《城市軌道交通供電系統(tǒng)》教學(xué)大綱

《城市軌道交通供電系統(tǒng)》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程屬性：專業(yè)課課程性質(zhì)：必修課課程類型：理論+實踐課課程學(xué)時：64使用專業(yè)：城市軌道交通控制、城市軌道交通運營管理二、課程的性質(zhì)和內(nèi)容本課程是城市軌道交通控制專業(yè)、城市軌道交通運營管理專業(yè)等涉及城市軌道交通機電系統(tǒng)相關(guān)專業(yè)必修的一門專業(yè)課程。學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)能了解電力系統(tǒng)的構(gòu)成與特點，熟悉電力系統(tǒng)常用的電氣設(shè)備，掌握城市軌道交通供電系統(tǒng)的功能、要求、構(gòu)成與基本結(jié)構(gòu)。本課程的任務(wù)主要是學(xué)習(xí)供配電系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識、城軌供電系統(tǒng)的構(gòu)成、城軌供電系統(tǒng)的各類變電所、供電系統(tǒng)主接線與二次保護、城軌供電系統(tǒng)的監(jiān)控與雜散電流防護、城軌接觸網(wǎng)等，從而對城軌供電系統(tǒng)有比較全面的了解，能夠從事城軌供電系統(tǒng)的運行維護、安裝施工。本課程的先修課程有《城市軌道交通概論》、《電工電子技術(shù)》、《供配電技術(shù)》等專業(yè)基礎(chǔ)課程，后續(xù)課程有《城軌供電系統(tǒng)運行與維護》、《城軌供電系統(tǒng)實訓(xùn)》等，是從事城市軌道交通供電系統(tǒng)相關(guān)工作的一門重要核心課程。三、課程的教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：（1）了解供配電系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識；（2）掌握城軌供電系統(tǒng)的功能、要求、構(gòu)成；（3）掌握城軌供電系統(tǒng)的外部電源供電方案與適用環(huán)境；（4）掌握城軌主變電所的設(shè)置與主接線方案；（5）掌握城軌供電系統(tǒng)中壓網(wǎng)絡(luò)的形式與應(yīng)用；（6）掌握城軌牽引供電系統(tǒng)的構(gòu)成、牽引變電所主接線方案；（7）掌握降壓變電所的設(shè)置與主接線；（8）掌握城軌供電系統(tǒng)的二次系統(tǒng)設(shè)置；（9）掌握城軌電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能與構(gòu)成；（10）掌握雜散電流的產(chǎn)生原理、危害與防護措施；（11）掌握城軌接觸網(wǎng)的形式與應(yīng)用。能力目標(biāo)：（1）能夠正確理解供配電系統(tǒng)的構(gòu)成；（2）能夠整體掌握城軌供電系統(tǒng)的構(gòu)成與各部分之間的關(guān)系；（3）能夠正確分析主變電所與中壓網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系；（4）能夠正確分析中壓網(wǎng)絡(luò)與牽引變電所和降壓變電所之間的關(guān)系；（5）能夠正確分析變電所一次主接線方式、電氣設(shè)備的功能與應(yīng)用；（6）能夠正確分析城軌供電系統(tǒng)二次系統(tǒng)的功能與設(shè)置；（7）能夠正確認識城軌電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能、構(gòu)成與工作方式；（8）能夠正確認識雜散電流的產(chǎn)生原理與防護措施；（9）能夠整體認識城軌接觸網(wǎng)的形式與應(yīng)用環(huán)境；（10）具備從事城軌供電系統(tǒng)施工與運行維護的工作的理論知識和基本操作技能。