含源二端网络的等效输入电导（OG）。应用——线性电路中某支路的电流或电压的求解应用定理解题主要在部分电路求解时使用，重点是戴维宁定理的应用。方法：①将待求支路（或待求元件）从整体电路中断去；②求余下部分的戴维宁（或诺顿）等效电路——即开路电压OCU（短路电流SCI）和等效输入电阻OR（或等效输入电导OG）；③将断去部分按原断点补上，求无分支电路的电流（或分流）。13．什么是正弦交流量？正弦交流量的三要素？正弦量的表达方法有几种？正弦交流量——大小和方向随时间呈正弦变化的量。正弦交流量的三要素——有效值（最大值）