“发电厂电气”课程教学的探索与实践

2012-08-16孙淑琴王应吉

电气电子教学学报 2012年5期

孙淑琴，王应吉，郑凡

(吉林大学仪器科学与电气工程学院，吉林长春 130061)

“发电厂电气”是我院电气工程及其自动化专业的选修课之一，其授课学时为32学时。由于该课程实践性很强，因此在进行课程改革时要充分体现其实用特色，力争做到理论与实践结合，知识与能力并重［1-3］。“发电厂电气”课程与“电力系统分析”、“高电压技术”及“电力系统继电保护”等课程关系密切，由于本课程教学时数相对较少，必须对课程体系和教学内容进行优化。

1 优化课程体系和教学内容

1.1 注重学科之间的联系

随着电力系统网架的发展，大机组、大容量、超高压和分布式等电源并入到整个系统之中，因此该门课程有其独立的系统性，为了使学生对本课程的系统性、内容和特点有感性的认识［4］，采用了如图1所示的课程体系。

图1 相关课程及内容关系框图

1.2 优化教学内容

“发电厂电气”课程内容广量大。我们先从发电厂概述，电力系统能源发电种类、电能传输、配电和用电的全过程，介绍电力系统基本理论及实际应用;主要围绕电气主接线展开，围绕实例，引出电厂的类型，发电、供电和用电相互间的关系，讲清楚主接线中隔离开关及断路器的导闸操作过程;有关通路出现故障则需要经过二次监控、保护、调节和发送信息，从而引出后续二次测量、控制、信号和互感器作用等相关内容;通过分析高压电气主接线方式引出高压及低压厂用电接线形式及电源引接位置。

1.3 加强课程内容之间的有机结合

我们通过电气主接线形式，引出各个主要电气设备的作用及选择方式，而电气设备的选择主要通过短路计算才能正确选择，这样就将电力系统分析中的短路计算理论与计算方法等内容有机的结合起来，围绕实例，指出短路的概念，短路后对设备的影响和危害。我们还引导学生计算三相短路实用工程，指出实用计算时主接线图的化简方法及主要短路点的选择方法，通过短路计算让学生明白短路的危害，短路电流的数量级，从而引出限制短路电流的措施。

这些内容与高电压课程中的灭弧原理和设备绝缘技术等问题进行了紧密的联系，通过计算短路电流，给出开关电器的选择及校验原则。学生最终完成了对一个发电厂从电能输送通路到各个设备的选择、确立，直至搭建起整个通路的全过程，将“发电厂电气”课程的所有内容贯穿到一起。通过以上内容的讲解和学习，还为后续继电保护课程相关内容的学习打下伏笔。

2 更新教学方法和教学手段

2.1 启发式教学

采用多种方式调动学生主动学习的积极性，培养其独立思考问题、分析问题和解决问题的能力。引导学生学会积极和独立的思考与分析问题，从而达到解决问题的目的。

2.2 自学研讨式教学

我们实施了教师讲授、学生自学、典型发言、研讨、小结和讲评等教学环节。采用这种交互式的教学方法，学生能在教师引导下积极主动参与教学活动全过程。从本课程的内容看，有不少部分是适合于自学或适合于课堂讨论的。例如，主接线的基本接线，主接线设计方案比较分析，电气设备的选择与校验，短路电路计算点的选择等。

2.3 实例贯穿式教学

“发电厂电气”课程讲述的是发电厂电气主接线设计与运行的基本理论和计算方法，以及主要电器设备的原理和性能的介绍。为此，我们选择推出一个或两个电站的电气系统为实例。围绕该实例，引导学生深入探究，分析系统的主接线、厂用电接线和分析系统中的各个电气设备的选择及校验方法相关数据，包括二次保护电路的接线形式等，最终完成整个课程的学习。实例中典型电站的选取非常重要，选取时既要考虑普遍性，又要与其它教学环节充分衔接，为此，我们选择了学生认识实习时所参观的电站(长春热电二厂和长春合心变电站等)为授课实例。

2.4 参观认识实习教学

在认识实习的教学内容中，自始至终存在着大量概念，掌握这些概念需要将多种教学手段相结合。如针对火力发电厂认识实习的特点，以到发电厂和变电站现场参观认识为主。在适当的时间可以安排学生观看火力发电厂生产过程、火力发电厂模型、水力发电和输变电等的教学片。

2.5 工程软件仿真教学

在“电力系统分析”和“发电厂电气”等专业课程教学及实践过程中，我们都采用了计算机仿真技术。利用工程设计类专用软件(如ETAP和Power World Simulator)进行整个发电厂从主接线到厂用电接线等实现全过程的仿真。通过软件仿真，使学生真正体会到了电气设备的选择原则，系统的整体稳态运行状况，短路故障对系统的影响，真正领会了系统中各电气设备选择的依据，以及对电气设备进行稳定性校验的必要性。