上海高等教育自学考试.docx
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上海高等教育自学考试
上海市高等教育自学考试
工业电气自动化技术专业（专科）（A080602）
企业供电（02289）
自学考试大纲
上海交通大学自学考试办公室编
上海市高等教育自学考试委员会组编
2006年4月
一、课程的性质及其设置的目的和要求…………………2
二、课程内容与考核目标…………………………………3
第一章绪论……………………………………………3
第二章负荷计算………………………………………5
第三章工厂供电系统…………………………………7
第四章短路电流计算及电气设备的选择与校验……9
第五章工厂供电系统的保护及供电自动化…………11
第六章节约电能与提高工厂供电系统的功率因数…13
第七章工厂供电系统的电压质量……………………14
第八章工厂照明………………………………………15
三、有关说明和实施要求…………………………………16
附录…………………………………………………………19
一、课程的性质及其设置的目的和要求
（一）本课程的性质与设置的目的
本课程是工业电气自动化技术专业的一门专业课，是一门理论与实践紧密结合的课程。
它是以工厂供电设计为纲，结合实际，着重全面阐述工厂供电方面的基本知识。
其目的是使应考者学后能学以致用，根据工厂用电的特点和要求，能正确地进行工厂供电的设计计算。
对电能质量和节能等问题，应考者也应有必要的了解。
（二）本课程的基本要求
通过本课程的学习，应使应考者具备如下所述的知识和技能两方面的基本要求；
1．知识方面
工厂供电是工业电气自动化技术的一个有机组成部分，作为培养一名自动化技术人员的要求来说，不仅应当熟悉怎样以电气手段来实现生产设备和生产过程的自动化，并且必须了解怎样才能可靠和安全地获得电能，怎样才能合理和经济地利用国家的电能资源。
因此，要求应考者通过本课程的学习，具备工厂供电系统的电能供应、分配、控制、运行和维护等方面的基本知识，掌握工厂供电系统中一般设计计算原则、步骤和主要的工程计算方法。
2．技能方面
利用所学的工厂供电和配电方面的知识，以使应考者具有工厂供电设计的能力；对工厂供电系统中的一些主要问题，如用电和节电技术，也能提出改善的途径和措施。
（三）本课程与相关课程的联系
本课程是工业电气自动化技术专业的一门专业课。
本课程的主要先修课程是：
电工原理、电机与拖动基础和电子技术基础
（二）等课程。
这些课程是学好本课程必备的基础知识，应用这些课程的原理和计算方法，可以解决和分析有关工厂供电中所遇到的一些问题。
二、课程内容与考核目标
第一章绪论
（一）考核知识点
1．电力系统的概念
2．电网的额定电压
3．工厂供电系统的特点和决定供电质量的主要指标
4．工厂供电设计的主要内容
（二）自学要求
通过电力系统的概念学习，了解工厂供电系统的组成、特点以及电力系统与工厂供电系统的关系。
电网的额定电压是本章的学习重点，应掌握在电网中的发电机和变压器的额定电压是如何确定的。
了解工厂供电系统的特点和决定供电质量的主要指标。
了解用电负荷的分级对掌握供电可靠性是有帮助的，对学习第二章负荷计算也是有益的。
（三）考核要求
1．电力系统的概念，要求达到“识记”层次。
1.1知道什么是电力系统。
1.2知道工厂供电系统在电力系统中所处的位置。
1.3知道组成电力系统的目的。
2．对自学教材中图1-1电力系统示意图，要求达到“识记”层次。
2.1在示意图中，能够找出工厂供电系统。
2.2在两工厂供电系统中，要求能区分出用电负荷的级别。
