武汉大学电气工程基础课程设计
武汉大学电气工程学院
武汉大学电气工程学院电气工程及其自动化专业本科培养方案2013年6月修订电气工程及其自动化专业本科培养方案学院简介：武汉大学电气工程学院其发端源于1934年成立的武汉大学电机工程系。
学院前身为1959年武汉水利电力学院成立的电力工程系，1964年更名为三系，1977年复命名为电力工程系。
2000年四校合并成立新武汉大学，更名为武汉大学电气工程学院。
学院是原国家电力部重点建设学院之一，国家“211工程”、“985工程”重点建设单位，是我国电力工业高级人才培养的摇篮，在国内外电气工程领域一直享有很高的知名度。
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学院目前已建成较为完整的学科体系，包括电气工程博士后流动站,电气工程一级学科博士学位授权点，高电压与绝缘技术、电力系统及其自动化、脉冲功率与等离子体技术、电力电子与电力传动、电力建设与运营和电工理论与新技术六个博士学位授权点，高电压及绝缘技术、电力系统及其自动化、电力电子与电力传动、电工理论及新技术、测试计量技术及仪器、脉冲功率与等离子体技术六个硕士学位授权点，电气工程专业学位工程硕士点，教育部第一类特色专业电气工程及其自动化本科专业，“卓越工程师教育培养计划”专业。
现有“高电压与绝缘技术”、“电力系统及其自动化”及“电力电子与电力传动”三个省部级重点学科和湖北省电气工程一级重点学科，“国家电工电子实验教学示范中心”、“国家工科基础课程电工电子教学基地”等教学平台以及“雷电防护与接地技术教育部工程研究中心”、“高电压与绝缘技术重点实验室(部级)”、“武汉雷电防护设备质量监督检验中心(省级)” “高电压大容量开关电器研究开发平台”和“武汉大学智能电网研究院”等科研平台。
本科专业名称是电气工程及其自动化，该专业是按国家教育部2012版专业目录设置的电气类宽口径专业，面向全国招生。
学院每年招收计划内博士研究生40余名，硕士研究生220余名，本科生340余名。
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武汉大学电气工程学院电气工程课程设计及实验 设计说明书
课 程 设 计 任 务 书1、 题目：220kV 变电所电气部分及线路电流保护设计2、系统接线图：3、原始资料：为满足某地区经济发展和人民生活对电力的需要，经系统规划设计论证，新建一座220kV 变电所，变电所与系统连接情况如上图所示。
3.1 建设规模3.1.1 本所安装2台120MV A 主变压器。
3.1.2 电压等级 220/110/10kV3.1.3 各电压侧出线回路数 220kV 本期4回 最终4回110kV 本期5回 最终6回 10kV 本期12回 最终16回3.2 各侧负荷情况110kV 侧有2回出线供给远方大型冶炼厂，其容量为50MV A ；其他作为地区变电所进线，其最小负荷与最大负荷之比为0.6。
10kV 总负荷为40MV A ，Ⅰ、Ⅱ类负荷用户占70%；最大一回出线负荷B2×20MV A D为5 MV A ，最小负荷与最大负荷之比为0.65。
3.3 各侧功率因数ϕcos 与最大负荷利用小时数m ax T 分别为 220kV 侧 ϕcos =0.9 m ax T =4800小时/年 110kV 侧 ϕcos =0.85 m ax T =4200小时/年 10kV 侧 ϕcos =0.8 m ax T =4500小时/年 3.4 系统阻抗220kV 侧电源近似为无限大电源系统，以100MV A 为基准容量，归算至本所220kV 母线阻抗为0.021；110kV 侧电源容量为800MV A （学号为单数为火电系统，双数为水电系统，以100MV A 为基准容量，归算至本所110kV 母线阻抗为0.12。
3.5 调压要求：经规划计算认为本所220kV 侧母线电压波动较大，宜采用带负荷调压变压器，10kV 留2回出线为本所无功补偿用。
3.6 气象条件：该地区最热月平均气温为28℃，年平均气温16℃，绝对最高气温40℃，土壤最热月平均气温18℃，风速为25m/s ，微风风速小于5m/s 。
