城轨供电系统一次设备课程标准.docx

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城轨供电系统一次设备课程标准

《城轨供电系统一次设备》课程标准

【课程名称】

城市轨道交通供电系统一次设备

【适用专业】

中等职业学校“供用电技术”“电气化铁道供电”专业

【基本信息】

学时：

192

授课对象：

供用电技术、电气化铁道供电专业学生第三、四学期课程

课程性质：

供用电技术、电气化铁道供电专业核心专业课

关联证书：

变配电室值班电工证、低压操作证、高压操作证

先修课：

钳工实习、电工电子技术

后续课：

供电技能考证实训、顶岗实习

一、前言

1.1课程性质

城市轨道交通供电系统一次设备是供用电技术、电气化铁道供电专业的一门主干课程，主要介绍变配电所应用的各类高压电气设备，具备高压设备的运营维护和检修的能力。

其目的是培养学生能具备变电岗位的专业技能要求：

1、掌握各种高压设备的结构、原理、运行管理及检修工艺；2、能对主要高压设备运行故障进行判断及处理。

达到本专业学生应获得的职业资格证书的基本要求以及从事变配电用人单位的基本技能要求。

1．2设计思路

本课程标准的总体设计思路：

变三段式课程体系为任务引领型课程体系，打破传统的文化基础课、专业基础课、专业课的三段式课程设置模式，紧紧围绕完成工作任务的需求来选择课程内容；变知识学科本位为职业能力本位，打破传统的以“了解”、“掌握”为特征设定的学科型课程目标，从“任务与职业能力”分析出发，设定职业能力培养目标；变书本知识的传授为动手能力的培养，打破传统的知识传授方式，以“工作项目”为主线，创造工作情景，强化实训、实操、结合职业资格证书考证，培养学生的实践动手能力。

本课程标准以就业为向导根据行业专家对供电技术、电气化铁道供电专业所涵盖的岗位群进行任务和职业能力分析，以变配电所运行为主线，以变配电值班员应具备的岗位职业能力为依据，遵循学生认识规律，确定本课程的工作模块和课程内容。

为了充分体现任务引领、实践向导课程思想，将本课程的教学活动分解设计成若干项目，以项目为单位组织教学，引出相关专业理论知识，使学生在项目过程中强化专业技能与实践操作，加深对专业基础知识、技能的理解和应用，培养学生的综合能力，满足学生职业生涯发展的需求。

课时数以课程内容的重要性和容量来确定。

本课程建议时为192课时。

二、课程目标

1．总体目标：

通过任务引领项目活动，使学生能够熟练运用电工维修常用仪器仪表及工具，对各类高压设备进行一般维修和安装、调试，并能对主要高压设备的常见故障进行初步分析和排除，达到变电所值班员中级工的水平和要求。