2.3在示意图中，能够区分出一级、二级和三级负荷（负荷的分级问题要和“§1-3工厂供电系统的特点和决定供电质量的主要指标”中的“3．可靠性”结合起来）。
3．电网的额定电压，要求达到“简单应用”层次。
3.1掌握决定电网额定电压等级的因素。
3.2根据我国公布额定电压列表如表1-1，熟记几种常用电网的额定电压及其允许电压损失的百分数。
4．工厂供电系统的特点和决定供电质量的主要指标，要求达到“识记”层次。
4.1了解工厂供电系统的特点。
4.2了解建立工厂自（备）用发电厂的条件。
4.3掌握决定工厂用户供电质量的主要指标。
4.4掌握用电负荷的分级原则和依据。
4.5掌握各级负荷的供电方式。
4.6了解独立电源的要求。
5．工厂供电设计的主要内容，要求达到“识记”层次。
5.1了解工厂供电设计的两个阶段。
5.2了解扩大初步设计的主要内容。
第二章负荷计算
（一）考核知识点
1．计算负荷的意义及计算目的。
2．工厂日负荷曲线的概念。
3．确定计算负荷的需要系数、利用系数、形状系数和附加系数。
4．求计算负荷的方法。
5．单相用电设备计算负荷的确定。
6．供电系统的功率损耗与电能损耗。
7．全厂功率因数的确定。
8．按经济电流密度选择导线截面。
（二）自学要求
明确计算负荷的意义和确定计算负荷的目的。
知道用电设备按工作制进行分类的方法和工厂日用负荷曲线的概念。
根椐负荷曲线求出计算负荷的需要系数、利用系数、形状系数和附加系数。
本章重点：
牢固掌握确定计算负荷的几种主要方法以及按经济电流密度选择导线截面。
对供电系统的功率损耗、电能损耗以及全厂功率因数的确定，应有必要的了解。
（三）考核要求
1．计算负荷的意义及计算目的，要求达到“识记”层次。
1.1知道用电设备的三种不同的工作制。
1.2了解工厂日负荷曲线。
2．确定计算负荷的系数，要求达到“领会”层次。
2.1了解需要系数及其在计算公式中的应用。
2.2了解利用系数及其在计算公式中的应用。
2.3了解形状系数及其在计算公式中的应用。
2.4了解附加系数及其在计算公式中的应用。
3．求计算负荷的方法，要求达到“综合应用”层次。
3.1知道计算负荷的估算法：
单位产品耗电量法；车间生产面积负荷密度法；其它估算法。
3.2熟练掌握求计算负荷的方法：
对单台电动机的负荷计算；对多组用电设备的负荷计算（需要系数法、形状系数法和附加系数法）。
4．单相用电设备计算负荷的确定，要求达到“简单应用”层次。
4.1了解当用电设备连接于相电压时的计算方法。
4.2了解当用电设备连接于线电压时的计算方法。
4.3了解接于相电压或线电压间的单相用电设备，当台数虽然超过三台，但其利用系数和功率因数相同时的计算方法。
5．供电系统的功率损耗与电能损耗，要求达到“简单应用”层次。
5.1了解供电系统的功率损耗。
5.2了解供电系统能量损耗的估算。
6．全厂功率因数的确定，要求达到“识记”层次。
6.1知道在设计阶段应用的功率因数是如何取得的。
6.2知道怎样计算供电部门要求的补偿容量。
7．按经济电流密度选择导线截面，要求达到“领会”层次。
7.1知道什么是建设电网的投资费用。
7.2知道什么是电网的年运行费用。
7.3牢固掌握按经济电流密度选择导线截面的方法。
第三章工厂供电系统
（一）考核知识点
1、供电电压的选择
2、变电所位置的选择
3、变电所中变压器容量和数量的选择
4、变电所的主接线图
5、车间变电所接线图
6、工厂厂区高压配电电路的接线方式
（二）自学要求
正确选择供电电压。
正确选择工厂厂区高压配电电压。
掌握变、配电所位置选择的分析方法。
掌握变电所中变压器容量和数量选择的原则和依据。