武汉大学电气工程及其自动化培养方案
武汉大学电气工程学院电气工程与自动化专业本科培养方案（订）电气工程与自动化专业本科培养方案学院简介：武汉大学电气工程学院的前身是原武汉水利电力大学电力工程系，始建于1959年，2000年12月由武汉大学等四校合并院系重组，正式更名为武汉大学电气工程学院。
四十七年风雨历程、四十七年不懈努力，电气工程学院现已成为具有较强实力、较大规模和鲜明特色，国内知名的电力电气高级技术人才的培养基地，在全国同类专业中居于先进行列。
学院现有高电压与绝缘技术、电力系统及其自动化、电力电子与电力传动三个省部级重点学科；具有电气工程一级学科博士学位授权点，该学科中包括的6个二级学科博士学位授权点分别为高电压及绝缘技术，电力系统及其自动化，电力电子与电力传动，脉冲功率与等离子体，电力建设与运营，汽车电子工程。
还建有电气工程博士后流动站；具有高电压及绝缘技术，电力系统及其自动化、电力电子与电力传动、电工理论及新技术、测试计量技术及仪器五个工学硕士点，电气工程专业工程硕士点。
本科专业名称是电气工程与自动化，本科专业是按国家教育部引导性专业目录设置的宽口径专业，面向全国招生。
在校本科人数：2006年1190人、2005年1150人、2004年1155人、2003年1089人。
电气工程学院现有教职工149人，其中教授29人，博士生导师18人，副教授33人，89名专任教师中43人具有博士学位，占教师总数的%。
还聘请陈清泉院士、马伟民院士等多名国内外知名专家为兼职或讲座教授。
现任院长为清华大学长江学者孙元章教授（外聘）。
目前，电气工程学院在校本科生1190人，博士生114名，硕士生406名，工程硕士生231人。
已培养各类毕业生累计20000多名，他们大都成为所在单位的技术骨干，不少人走上各级领导岗位或成为学术带头人。
电气工程学院师资力量雄厚，科研实力强，成果丰硕。
近年来，在国内外发表了大量的学术论文（其中进入国际三大检索的有300余篇），出版专着20余部，获得各类奖励近百项，并在国内外拥有多项专利。
课程简介-武汉大学电气与自动化学院
电气工程基础课程代码：0801758 开课学院：电气工程学院开课学期：每学年上、下学期授课对象：电气工程与自动化专业大三学生学分：5 课程负责人：刘涤尘课程简介：（1）教学目的：使学生建立电力系统的基本概念，掌握电力系统稳态分析、电力系统故障分析的基本原理及计算方法，熟悉电力系统稳定的基本概念。
使学生了解高电压交、直流输电技术的基本概念、远距离输电线路的自然功率与电压分布、各种过电压的形成及其限制措施；建立二次系统的概念，看懂二次接线图，了解电力系统继电保护、自动装置的原理及作用，了解电力系统通信的基本原理。
（2）主要教学内容：熟悉“电力系统的组成和运行；电力系统的负荷特性与模型；简单电力系统稳定的基本物理概念和提高电力系统稳定性的措施；远距离输电线路的自然功率与电压分布；发电厂、变电所常用的控制与信号系统；电力系统常用的三种主要通信方式光纤通信、微波中继通信和电力线载波通信的基本原理；电力系统调度自动化的基本原理；配电网自动化的构成及功能”。
掌握“电力系统主设备元件的物理特性及等值电路；标幺值的概念、计算方法；各种操作过电压的形成及其影响因素；数字通信的基本原理；同步发电机同期并列装置和电力系统自动低频减负荷等电力系统常用的自动控制装置的基本原理”。
重点掌握“电力系统经典潮流计算的基本方法、电力系统有功功率与频率之间的关系、无功功率与电压之间的关系以及电力系统经济运行的基本概念和计算方法；电力系统对称和简单不对称故障的物理过程分析和计算方法；架空输电线路、变电站的雷害过程及防雷措施；输电线路电流保护的整定计算原则以及变压器纵差动保护的基本原理”。
（3）教学方法与手段：坚持开展教学方法研究，改进教学方法，加强和优化实践性教学环节，注重对学生创新能力的培养。
采用使用多媒体，但不依赖多媒体的教学方法授课；将教学实验逐步由基础性实验转化为设计型、综合型、创新型实验；将课程认知实习多样化，让学生按实习大纲到水、火力发电厂，电力调度所、电力设计院和企业进行实习，克服原来单一场所的实习模式。
电气工程基础课程教学探讨