同时，增强学生团队合作意识及与人协作的能力，培养职业素养、敬业精神、环保与安全意识，为将来从事变配电所运行工作打下基础。

2．能力培养目标

（1）具备电工操作能力（包括各种仪器、仪表、工具的使用能力；电工安全规程；高压开关操作、绝缘测试）

（2）能对各类高压设备进行一般维修、安装与调试；

（3）能对各类高压设备的常见故障进行初步分析和故障处理；

（4）能够对一次系统的常规检修进行规范化操作；

（5）能监控一次设备的运行状态；发生误动能分析原因；

3．知识目标

（1）掌握断路器及其操作机构的结构、工作原理、运行维护及检修技能；

（2）掌握隔离开关及其操作机构的结构、工作原理、运行维护及检修技能；

（3）掌握互感器的结构、工作原理、运行维护及检修技能；

（4）掌握熔断器的结构、工作原理、运行维护及检修技能；

（5）掌握绝缘子、母线及电缆的结构、主要技术参数；

（6）掌握避雷器、避雷针的结构、主要技术参数；

（7）掌握补偿电容的结构、接线方法、维护技能；

（8）掌握读识高压配电装置图的方法，掌握高压配电装置的一般结构规律；

（9）掌握变配电所运营管理的工作内容、工作组织、作业程序以及工作、管理制度。

4．素质目标

（1）通过元件的拆装、故障的查找，学会正确使用常用工具、仪表，并规范操作的习惯；

（2）通过完成故障排除操作，提高分析、判断和解决实际问题的能力；

（3）通过合作完成各项实训任务，培养团队合作意识及与人协作的能力；

（4）通过专业实习、实训，培养敬业精神、环保与安全意识；

（5）通过课堂表述、专业实习训练锻炼口头表达与沟通能力和组织、协调能力；

三、课程内容与要求

1、课程内容组成

序号

能力训练项目

工作任务

名称

工作任务主要内容

参考学时

3.1

变压器

1、变压器的工作原理

1．电磁感应原理

2．单相变压器的工作原理

4

2、变压器的结构认识

1．单相变压器的主要结构

2．三相变压器的结构及连接组别的判断方法

2

3、变压器的选型

1.变压器的常见类型、构造特点及型号命名规则；

2．变压器的主要性能参数；

3．变压器的选型。

2

4、变压器的日常运行维护、检修

1、分析变压器的空载、负载运行状态下的特性

2、变压器日常运行检查项目：

1）油温检查内容及故障原因

2）油位检查内容及故障原因

3）变压器声音检查内容及故障原因

4）变压器套管检查内容及故障原因

5）接地装置检查内容及方法

4

10

5、变压器的常见故障分析与处理

1、绕组故障故障现象、原因及处理

2、铁芯故障故障现象、原因及处理

3、套管故障故障现象、原因及处理

4、分接开关故障故障现象、原因及处理

5、变压器油质变劣故障现象、原因及处理

12

6

互

感

器

1、互感器作用及结构组成

1．电压互感器、电流互感器的作用及特点

2．电压、电流互感器的主要结构组成

4

2、互感器的工作原理

1．电压互感器器的工作原理

2．电流互感器器的工作原理

2

3、互感器的选型

1.电压、电流互感器的常见类型、构造特点及型号命名规则；

2．电压、电流互感器的主要技术参数；

3．电压、电流互感器的选型及运用。

2

4、互感器的接线方式

1、电压互感器的接线方式及特点

2、电流互感器的接线方式及特点

5、互感器的运行检查、维护

1、电压互感器的工作特点、运行维护及检修

2、电流互感器的工作特点、运行维护及检修

10

6、电压互感器的常见故障及处理

1、电压互感器回路断线故障现象、原因及处理

2、电压互感器二次回路短路故障现象、原因及处理

3、电压互感器停用情况及处理

4、电压互感器二次回路故障对继电保护的影响

12

7、电流互感器的常见故障及处理

电流互感器二次侧开路故障及处理：

1、二次侧开路的危害性

2、二次侧开路的故障现象