了解总降压变电所和车间变电所的接线图。
了解工厂厂区高压配电电路的接线方式。
（三）考核要求
1．供电电压的选择，要求达到“领会”层次。
1.1了解供电电压的选择与哪些因素有关。
1.2掌握工厂厂区高压配电电压选择的主要条件。
1.3掌握高压线深入负荷中心的供电方式。
1.4了解1000伏以下电压的选择。
2．变电所位置的选择，要求达到“识记”层次。
2.1理解变、配电所位置选择的原则和依据。
2.2理解变、配电所位置选择的分析方法。
3．变电所中变压器容量和数量的选择，要求达到“领会”层次。
3.1理解变压器的过负荷能力。
3.2掌握总降压变电所变压器容量和数量的选择。
3.3掌握车间变电所位置与变压器容量和数量的选择。
4．变电所的主接线图，要求达到“识记”层次。
4.1理解接线图的意义和目的。
4.2了解对变电所主接线图的要求。
4.3了解工厂总降压变电所的接线图、特点和适用范围。
4.4了解母线制的分类、优缺点和应用场合。
4.5了解车间变电所的接线方式和特点。
5．工厂厂区高压配电电路的接线方式，要求达到“识记”层次。
5.1了解工厂厂区高压配电电路接线方式的分类、特点和适配的负荷级别。
第四章短路电流计算及电气设备的选择与校验
（一）考核知识点
1、供电系统中短路的类型
2、短路过程的简单分析
3、对称短路电流的计算方法（用标么值法求出总电抗）
4、无穷大功率电源条件下短路电流的计算
5、感应电动机对短路电流的影响
6、低压电力线路中短路电流的计算
（二）自学要求
短路电流计算是本课程的难点之一，在所述供电系统的四种短路基本类型中，要求应考者掌握三相（对称）短路。
搞清短路过程的简单分析，抓住短路电流计算方法的关键问题：
即利用电路基本理论，简化电路，用标么值法（或有名值法）求出总电抗。
熟练掌握无穷大功率电源条件下短路电流的计算。
掌握感应电动机在正常运行情况下，当电路短路的瞬间及电气距离很近时，电动机对短路点反馈电流影响的原因。
掌握低压电力线路中短路电流的计算（用有名值法）。
（三）考核要求
1．供电系统中短路的类型，要求达到“识记”层次。
1.1了解短路故障形成的主要原因。
1.2了解短路故障的危害性。
1.3了解四种短路故障的类型及其代表符号。
1.4了解计算三相短路电流的目的和假设条件。
2．短路过程的简单分析，要求达到“领会”层次。
2.1搞清短路电流的周期分量和非周期分量。
2.2看懂短路时电压、电流相量图及电流波形图。
2.3掌握短路电流的冲击电流ish、短路冲击电流有效值Ish和稳态短路电流有效值I∞的概念。
3．对称短路电流的计算方法，要求达到“领会”层次。
3.1掌握供电系统中各元件电抗标么值的计算并求出总电抗的方法。
4．无穷大功率电源条件下短路电流的计算，要求达到“综合应用”层次。
4.1熟练掌握短路电流的周期分量、冲击电流及短路容量的计算方法。
5．感应电动机对短路电流的影响，要求达到“综合应用”层次。
5.1熟练掌握感应电动机对短路电流的影响。
6．低压电力线路中短路电流的计算，要求达到“综合应用”层次。
6.1掌握低压电力线路中短路电流的计算方法。
第五章工厂供电系统的保护及供电自动化
（一）考核知识点
1、继电保护装置的概念
2、继电保护装置的操作电源
3、变压器保护
（二）自学要求
本章总的要求是：
明确工厂供电系统保护的目的。
了解继电保护装置的任务及对继电保护应满足的基本要求。
熟悉继电保护装置的三种操作电源及其特点。
了解整流操作电源要求有两路进线的必要性。
搞清交流操作继电保护装置各种类型的工作原理、特点和应用场合。
熟悉变压器的过电流保护和差动保护。
（三）考核要求