“电气工程基础”课程教学探讨收稿日期：2018-06-30作者简介：李勇汇（1973-），男（汉族），湖北武汉人，博士研究生，武汉大学电气工程学院，副教授。
武汉大学电气工程与自动化专业本科教育的主要培养目的是为各级电力企业培养合格的电力工程师。
“电气工程基础”是一门学科专业平台课程。
武汉大学电气工程学院通过20年的努力，在“电力系统分析”和“电力系统过电压”两门省、部级优质课程为基础上率先在教学内容、教学手段、考试方法等多方面进行了教学改革，取得了丰硕的教学成果，为企业培养了大量合格的人才。
该课程于2013年获批国家精品课程，于2016年又获批为国家资源共享课程。
本文将从教学内容、教学方法和考核方式三个方面详细介绍“电气工程基础”课程的每个重要的教学环节，针对目前教学双方存在的部分问题提出了改进意见。
一、“电气工程基础”课程的特点（一）教学内容的特点经过近10年的两次教材修订，目前课程采用的教材为中国电力出版社出版、陈慈萱教授主编的《电气工程基础》第三版，含上、下册。
按四年制本科教学计划，“电气工程基础”课程讲授时间的跨度为整个大学三年级。
其中，上册授课学时为54学时，讲授的内容主要涵盖电力系统概述、电力系统负荷、电力系统主设备和接线方式、电力系统稳态分析和短路故障分析、电力系统稳定的基本概念等7个方面的内容；下册授课学时为36学时，讲授的内容主要包括交直流远距离输电、电力系统的内部过电压和防雷保护、电力系统继电保护、电力系统的通信和自动控制技术等7个方面的内容。
针对全书内容的综合应用，该课程另外安排了14个学时的课程设计。
由于“电气工程基础”的授课内容涉及到电机学和自动控制理论，在本科培养计划的制定过程中已经充分考虑到了课程知识的衔接，“自控原理”和“电机学”部分内容已经在二年级得到了先期学习。
因此，学生在本课程学习之初就具备了电力系统部分建模和定量分析的基础。
同期学习的专业课程还包括“电力电子技术”“高电压技术”“电力系统继电保护”和“电力系统分析”等。
电气工程基础课程设计(林俊杰)教学文案
电气工程基础课程设计题目：110kV降压变电站电气系统初步设计学生姓名：林俊杰专业：电气工程及其自动化班级：电气0906班学号：200911914指导教师：罗毅目录变电站电气系统课程设计说明书一、概述1、设计目的————————————————————————————2、设计内容3、设计要求二、设计基础资料1、待建变电站的建设规模2、电力系统与待建变电站的连接情况3、待建变电站负荷三、主变压器与主接线设计1、各电压等级的合计负载及类型2、主变压器的选择四、短路电流计算1、基准值的选择2、一、概述1、设计目的（1）复习和巩固《电气工程基础》课程所学知识。
（2）培养和分析解决电力系统问题的能力。
（3）学习和掌握变电所电气部分设计的基本原理和设计方法。
2、设计内容本课程设计只作电气系统的初步设计，不作施工设计和土建设计。
（1）主变压器选择：根据负荷主变压器的容量、型式、电压等级等。
（2）电气主接线设计：可靠性、经济性和灵活性。
（3）短路电流计算：电力系统侧按无限大容量系统供电处理；用于设备选择时，按变电所最终规模考虑；用于保护整定计算时，按本期工程考虑；举例列出某点短路电流的详细计算过程，列表给出各点的短路电流计算结果S k、I”、I∞、I sh、T eq（其余点的详细计算过程在附录中列出）。
（4）选择主要电气设备：断路器、隔离开关、母线及支撑绝缘子、限流电抗器、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、消弧线圈。
每类设备举例列出一种设备的详细选择过程，列表对比给出选出的所有设备的参数及使用条件。
（5）编写“××变电所电气部分设计”说明书，绘制电气主接线图（＃2图纸）3、设计要求（1）通过经济技术比较，确定电气主接线；（2）短路电流计算；（3）主变压器选择；（4）断路器和隔离开关选择；（5）导线（母线及出线）选择；（6）限流电抗器的选择（必要时）。
（7）完成上述设计的最低要求；（8）选择电压互感器；（9）选择电流互感器；（10）选择高压熔断器（必要时）；（11）选择支持绝缘子和穿墙套管；（12）选择消弧线圈（必要时）；（13）选择避雷器。