3、二次侧开路的事故处理

断路器

1、电弧相关知识

1．电弧现象与实质

2．常见灭弧方法机理、运用

4

2、高压断路器作用及结构组成

1．高压断路器的作用及特点

2．高压断路器的主要结构组成

2

3、断路器的选型

1.高压断路器的常见类型、构造特点及型号命名规则；

2．高压断路器的主要技术参数；

3．高压断路器的选型及运用。

2

4、操作结构的组成、类型

1、电磁操作机构的结构、工作原理

2、弹簧操作机构的结构、工作原理

3、液压操作机构的结构、工作原理

断路器的日常运行维护、检修

1、断路器的运行检查、维护

1）少油断路器的工作特点、运行维护及检修；2）SF6断路器的工作特点、运行维护及检修；

3）真空断路器的工作特点、运行维护及检修；

2、断路器操作机构运行维护

1）电磁操作机构的工作特点及运行注意事项

2）弹簧操作机构的工作特点及运行注意事项3、3）液压操作机构的工作特点及运行注意事项

4

10

10

断路器的常见故障分析与处理

1、事故跳闸处理故障现象、原因及处理

2、运行中发热故障现象、原因及处理

3、拒绝合闸、跳闸故障现象、原因及处理

4、自动跳闸、合闸故障现象、原因及处理

12

6

序号

能力训练项目

工作任务

名称

工作任务主要内容

参考学时

3.4

隔离开关

3.4.1、隔离开关的功能

1.隔离电源的作用

2.开断无功小电流电路

3.在倒闸作业中的作用

1

3.4.2、隔离开关的结构和工作原理

1.隔离开关组成及各元件的关系；

2．隔离开关分断电路的过程；

3．隔离开关操作机构的动作过程。

2

3.4.3、隔离开关的类型及闭锁关系

1．隔离开关种类及应用范围

2．闭锁的原因，闭锁关系

3．机械闭锁，电磁闭锁

1

3.5

SVG设备

3.5.1、SVG的作用及基本原理

1.SVG在工业上的应用

2.SVG在供电方面的应用

3．SVG的基本工作原理

6

3.5.2SVG的结构

1.电路组成

2.模块组成

3.设备组成

6

3.6

整流机组

3.6.1三相桥式整流电路

1．三相桥式整流电路的组成及工作原理

2.与单相桥式整流电路的比较

3.三相桥式整流电路特点

6

3.6.2二十四脉波整流电路原理

1.问题的提出

2.二十四脉波整流电路原理

8

3.6.3整流机组原理及特点

1.整流机组的组成及原理

2.整流机组的特点

6

3.6.4负极柜结构及功能

一负极柜的组成元件

二负极柜的作用及特点

4

序号

能力训练项目

工作任务

名称

工作任务主要内容

参考学时

3

城轨供电系统一次设备

1、轨道电位限制装置；

2、电缆；

3、避雷器；

4、单向导通装置；

5、高压绝缘子的作用及基本结构。

1、轨道电位的形成及危害；

2、轨道电位限制装置的工作原理及特点；

3、电缆；

4、阀型避雷器；

5、金属氧化锌避雷器；

6、单向导通装置的结构及原理；

7、高压绝缘子的作用及基本结构。

16

2、工作任务内容明细表

序号

工作任务

课程内容与教学要求

活动设计

参考

学时

3.4

变压器的工作原理

1、理解电磁感应原理及运用

2．理解并掌握单相变压器的工作原理

1.播放多媒体动画，理解电磁感应原理的作用原理及条件

2.播放多媒体动画，理解单相变压器工作原理以及作用

3、提出问题，展开讨论变换电压的方法，说明变压器的作用实现以及运用条件、特点

4

3.4.1

变压器的结构认识

1.知晓变压器的基本结构和种类

2.掌握单相变压器的组成部件及名称

3.掌握三相变压器的组成部件及名称以及连结组别的定义、判断方法

1．以实训室现有变压器为例介绍变压器的分类和基本结构

2．布置实训任务：