1．继电保护装置的概念，要求达到“识记”层次。
1.1明确工厂供电系统保护的目的。
1.2了解继电保护装置的任务。
1.3了解继电保护装置对继电保护应满足的基本要求。
1.4知道继电器的分类方法。
2．继电保护装置操作电源，要求达到“识记”层次。
2.1熟悉继电保护装置的三种操作电源及其特点。
2.2了解整流操作电源要求有两路进线的必要性。
2.3搞清交流操作继电保护装置各种类型的工作原理、特点和应用场合。
3．变压器保护，要求达到“领会”层次。
3.1掌握车间变电所变压器的过电流保护。
3.2掌握电力变压器过电流保护装置在各种接线方式下的优缺点及其灵敏度。
3.3搞懂干线制的变压器保护的工作原理。
3.4知道变压器的气体继电器的工作原理。
3.5掌握总降变电所变压器纵联差动保护的概念。
3.6知道变压器差动保护的不平衡电流及限制措施。
3.7掌握BCH-2型差动保护继电器的工作原理。
第六章节约电能与提高工厂供电系统的功率因数
（一）考核知识点
1、工厂企业中的电能节约
2、工厂的功率因数及其对供电系统的影响
3、提高自然功率因数
（二）自学要求
理解与节约电能密切相关的三个重要技术指标以及如何提高这三个指标的措施。
了解工厂企业中常用的功率因数，知道工厂功率因数的降低及其对供电系统的影响。
掌握提高自然功率因数的措施。
（三）考核要求
1．工厂企业中的电能节约，要求达到“识记”层次。
1.1理解与节约电能密切相关的三个重要技术指标。
1.2如何提高与节约电能密切相关的三个重要技术指标的措施。
2．制订电能平衡计划，挖掘节电潜力，要求达到“识记”层次。
2.1了解电能平衡的内容
2.2了解平衡电能的具体步骤。
2.3了解工厂供电系统计算电能损耗的方法。
3．工厂的功率因数及其对供电系统的影响，要求达到“识记”层次。
3.1了解工厂供电系统中常用的功率因数的意义及计算方法。
3.2知道功率因数对供电系统的影响。
4．提高自然功率因数，要求达到“简单应用”层次。
4.1掌握感应电动机的合理选用。
4.2掌握变压器的合理使用。
4.3掌握采用同步电动机提高自然功率因数。
第七章工厂供电系统的电压质量
（一）考核知识点
1、电压的偏移及其调节
2、电压的波动及其抑制
（二）自学要求
学习本章的目的：
熟练掌握电网中电压损失的计算方法，并合理的选择导线的截面。
理解电压偏移的含义，了解变压器对电压偏移的影响，掌握电压偏移的计算及其调节。
知道电压波动的概念及其抑制措施。
（三）考核要求
1．电压的偏移及其调节，要求达到“简单应用”层次。
1.1熟练掌握电网中的电压损失。
1.2理解电压偏移的含义。
1.3了解变压器对电压偏移的影响。
1.4掌握电压偏移的计算及其调节。
2．电压.的波动及其抑制，要求达到“识记”层次。
2.1理解电压波动的概念。
2.2了解带有剧烈变化负荷的电气设备工作时电压波动的估算。
2.3知道减少电压波动的抑制措施。
第八章工厂照明
（一）考核知识点
1、工厂照明的基本概念
2、合理选择光源
3、灯具的选择和布置
4、照度计算
（二）自学要求
通过本章的学习：
掌握工厂照明的基本概念。
在此基础上，要求做到：
根据工厂的实际情况，能合理选择光源；正确选择灯具及能绘制工厂照明设备布置图；同时还能使用多种方法，进行照度计算，以满足“规范”要求。
（三）考核要求
1．工厂照明的基本概念，要求达到“识记”层次。
1.1掌握工厂照明的基本概念。
1.2知道合理照明的要素。
2．合理选择光源，要求达到“识记”层次。
2.1知道光源分类。
2.2理解光源的性能。
2.3掌握光源的合理选择。
3．灯具的选择和布置，要求达到“识记”层次。