素質(zhì)目標(biāo)：（1）培養(yǎng)學(xué)生良好的溝通能力和優(yōu)秀的團隊協(xié)作精神；（2）培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度能力；（3）培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)知識運用知識的能力；（4）培養(yǎng)學(xué)生誠實守信、愛崗敬業(yè)的良好職業(yè)道德素質(zhì)；（5）培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新、與時俱進的工作作風(fēng)；（6）培養(yǎng)學(xué)生的語言表達能力和對事物分析判斷的能力。四、課程教學(xué)內(nèi)容與基本要求依據(jù)城市軌道交通控制專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)要求，結(jié)合國家相關(guān)標(biāo)準及技術(shù)規(guī)范，本課程建議總學(xué)時為64課時。具體內(nèi)容學(xué)時安排參考如下：序號內(nèi)容學(xué)時理論實踐1城市軌道交通系統(tǒng)及供電系統(tǒng)概述42牽引變電所的主要電氣設(shè)備1223變電站電氣接線1224接觸網(wǎng)1025SCADA系統(tǒng)826城市軌道交通供電系統(tǒng)的運行管理82總計64模塊1城市軌道交通系統(tǒng)及供電系統(tǒng)概述教學(xué)內(nèi)容：1.1城市軌道交通系統(tǒng)概述1.1.1城市軌道交通系統(tǒng)的定義、技術(shù)特征及特點1.1.2城市軌道交通系統(tǒng)的構(gòu)成1.1.3城市軌道交通系統(tǒng)的分類1.1.4我國城市軌道交通系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與存在的問題1.2城市軌道交通供電系統(tǒng)概述1.2.1城市軌道交通供電系統(tǒng)的供電制式1.2.2城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成1.2.3城市軌道交通供電系統(tǒng)的功能1.2.4國內(nèi)城市軌道交通供電系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀1.3城市軌道交通雜散電流1.3.1雜散電流的形成1.3.2雜散電流的危害1.3.3雜散電流的防護技能實訓(xùn)思考與練習(xí)知識目標(biāo)（1）掌握城市軌道交通系統(tǒng)的定義及特點；（2）掌握城市軌道交通的類型；（3）了解城市軌道交通的主要技術(shù)特征；（4）掌握城市軌道交通的發(fā)展趨勢；（5）掌握城市軌道交通供電系統(tǒng)系統(tǒng)的各子系統(tǒng)；（6）掌握城市軌道交通所采用的供電方式；（7）掌握不同類型變電所的功能；（8）掌握雜散電流產(chǎn)生的危害、防護原則和防護措施。技能目標(biāo)（1）會區(qū)分不同類型的城市軌道交通；（2）會識別城市軌道交通設(shè)備各子系統(tǒng)；（3）會區(qū)分城市軌道交通供電系統(tǒng)的各子系統(tǒng)；（4）會介紹城市軌道交通所采用的供電方式；（5）會介紹不同類型變電所的功能；（6）會介紹雜散電流產(chǎn)生的原因。模塊2牽引變電所的主要電氣設(shè)備教學(xué)內(nèi)容：2.1牽引變電所概述2.1.1牽引變電所的類型2.1.2牽引變電所的特點2.1.3牽引變電所的工作原理2.1.4牽引變電所的設(shè)備分類2.2整流機組2.2.1整流機組概述2.2.2變壓器的工作原理2.2.3變壓器的主要技術(shù)參數(shù)2.2.4變壓器的型號與分類2.2.5變壓器的結(jié)構(gòu)2.2.6干式變壓器2.2.7整流器2.3電弧的基本理論2.3.1氣體電弧原理2.3.2開關(guān)電器中常用的滅弧方法2.4高壓斷路器2.4.1高壓斷路器概述2.4.2SF6斷路器2.4.3真空斷路器2.4.4直流斷路器2.5其他開關(guān)電器設(shè)備2.5.1隔離開關(guān)2.5.2高壓負荷開關(guān)2.5.3高壓熔斷器2.6操動機構(gòu)2.6.1操動機構(gòu)概述2.6.2彈簧操動機構(gòu)2.6.3液壓操動機構(gòu)2.6.4彈簧儲能液壓操動機構(gòu)2.6.5隔離開關(guān)電動操動機構(gòu)2.7互感器2.7.1互感器概述2.7.2電流互感器2.7.3電壓互感器2.8避雷器2.8.1避雷器概述2.8.2避雷