以分组形式对变压器的结构进行总体认识

3．讲解连结组别的定义、识别意义，判断方法

1

3.4.2

变压器的选型

1.掌握变压器的常见类型、构造特点及型号命名规则；

2．知晓变压器的主要性能参数含义；

3．能根据负荷、运用场所进行变压器的选型。

1．以现有变压器为例介绍变压器类型、型号命名规则、意义，并当堂检查学生的掌握情况；

2．介绍变压器负荷估算的方法和变压器的选型的方法、原则；

3．布置变压器市场调查任务：

要求学生根据教师提出的要求选择几款备选的变压器，并在功能、性能、价格等方面作横向比较。

2

3.4.3

4、变压器的日常运行维护、检修

1、分析变压器的空载、负载运行状态下的特性以及实际运用意义

2、了解变压器日常运行检查项目，熟悉检查内容、正常及故障状态的判断、分析及常规处理方法

1.播放多媒体动画，展示变压器的空载、负载运行状态下的特性，揭示反映特性的表达方法及运用意义

2.从变压器的工作原理及运行特性提出问题，引导学生讨论变压器日常运行检查项目、具体内容以及异常故障可能的原因、如何发现以及及时处理的方法

3、布置变压器日常运行检查项目、具体内容以及故障处理分析表：

1）油温检查内容及故障原因

2）油位检查内容及故障原因

3）变压器声音检查内容及故障原因

4）变压器套管检查内容及故障原因

5）接地装置检查内容及方法

1

3.5

5、变压器的常见故障分析与处理

掌握变压器的常见故障分析与处理方法

1、学生分组，对变压器的组成、接线关系、工作原理做观察、讨论。

2、列出变压器的组成：

绕组、铁芯、套管、分接开关、油箱等，教师引导学生观察变压器的结构关系，分析变压器工作的特性所带来的故障可能、后果以及结构连接关系的薄弱环节；

3、列表分析变压器的常见故障种类、现象、产生原因：

1）绕组故障故障现象、原因及处理

2）铁芯故障故障现象、原因及处理

3）套管故障故障现象、原因及处理

4）分接开关故障故障现象、原因及处理

5）变压器油质变劣故障现象、原因及处理

12

3.5.1

1、互感器作用及结构组成

1．掌握电压互感器、电流互感器的作用及特点

2．知晓电压、电流互感器的主要结构组成

1.引导问题讨论

2.通过视频介绍电压互感器、电流互感器在电力系统中作用、意义

3.通过课件介绍电压互感器、电流互感器的作用、实质特点，揭示电压互感器、电流互感器的主要结构组成

6

3.5.2

2、互感器的工作原理

1．电压互感器器的工作原理

2．电流互感器器的工作原理

1、用示意图形式介绍互感器的构成及接线关系

2、播放多媒体动画，理解互感器工作原理以及作用

3、展开讨论互感器的原理实质，说明互感器的作用实现目的以及运用条件、特点

6

3.6

3、互感器的选型

1.电压、电流互感器的常见类型、构造特点及型号命名规则；

2．电压、电流互感器的主要技术参数；

3．电压、电流互感器的选型及运用。

1、通过视频介绍互感器在供电系统的应用

2、以现有互感器为例介绍互感器类型、型号命名规则、意义，并当堂检查学生的掌握情况；

3、布置互感器市场调查任务：

要求学生根据教师提出的要求选择几款备选的互感器，并在功能、性能、价格等方面作横向比较。

3.6.1

4、互感器的接线方式

1、电压互感器的接线方式及特点

2、电流互感器的接线方式及特点

1、通过课件明确互感器作用、结构、工作原理

2、引导学生画出互感器接线示意图，，让学生比较并总结出各类互感器接线方式及特点

3、供电技术实训室学生分组进行互感器识别、接线关系确认以及作用、功能实质认识、理解；

4、对学生进行分组抽查、考评。

6

3.6.2

5、互感器的运行检查、维护

1、电压互感器的工作特点、运行维护及检修

2、电流互感器的工作特点、运行维护及检修

