“供用电系统课程设计”的教学改革与探索

2011-04-26陈亚爱周京华李正熙樊生文

电气电子教学学报 2011年1期

陈亚爱,周京华,李正熙,樊生文

(北方工业大学北京市电力电子与电气传动工程研究中心,北京 100144)

0 引言

“供用电系统”课程在我校的电气工程及其自动化专业的培养计划中是一门专业必修课,该课程的特点是:涉及面广,实践性强,既有结构分析、工程计算,又有基本理论和概念,是一门实用性很强的专业技术课[1]。与该课程相配套又设置了“供用电系统课程设计”,以加强实践性教学环节和工程训练,强化对学生综合设计能力的培养。为了达到培养计划设定的目标,近年来,在运用传统的课程设计的教学方法的基础上,以培养学生工程设计能力、提高综合素质为目标,对“供用电系统课程设计”实践环节进行了改革与探索,取得了很好的教学效果。

1 合理布置课程设计任务

供用电工程设计一般分为方案设计、初步设计和施工图设计三个阶段[2]。其中初步设计的主要步骤和内容为[3]:

(1)收集和供电设计有关的原始资料;

(2)按工程总体规划确定的方案计算企业所需的最大用电量和年电能需要量;

(3)和供电部门协调确定企业的供电电压及进线的接线方式,签订供电协议;

(4)确定企业的总体供电方案;

(5)主要电器设备的选择及主要材料的需要量计算;

(6)编写设计说明书;

(7)绘制设计图纸;

(8)编制各种表格和设备材料清单。

供用电工程设计又主要包括工厂变配电所设计、工厂高压配电线路设计、车间低压配电线路设计、电气照明设计等。

课程设计的深度和广度,应视学生的专业知识水平和课程设计时间长短而定。目前我校设置的供用电系统课程设计的时间为两周,因此,供用电课程设计一般是选做工厂变配电所初步设计。

工厂变配电所设计包括以下基本内容[4]:

①负荷计算及无功功率补偿。

②变配电所所址和型式的选择。

③变电所主变压器台数、容量及类型的选择(配电所不包括此项)。

④变配电所主结线方案的设计。

⑤短路电流的计算。

⑥变配电所一次设备的选择。

⑦变配电所二次回路方案的选择及继电保护装置的选择与整定。

⑧变配电所防雷保护与接地装置的设计。

⑨编写设计说明书及主要设备清单。

⑩绘制变配电所主结线图、平面图和必要的剖面图等。

要在两周内使学生完成上述内容的一个变配电所设计是有一定难度的,需要教师根据“供用电系统”课程教授情况合理给出设计任务书。

为了避免抄袭,使每个学生都能真正通过设计得到供用电系统方面的工程训练,给全体学生下达的课程设计任务书没有一份是相同的。也就是说,每份设计任务书中的负荷情况各不相同,各车间的位置和厂区平面布置图也不尽相同,但为了便于教师指导和学生们之间的交流与学习,各份任务书的负荷用电规模是比较接近的。

总之,合理布置课程设计任务,任务书不尽相同,能有效地避免学生之间的抄袭,也增强了学生设计兴趣。

2 加强课程设计的过程管理

为了充分、合理利用好整个两周的课程设计时间,真正达到预期的设计目标,不光需要合理布置设计任务,还需要加强课程设计过程的管理,这样才能使课程设计达到预期的教学目的。

以往的课程设计,教师下达设计任务书后,要求学生自己查阅相关的设计手册开展设计,教师在办公室答疑,解答学生在设计中遇到的问题。而我们目前面对的学生是80后、90后,他们基本上是独生子女,多数人从小到大什么事都由父母安排,主观能动性的意识不强。实际情况是,一方面,学生们往往是第1周基本不做或花很少的时间用在课程设计上,而在课程设计时间接近尾声时,才着急设计,用几天的时间完成原本2周的课程设计任务,造成前松后紧,完不成规定的设计任务或不能很好地完成设计任务;另一方面,学生们没有相应工程实践经验和不熟悉相关的设计规程和技术标准,使课程设计的效果很不理想。若教师还沿用以往的做法,等着学生来答疑,就无法达到课程设计设定的教学目标。根据学生缺乏实践经验和主观能动性不够的特点,教师就不能在办公室等学生来答疑,而是要主动“出击”,及时、正确引导学生自主学习,查阅相关的供电设计手册、法规和技术标准,明确供电设计中与建筑、结构、给排水、暖通空调以及电气专业内部的配合[5],在有效的时间内很好地开展课程设计。具体的做法是将两周的课程设计时间即十整天,分成上午和下午二十个单元,按照变电所设计流程安排,每个单元都有具体的内容和要求如“表1课程设计教学时间安排”所示。

表1 课程设计教学时间安排

从表1可见,二十个单元内容是紧扣变电所设计流程,并按照变电所设计内容合理安排的。其中,有教师的指导与学生的讨论和交流;有教师的检查和学生汇报;还有学生的自主设计时间和预习所学过的知识,这就形成了良性的开展课程设计的进程,对学生的管理和监督是能够到位的,课程设计的教学是一个完整的过程,也就能正确、有效地指导学生们开展供电课程设计。