器的主要類型2.9配電裝置2.9.1配電裝置概述2.9.2GIS組合電器2.10接地裝置2.10.1接地2.10.2城市軌道交流供電系統(tǒng)的接地2.10.3城市軌道直流牽引供電系統(tǒng)的接地2.10.4地鐵綜合接地系統(tǒng)的構(gòu)成技能實訓(xùn)思考與練習(xí)知識目標(biāo)（1）掌握變壓器和整流機組的結(jié)構(gòu)組成及工作原理；（2）掌握各類斷路器的結(jié)構(gòu)和特點；（3）掌握斷路器滅弧原理；（4）掌握隔離開關(guān)、高壓負荷開關(guān)、高壓熔斷器的作用、結(jié)構(gòu)及型號含義。（5）掌握操動機構(gòu)的類型、特點及基本結(jié)構(gòu)；（6）掌握電壓互感器、電流互感器的工作原理；（7）掌握避雷器的分類、特點及工作原理；（8）掌握配電設(shè)備的結(jié)構(gòu)和要求；（9）掌握接地裝置敷設(shè)的基本方法和要求。技能目標(biāo)（1）能對變壓器整流器進行日常維護和檢修；（2）能對斷路器進行日常維護和檢修；（3）能對隔離開關(guān)、高壓負荷開關(guān)、熔斷器進行日常維護和檢修；（4）能對電壓互感器、電流互感器進行日常維護和檢修；（5）能對避雷器進行日常維護和檢修；（6）能對配電裝置、GIS組合電器進行日常維護和檢修；（7）能對接地裝置進行日常維護和檢修。模塊3變電站電氣接線教學(xué)內(nèi)容：3.1電氣主接線概述3.1.1電氣主接線的基本要求及分類3.1.2電氣主接線圖3.1.3電氣主接線中開關(guān)電器的配置原則3.1.4倒閘操作注意事項3.1.5變電站的類型3.2常見電氣主接線3.2.1橋形接線3.2.2單母線接線3.2.3單元接線3.3直流牽引變電所電氣主接線3.3.1主變電站3.3.2降壓變電站3.3.3牽引降壓混合變電所3.3.4中壓供電網(wǎng)絡(luò)3.4二次接線概述3.5控制、信號電路3.5.1控制、信號電路概述3.5.2高壓斷路器的控制、信號回路3.5.3隔離開關(guān)的控制、信號回路3.5.4斷路器與隔離開關(guān)聯(lián)動控制、信號電路3.6繼電保護系統(tǒng)概述3.6.1繼電保護裝置的定義及任務(wù)3.6.2繼電保護裝置的基本要求3.6.3繼電保護裝置的基本構(gòu)成及工作原理3.6.4繼電保護裝置的分類3.7自用電系統(tǒng)3.7.1自用電系統(tǒng)概述3.7.2主變電站自用電配置3.7.3牽引變電所自用電配置3.7.4降壓變電站自用電配置技能實訓(xùn)思考與練習(xí)知識目標(biāo)（1）掌握電氣主接線的基本要求；（2）掌握常見電氣接線的類型及特點；（3）掌握控制電路的功能及基本要求；（4）掌握信號電路的功能；（5）掌握繼電保護的定義及其任務(wù)；（6）掌握繼電保護裝置的基本要求；（7）掌握繼電保護裝置的構(gòu)成及工作原理；（8）掌握主變電所、牽引變電所、牽引降壓混合變電所、降壓變電所自用電配置。技能目標(biāo)（1）會識別常用的電氣設(shè)備圖形符號和文字符號；（2）會區(qū)分不同形式的電氣主接線；（3）能看懂牽引變電所、降壓變電所、牽引降壓混合變電所電氣主接線和二次接線圖；（4）會分析主接線和二次接線的原理。模塊4接觸網(wǎng)教學(xué)內(nèi)容：4.1接觸網(wǎng)概述4.1.1接觸網(wǎng)的供電制式4.1.2接觸網(wǎng)的類型4.1.3接觸網(wǎng)的基本要求4.1.4接觸網(wǎng)的供電方式4.2柔性接觸網(wǎng)4.2.1支柱和基礎(chǔ)4.2.2支持裝置4.2.3接觸懸掛4.2.4定位裝置4.2.5其他設(shè)備4.3剛性接觸網(wǎng)4.3.1剛性接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)4.3.2剛性接觸網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)要求4.3.3剛性接觸網(wǎng)的特點4.4接觸軌4.4.1接觸軌的分類4.4.2接觸軌系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)技能實訓(xùn)思考與練習(xí)知識目標(biāo)（1）了解城市軌道交通接觸網(wǎng)的供電制式；（2）掌握接觸網(wǎng)的類型；（3）掌握接觸網(wǎng)的基本要求；（4）掌握城市軌道交通接觸網(wǎng)的供電方式；（5）掌握架空柔性接觸網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)組成；（6）掌握架空剛性接觸網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)組成；（7）掌握接觸軌式接觸網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)組成。