1.从互感器的工作原理及运行特性提出问题，引导学生讨论互感器日常运行检查项目、具体内容以及异常故障可能的原因、如何发现以及及时处理的方法

3、布置互感器日常运行检查项目、具体内容以及故障处理分析表：

1）油温检查内容及故障原因

2）油位检查内容及故障原因

8

3.6.3

6、电压互感器的常见故障及处理

1、电压互感器回路断线故障现象、原因及处理

2、电压互感器二次回路短路故障现象、原因及处理

3、电压互感器停用情况及处理

4、电压互感器二次回路故障对继电保护的影响

1、学生分组，对电压互感器的组成、接线关系、工作原理做观察、讨论。

2、列出电压互感器的组成：

绕组、铁芯、接线等，教师引导学生观察电压互感器的结构及接线关系，分析电压器工作的特性所带来的故障可能、后果以及结构连接关系的薄弱环节；

3、列表分析电压互感器的常见故障种类、现象、产生原因：

1）电压互感器回路断线故障现象、原因及处理

2）电压互感器二次回路短路故障现象、原因及处理

3）电压互感器停用情况及处理

4）电压互感器二次回路故障对继电保护的影响

6

3.6.4

7、电流互感器的常见故障及处理

1、电流互感器二次侧开路故障及处理：

2、二次侧开路的危害性

3、二次侧开路的故障现象

4、二次侧开路的事故处理

1、电流互感器二次侧开路故障及处理：

2、二次侧开路的危害性

3、二次侧开路的故障现象

4、二次侧开路的事故处理

4

序号

工作任务

课程内容与教学要求

活动设计

参考

学时

3.4

1、电弧相关知识

1．电弧现象与实质

2．常见灭弧方法机理、运用

1、通过教学课件了解电弧在供电系统中的现象及危害

2、灭弧原理、常用方法及现场运用情况

4

3.4.1

2、高压断路器作用及结构组成

1．高压断路器的作用及特点

2．高压断路器的主要结构组成

1、通过教学视频了解高压断路器在供电系统中的作用及应用

2、以实际电路的工作情况，分析高压断路器在开断不同性质，不同大小的电路时的情形。

3、以多媒体课件为例介绍高压断路器的基本结构及各部作用

4、以学校实训室高低压开关柜内高压断路器为例，介绍高压断路器的基本结构组成

1

3.4.2

3、断路器的选型

1.高压断路器的常见类型、构造特点及型号命名规则；

2．高压断路器的主要技术参数；

3．高压断路器的选型及运用。

1、通过课件介绍高压断路器在供电系统的应用及要求、特点

2、以学校实训室高低压开关柜内高压断路器为例，介绍断路器器类型、型号命名规则、意义，并当堂检查学生的掌握情况；

3、布置高压断路器市场调查任务：

要求学生根据教师提出的要求选择几款备选的互感器，并在功能、性能、价格、运用等方面作横向比较。

2

3.4.3

4、操作结构的组成、类型

1、电磁操作机构的结构、工作原理

2、弹簧操作机构的结构、工作原理

3、液压操作机构的结构、工作原理

1.播放多媒体课件，介绍高压断路器的操作结构的各种类型，说明不同类型的操作结构的特点及运用

2、以课件、动画、示意图介绍各种操作的结构组成、动作原理及特点

1

3.5

断路器的日常运行维护、检修

1、断路器的运行检查、维护

1）少油断路器的工作特点、运行维护及检修；2）SF6断路器的工作特点、运行维护及检修；

3）真空断路器的工作特点、运行维护及检修；

2、断路器操作机构运行维护

1）电磁操作机构的工作特点及运行注意事项

2）弹簧操作机构的工作特点及运行注意事项

3）液压操作机构的工作特点及运行注意事项

1、从断路器的工作原理及运行特性提出问题，引导学生讨论少油断路器、SF6断路器、真空断路器日常运行检查项目、具体内容、工作正常、异常现象并列表分析

2、从断路器的各类操作机构结构及工作原理提出问题，引导学生讨论电磁操作机构、弹簧操作机构、液压操作机构日常运行检查项目、具体内容以及可能发生的故障及运行注意事项并列表分析