电气工程基础课程设计说明书
1 引言1.1 设计目的通过本课程设计，巩固和加深在《电力系统基础》和《电力系统分析》课程中所学的理论知识，基本掌握变电所电气部分设计的一般方法，提高电气设计的设计能力，为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。
1.2 设计要求设计要要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求、确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。
1.3 设计依据1）工厂总平面图如图1.1所示图1.1 XX机械工厂总平面图2）工厂负荷情况厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时数为4500h，日最大负荷持续时间为6h。
该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属于二级负荷外，其余均属于三级负荷。
低压动力设备均为三相，额定电压为380V。
电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。
本厂的负荷统计资料如表1-1所示。
表1.1 工厂负荷统计资料厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/KW需要系数Kd功率因数cos1 铸造车间动力360 0.3 0.65 照明7 0.8 1.02 锻压车间动力300 0.3 0.65 照明 6 0.8 1.03 金工车间动力300 0.2 0.60 照明8 0.7 1.04 工具车间动力240 0.3 0.65 照明 6 0.7 1.05 电镀车间动力230 0.6 0.80 照明7 0.7 1.06 热处理车间动力160 0.6 0.70 照明 6 0.7 1.07 装配车间动力140 0.4 0.70 照明7 0.7 1.08 机修车间动力150 0.2 0.65 照明 5 0.9 1.09 锅炉房动力70 0.6 0.75照明 2 0.8 1.0 10 仓库动力25 0.4 0.85照明 1 0.8 1.0 生活区照明300 0.8 0.953）供电电源情况按照工厂与当地供电部门签定的供用电协议规定，本厂可由附近一条10KV 的干线取得工作电源。
电气工程基础课程设计要求
与短路类型 4. 主要电气设备的选择：断路器、隔离开关、母线及支撑
绝缘子、限流电抗器、电流互感器、电压互感器、高压 熔断器、消弧线圈、… 5. 编写“××变电所电气部分设计”说明书，绘制电气主接
线图（＃2图纸） 6. 参加课程设计答辩：课设的收获、体会，回答质疑
本课程的实用性很强。
第2页，共15页。
《电气工程基础》课程设计
❖课程内容： 1)基本概念：
2)基本计算：潮流计算；短路计算 3)电气设计：电气主接线；电气设备的发热与电动力的计算；
电气设备的选择和校验
4)二次系统：断路器的控制；继电保护 5)系统运行：有功与频率；无功与电压；经济运行；电
力系统运行的稳定性
❖ 画等值电路图。
5. 电气设备选择 每类设备举例列出一种设备的详细选择过程，列表对比给出选 出的所有设备的参数及使用条件。
第9页，共15页。
设计具体步骤 课程设计参考资料2.doc
1. 确定变电站各电压等级的合计负荷及负荷类型
一期工程： 4 回10kV出线，合计负荷 8000 kW 3 回35kV出线，合计负荷 18000 kVA
(1)若一台主变压器停运，另一台承担全部负荷，其负荷率为195%,应采取措施减负荷。正 常并列运行时的负荷率为97.5%。
(2)第一期工程主变压器负荷率为
β =(3200×3+2000/0.8×4)/20000 ×100% = 98%
(3)事故情况下，变压器过载能力的校验 原则：1)二台主变，停一台，应承担全部负荷70％～80％ 2)变压器过载能力：过负荷倍数 ≤100MVA，过负荷倍数1.5 ＞100MVA，过负荷倍数1.3 校验：39×0.7/20＝1.365<1.5