技能目標(biāo)（1）會區(qū)分不同類型的接觸網(wǎng)；（2）會識架空柔性接觸網(wǎng)的各個組成部分；（3）會識架空剛性接觸網(wǎng)的各個組成部分；（4）會識接觸軌式接觸網(wǎng)的各個組成部分；（5）會介紹接觸網(wǎng)各組成部分的功能。模塊5SCADA系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容：5.1SCADA系統(tǒng)概述5.1.1SCADA系統(tǒng)的主要作用5.1.2城市軌道交通SCADA系統(tǒng)的監(jiān)控對象5.1.3城市軌道交通SCADA系統(tǒng)的主要特點5.2SCADA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能5.2.1城市軌道交通SCADA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理5.2.2監(jiān)控主站的功能及組成5.2.3被控站的功能及組成5.3城市軌道交通供電系統(tǒng)自動化5.3.1城市軌道交通供電系統(tǒng)變電站電氣設(shè)備的自動化需求5.3.2城市軌道交通供電系統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)的表現(xiàn)形式5.3.3總線的運用技能實訓(xùn)思考與練習(xí)知識目標(biāo)（1）掌握電力監(jiān)控系統(tǒng)的主要作用；（2）掌握城市軌道交通SCADA系統(tǒng)監(jiān)控的對象；（3）了解城市軌道交通SCADA系統(tǒng)的主要特點；（4）掌握SCADA系統(tǒng)的基本構(gòu)成及原理；（5）掌握監(jiān)控主站功能及組成；（6）掌握被控站功能及組成；（7）了解城市軌道交通變電站的自動化系統(tǒng)。技能目標(biāo)（1）能區(qū)分SCADA系統(tǒng)的監(jiān)控對象；（2）能識別并區(qū)分被控站設(shè)備；（3）能識別并區(qū)分監(jiān)控主站設(shè)備。模塊6城市軌道交通供電系統(tǒng)的運行管理教學(xué)內(nèi)容：6.1城市軌道交通供電管理6.1.1運行管理的任務(wù)和內(nèi)容6.1.2運行管理組織及有關(guān)人員職責(zé)6.2城市軌道交通供電系統(tǒng)運行管理制度6.2.1變電站管理規(guī)程和制度6.2.2接觸網(wǎng)管理規(guī)程和制度6.2.3SCADA系統(tǒng)管理規(guī)程和制度技能實訓(xùn)思考與練習(xí)知識目標(biāo)（1）了解城市軌道交通供電管理任務(wù)；（2）掌握城市軌道交通供電管理方針；（3）了解城市軌道交通供電系統(tǒng)運行管理工作要點；（4）了解城市軌道交通供電系統(tǒng)有關(guān)人員的職責(zé)；（5）掌握變電所管理規(guī)程與制度；（6）掌握接觸網(wǎng)管理規(guī)程與制度；（7）掌握電力監(jiān)控系統(tǒng)管理規(guī)程與制度。技能目標(biāo)（1）熟悉變電所管理規(guī)程與制度；（2）熟悉接觸網(wǎng)管理規(guī)程與制度；（3）熟悉電力監(jiān)控系統(tǒng)管理規(guī)程與制度；（4）熟悉城市軌道交通供電管理工作應(yīng)備的記錄和技術(shù)材料。（5）熟悉城市軌道交通供電工作應(yīng)備的工具和條件。五、教學(xué)方法與考核方法教學(xué)方法：本課程主要采用講授法、小組討論法、教師指導(dǎo)等多種教學(xué)方法，輔助采用多媒體等現(xiàn)代教學(xué)方法，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進學(xué)生積極思考與實踐，使學(xué)生