3、作业检查、评价、总结

12

3.5.1

断路器的常见故障分析与处理

1、事故跳闸处理故障现象、原因及处理

2、运行中发热故障现象、原因及处理

3、拒绝合闸、跳闸故障现象、原因及处理

4、自动跳闸、合闸故障现象、原因及处理

1、学生分组，对高压断路器的组成、结构、工作原理做观察、讨论。

2、教师引导学生观察高压断路器的结构及工作原理运用，分析断路器工作的运行特性所带来的故障可能、后果以及结构连接关系的薄弱环节；

3、列表分析高压断路器的常见故障种类、现象、产生原因：

1）事故跳闸处理故障现象、原因及处理

2）运行中发热故障现象、原因及处理

3）拒绝合闸、跳闸故障现象、原因及处理

4）自动跳闸、合闸故障现象、原因及处理

6

序号

工作任务

课程内容与教学要求

活动设计

参考

学时

3.4

隔离开关

1.了解隔离开关在供电系统中的重要性

2.能正确操作隔离开关

3、了解隔离开关的学习要求和成绩考核评定方法

1.通过教学视频了解隔离开关在供电系统中的作用及应用

4

3.4.1

隔离开关的功能

1.了解隔离开关的隔离作用；

2．掌握隔离开关开断电路的条件

1．以实际电路为例，说明隔离开关在检修中隔离电源的作用；

2．以实际电路的工作情况，分析隔离开关在开断不同性质，不同大小的电路时的情形。

1

3.4.2

隔离开关的结构和工作原理

4.掌握隔离开关的结构及各部作用

5.掌握隔离开关的工作原理

1．以多媒体课件为例介绍隔离开关的基本结构及各部作用

2．以学校实训室高低压开关柜内隔离开关为例，介绍隔离开关的基本结构

3．以多媒体课件为例介绍隔离开关的工作原理

4．以课件为例，介绍隔离开关的操作，并让学生在开关柜上演练

2

3.4.3

隔离开关的类型及闭锁关系

1．理解并掌握隔离开关的类型

2．理解并掌握隔离开关的闭锁关系

1.播放多媒体动画，介绍隔离开关的各种类型，说明不同类型的隔离开关的用途

2.从隔离开关的动作过程，说明其闭锁的必要性

3.介绍隔离开关的机械闭锁及电气闭锁

1

3.5

SVG设备

1、了解SVG设备在供电系统中的作用

2、了解SVG设备的学习要求和成绩考核评定方法；

1、通过教学视频了解SVG设备在供电系统中的作用及应用

12

3.5.1

SVG设备的作用及基本原理

1.掌握SVG设备在电力系统中的作用

2.了解SVG设备的基本工作原理

1.通过视频介绍SVG设备在电力系统中作用

2.通过视频介绍SVG设备在电力牵引中的作用

3.通过课件介绍SVG设备的基本工作原理

6

3.5.2

SVG的结构

1、了解SVG设备的基本组成

2、了解SVG设备各组成部分的作用

1、用框图形式介绍SVG设备的构成

2、用多媒体课件分解SVG各组成部分作用及相互关系

3、用课件对SVG设备作分解及组装演示，加强学生对设备的认识

6

3.6

整流机组

1、掌握整流机组在轨道交通供电系统中的作用

2.掌握整流机组的学习要求和成绩考核评定方法；

1、通过视频介绍整流机组在工业上的应用

2、通过视频介绍整流机组在轨道交通供电系统中的作用

24

3.6.1

三相桥式整流电路

1、掌握三相桥式整流电路的工作原理；

2、掌握三相桥式整流电路的特点

3、通过课件先介绍单相整流电路的工作原理及特点。

重点强调单相整流电路的谐波及脉动

4、引人三相整流电路，介绍其工作原理。

5、与学生一起画出整流波形图，让学生比较并总结出三相整流电路的优点

4、学生分组进行知识的巩固、消化；

对学生进行分组抽查、考评。

6

3.6.2

二十四脉波整流电路原理

1、掌握二十四脉波整流电路原理

2、理解二十四脉波整流电路在轨道交通供电系统中的作用及意义

1、用课件分析整流电路的波形变化：

三相六脉——十二脉——二十四脉整流电路，让学生从波形图中找出规律，了解二十四脉整流电路的特点

2、用课件对两台并联运行的十二脉整流器的波形作叠加分析，得到二十四脉整流电路的工作原理

3、分析二十四脉整流电路的构成，并结合轨道交通供电系统实际，说明整流变压器和整流电路的配合关系

8

3.6.3

整流机组原理及特点

1．掌握整流机组的组成及工作原理

2．熟悉整流机组工作时的特点

1、用视频介绍整流机组的组成

2、用课件介绍整流机组中变压器的接线方式，分析变压器采用三角形接线的原因

3、通过对整流机组并联运行的分析，介绍整流机组的特点

4、用视频介绍整流机组的外观特点及运行中状态，增加学生对实物的认识

6

3.6.4

负极柜结构及功能

1．了解负极柜的组成及作用

2．熟悉负极柜的工作特点

3．能对负极柜进行一般检修维护

1．