“供用電系統課程設計”的教學改革與探索

陳亞愛,周京華,李正熙,樊生文

(北方工業大學北京市電力電子與電氣傳動工程研究中心,北京 100144)

0 引言

“供用電系統”課程在我校的電氣工程及其自動化專業的培養計劃中是一門專業必修課,該課程的特點是:涉及面廣,實踐性強,既有結構分析、工程計算,又有基本理論和概念,是一門實用性很強的專業技術課[1]。與該課程相配套又設置了“供用電系統課程設計”,以加強實踐性教學環節和工程訓練,強化對學生綜合設計能力的培養。為了達到培養計劃設定的目標,近年來,在運用傳統的課程設計的教學方法的基礎上,以培養學生工程設計能力、提高綜合素質為目標,對“供用電系統課程設計”實踐環節進行了改革與探索,取得了很好的教學效果。

1 合理布置課程設計任務

供用電工程設計一般分為方案設計、初步設計和施工圖設計三個階段[2]。其中初步設計的主要步驟和內容為[3]:

(1)收集和供電設計有關的原始資料;

(2)按工程總體規劃確定的方案計算企業所需的最大用電量和年電能需要量;

(3)和供電部門協調確定企業的供電電壓及進線的接線方式,簽訂供電協議;

(4)確定企業的總體供電方案;

(5)主要電器設備的選擇及主要材料的需要量計算;

(6)編寫設計說明書;

(7)繪制設計圖紙;

(8)編制各種表格和設備材料清單。

供用電工程設計又主要包括工廠變配電所設計、工廠高壓配電線路設計、車間低壓配電線路設計、電氣照明設計等。

課程設計的深度和廣度,應視學生的專業知識水平和課程設計時間長短而定。目前我校設置的供用電系統課程設計的時間為兩周,因此,供用電課程設計一般是選做工廠變配電所初步設計。

工廠變配電所設計包括以下基本內容[4]:

①負荷計算及無功功率補償。

②變配電所所址和型式的選擇。

③變電所主變壓器臺數、容量及類型的選擇(配電所不包括此項)。

④變配電所主結線方案的設計。

⑤短路電流的計算。

⑥變配電所一次設備的選擇。

⑦變配電所二次回路方案的選擇及繼電保護裝置的選擇與整定。

⑧變配電所防雷保護與接地裝置的設計。

⑨編寫設計說明書及主要設備清單。

⑩繪制變配電所主結線圖、平面圖和必要的剖面圖等。

要在兩周內使學生完成上述內容的一個變配電所設計是有一定難度的,需要教師根據“供用電系統”課程教授情況合理給出設計任務書。

為了避免抄襲,使每個學生都能真正通過設計得到供用電系統方面的工程訓練,給全體學生下達的課程設計任務書沒有一份是相同的。也就是說,每份設計任務書中的負荷情況各不相同,各車間的位置和廠區平面布置圖也不盡相同,但為了便于教師指導和學生們之間的交流與學習,各份任務書的負荷用電規模是比較接近的。

總之,合理布置課程設計任務,任務書不盡相同,能有效地避免學生之間的抄襲,也增強了學生設計興趣。

2 加強課程設計的過程管理

為了充分、合理利用好整個兩周的課程設計時間,真正達到預期的設計目標,不光需要合理布置設計任務,還需要加強課程設計過程的管理,這樣才能使課程設計達到預期的教學目的。

以往的課程設計,教師下達設計任務書后,要求學生自己查閱相關的設計手冊開展設計,教師在辦公室答疑,解答學生在設計中遇到的問題。而我們目前面對的學生是80后、90后,他們基本上是獨生子女,多數人從小到大什么事都由父母安排,主觀能動性的意識不強。實際情況是,一方面,學生們往往是第1周基本不做或花很少的時間用在課程設計上,而在課程設計時間接近尾聲時,才著急設計,用幾天的時間完成原本2周的課程設計任務,造成前松后緊,完不成規定的設計任務或不能很好地完成設計任務;另一方面,學生們沒有相應工程實踐經驗和不熟悉相關的設計規程和技術標準,使課程設計的效果很不理想。若教師還沿用以往的做法,等著學生來答疑,就無法達到課程設計設定的教學目標。根據學生缺乏實踐經驗和主觀能動性不夠的特點,教師就不能在辦公室等學生來答疑,而是要主動“出擊”,及時、正確引導學生自主學習,查閱相關的供電設計手冊、法規和技術標準,明確供電設計中與建筑、結構、給排水、暖通空調以及電氣專業內部的配合[5],在有效的時間內很好地開展課程設計。具體的做法是將兩周的課程設計時間即十整天,分成上午和下午二十個單元,按照變電所設計流程安排,每個單元都有具體的內容和要求如“表1課程設計教學時間安排”所示。

表1 課程設計教學時間安排

從表1可見,二十個單元內容是緊扣變電所設計流程,并按照變電所設計內容合理安排的。其中,有教師的指導與學生的討論和交流;有教師的檢查和學生匯報;還有學生的自主設計時間和預習所學過的知識,這就形成了良性的開展課程設計的進程,對學生的管理和監督是能夠到位的,課程設計的教學是一個完整的過程,也就能正確、有效地指導學生們開展供電課程設計。

3 結語

通過電氣工程及其自動化05、06兩屆的教學實踐,學生們普遍感到課程設計很有收獲,“供用電系統課程設計”的質量明顯提高。真正做到了使學生通過課程設計,既獲得了供用電系統方面的工程訓練,又鞏固了對供用電系統理論知識的掌握。供用電系統課程設計的改革,也為其他課程設計的教學改革提供一種思路。

提高教學質量,培養符合社會需求的人才是永恒的主題。進一步在教學實踐中完善課程設計的過程管理,不斷改革,培養出適應社會發展的應用性高級專門人才是教師追求的目標。

[1]陳亞愛.“供電課程設計”的隨課設計教學實踐.北方工業大學教改論文集.北京:海軍出版社,2002

[2]劉介才主編.工廠供電簡明設計手冊.北京:機械工業出版社,1993

[3]王建南.工業企業供電課程設計及實驗指導書.北京:冶金工業出版社,1997

[4]劉介才主編.工廠供電設計指導.北京:機械工業出版社,1999

[5]翁雙安主編.供配電工程設計指導.北京:機械工業出版社,2008