3.1了解灯具的特性和分类。
3.2掌握灯具型式的选择。
3.3掌握灯具的布置。
4．照度计算，要求达到“识记”层次。
4.1使用利用系数法，进行照度计算。
4.2使用概算曲线法，进行照度计算。
4.3使用比功率法，进行照度计算。
4.4使用逐点计算法，进行照度计算。
三、有关说明和实施要求
（一）关于大纲中有关术语的说明
在本大纲的“考核要求”中提出了“识记”、“领会”、“简单应用”和“综合应用”等四个能力层次，它们之间是递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上。
它们的含义是：
1、“识记”：
能知道本章、节有关的名词、概念、本章、节知识的正确认识和表达。
（考题中占20%）
2、“领会”：
在“识记”的基础上，能全面把握基本概念和原理的区别与联系。
（考题中占30%）
3、“简单应用”：
在“领会”的基础上，能用学过的一、二个知识点，综合分析和解决简单的问题。
（考题中占30%）
4、“综合应用”：
在“简单应用”的基础上，能用学过的多个知识点，综合分析和解决较复杂的问题。
（考题中占20%）
（二）教材与自学时数分配的建议
1、自学教材：
《工厂供电》，苏文成主编，机械工业出版社，2003年7月第2版。
2、自学时数分配的建议：
内容
自学时数
第一章绪论
4
第二章负荷计算
18
第三章工厂供电系统
12
第四章短路电流计算及电气设备的选择与校验
40
第五章工厂供电系统的保护及供电自动化
30
第六章节约电能与提高工厂供电系统的功率因数
24
第七章工厂供电系统的电压质量
10
第八章工厂照明
12
合计
150
（三）学习方法指导
为了帮助应考者提高自学效果，下面结合本课程的特点，提出几点建议，供自学参考。
1、学习《工厂供电》课程，掌握行之有效的学习方法是至关重要的。
首先，对要求学习的章节，最起码要通读一遍。
通读的目的是明确本章的内容和要求，知道哪些内容是简单的，哪些内容是复杂的，哪些内容是难点和重点；其次是精读各章。
对于难点和重点的章节要反复学习，反复推敲，深刻理解，力求把这些问题弄得清楚、明白。
例如，第二章的“确定计算负荷的系数”，教材中所述的系数较多（需要系数、利用系数、形状系数和附加系数），且比较抽象，同时容易产生系数与负荷计算联系不起来，有似懂非懂的现象。
但该节内容，对下一节“求计算负荷的方法”是重要的，而且是必不可少的。
针对这种现象，应重点掌握：
进行负荷计算取决于四（或六）种系数，而系数的取得要依靠负荷曲线（同类工厂的负荷曲线）。
那么，最早的负荷曲线是从哪里来的呢？
靠实测。
因此，可简写为：
负荷计算→系数→负荷曲线→最早的负荷曲线→实测
这样一表示，它们之间的关系就一清二楚了。
2、《工厂供电》课程中的有关电路图、原理图、相量图、波形图、接线图和展开图等图形及表格，是帮助应考者理解有关概念，理解有关理论的好资料，借助于这些资料的启示，可引导应考者进行更深层次的思考。
例如，第三章中的总降压变电所接线图、车间变电所接线图和工厂厂区高压配电电路的接线图等等。
3、《工厂供电》课程是一门实践性很强的课程，着重于它的应用。
教材中的许多计算公式，有的是从理论推导得来的，有的是从分析得来的，有的是反复实践的基础上得来的经验公式，依靠这些公式，才能进行计算和设计。
如这些公式含义不理解，公式不会用，就无从进行有关设计。
例如：
第四章中的“短路电流的计算”，粗看起来，觉得很困难。
该章理论分析多，计算公式多，概念又多，而且比较抽象，
在本课程中，它是难点。
但只要掌握了一定的决窍，依照一定的顺序，便可把这一难点迎刃而解。
“短路电流的计算”，说到底就是总电抗的计算，只要总电抗计算出来了，短路电流就不难求出。
至于总电抗的计算，主要是依赖于电路的串联和并联、欧姆定律和电路简化技巧等电路常识，即遵循如下顺序；
电工原理→
同时辅以一定数量的计算题目，进行适当练习，便可熟练掌握短路电流的计算。
4、应考者复习迎考时，应仔细阅读本大纲中各章的考核要求，并按此要求，认真准备。
结束某章学习时，可按大纲的考核知识点做些有针对性的题目，以利自我考核和自我小结。
（四）对社会助学的要求
1、社会助学单位和辅导教师应熟知本大纲的各项要求和规定。
2、辅导教师进行辅导时，应采用本大纲中指定的自学教材，并以本大纲为依据，不得任意增、删内容或更改要求。
3、辅导时应重视基础，根据应考者的特点有针对性的制定和实施教学计划。
（五）关于命题与考试的若干规定
1．本大纲各章考核知识点中所列各点细目均属考试内容。
试题应基本覆盖到各章。
2．试卷中试题的比例一般应遵守下列标准：
（1）在内容上大致比例为：
理论、分析和概念部分︰计算部分=25%︰75%。
（2）在知识点的能力层次上大致比例为：
“识记”︰“领会”︰“简单应用”︰“综合应用”
=20%︰30%︰30%︰20%。
（3）难易程度大致比例为：
易︰中等︰难︰较难=20%︰30%︰30%︰20%。
3．试题题型可以有：
选择题、填充题、原理分析题、问答题、计算题和综合应用题等。
4．考试评分采用百分制，60分为及格，考试时间为150分钟。
考试时只准携带笔、小型三角尺、橡皮及一般常用计算器。
5．考试形式：
闭卷。
试题题型举例：
（一）用电负荷有哪几级？
它们对供电有什么要求？
在自学教材图1-1电力系统示意图中有无该几级用电负荷（注：
不管有或无均要求简单说明）？
（二）某机修车间380V线路上：
1.接有冷加工机床电动机若干台，共60kW；通风机5.6kW，2台；电阻炉2kW,2台；母线装设电容器Q=10kvar。
2.另有单相380V对焊机46kVA，3台，FC=50%，cosψ2=0.5，分别接于AB、BC和CA相；51kVA，2台，FC=65%，cosψ2=0.54，分别接于AB和CA相；32kVA，1台，FC=65%，cosψ2=0.54，接于BC相。
已知：
用电设备组的需要系数为
Kd1=0.14~0.16，cosψ1=0.50，tanψ1=1.73
Kd2=0.75~0.85，cosψ2=0.80~0.85，tanψ2=0.75~0.62
Kd3=0.70~0.80，cosψ3=0.98，tanψ3=0.20
又需要系数的同期系数KΣ=0.7~0.8；单相总功率因数cosψ=0.50。
试求：
该线路的计算负荷。
（三）在变配电所的主接线中，什么叫内桥结线？
什么叫外桥结线？
请绘制低压端为6回进线供电的外桥结线图（要求：
注明各种电气设备的符号及代号）。
（四）图一为供电给某工厂的电力系统图，请计算各短路点三相短路时的短路有关参数：
（图中标明了计算所需要的技术数据）。
图一
（五）电力变压器的气体继电器保护装置与纵联差动保护的作用有何区别？
在纵联差动保护中：
1、正常运行时保护是否动作？
2、外部故障时保护是否动作？
3、变压器内部发生相间短路时保护是否动作？
为什么？
（六）某三相交流供电系统（图二），电压为10kV，各用电设备的功率因数均为0.8，已知，γ0=0.75Ω/km，X0=0.37Ω/km，试求其电压损失为多少？
1400m900m800m
A
60kW100kW40kW
图二
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