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一、電力工程基礎(chǔ)課程特點(diǎn)

電力行業(yè)貫穿著發(fā)電、輸電、配電、用電四個(gè)環(huán)節(jié)，涉及到發(fā)電廠、輸配電網(wǎng)和用戶。為了保證電力系統(tǒng)安全可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，需要詳細(xì)分析電網(wǎng)運(yùn)行特點(diǎn)、選擇合理的接線形式、選擇滿足要求的電氣設(shè)備、設(shè)置各種保護(hù)措施等等?！半娏こ袒A(chǔ)”作為電力電子方向、自動(dòng)化方向、電機(jī)電器方向以及建筑電氣方向?qū)W生的專業(yè)基礎(chǔ)課，涉及的內(nèi)容包含了上述各方面知識(shí)。課程教材選用中國(guó)電力出版社出版的《電力工程基礎(chǔ)》作為該門課程的教材，該教材為電力行業(yè)的精品教材，同時(shí)配以《電力工程基礎(chǔ)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》一書。

1.課程知識(shí)涵蓋面較廣該課程包含了對(duì)各類型電廠的全面介紹、各類電氣主接線特點(diǎn)與應(yīng)用、輸配電網(wǎng)元件的穩(wěn)態(tài)建模以及潮流與短路計(jì)算分析、電氣設(shè)備的選擇、負(fù)荷特性分析和保護(hù)的設(shè)置等。該門課程的內(nèi)容基本涉及到了電力的各個(gè)環(huán)節(jié)，涵蓋了“發(fā)電廠電氣部分”、“發(fā)電廠動(dòng)力設(shè)備”、“電力系統(tǒng)分析”、“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”等課程的基礎(chǔ)先修內(nèi)容。因?yàn)槭腔A(chǔ)課，與專業(yè)課相比，對(duì)內(nèi)容的教學(xué)深度需要適度的把握。

2.課程理論性強(qiáng)、內(nèi)容較抽象該門課程中的內(nèi)容如輸配電網(wǎng)的運(yùn)行分析、設(shè)備的選擇和校驗(yàn)、保護(hù)的設(shè)置和整定都需要進(jìn)行大量的計(jì)算分析，理論性較強(qiáng)，且一環(huán)扣一環(huán)，相互嵌套，互為作用，如果前修知識(shí)點(diǎn)沒(méi)有理解和掌握，后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)會(huì)更加困難。電力系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)是無(wú)法憑借眼睛直觀觀察，無(wú)論是潮流、電壓、損耗、電流等必須通過(guò)儀表測(cè)量、采集、傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)方能進(jìn)行分析與統(tǒng)計(jì)。設(shè)備選擇如斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器等設(shè)備以及電氣主接線的選擇等都比較抽象。

3.電力行業(yè)快速發(fā)展，相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容需要不斷更新電力行業(yè)快速發(fā)展，技術(shù)不斷推陳出新，如保護(hù)裝置、防雷裝置、調(diào)速裝置、接線方式等的不斷發(fā)展使得課程有些內(nèi)容需要不斷調(diào)整。電網(wǎng)的發(fā)展如分布式電源的引入、特高壓的引入、靈活交流輸電系統(tǒng)的引入、電力市場(chǎng)的不斷發(fā)展等使得電力系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)有所差別，為了能讓學(xué)生跟得上電力技術(shù)的發(fā)展，課程的相關(guān)內(nèi)容也需不斷更新。

二、工程案例教學(xué)的引入

電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院畢業(yè)的學(xué)生大多從事生產(chǎn)一線的工作，需要具有分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，需要具有良好的專業(yè)素質(zhì)和實(shí)踐能力，能從錯(cuò)綜復(fù)雜的現(xiàn)象中抓住本質(zhì)，及時(shí)、準(zhǔn)確地解決工程中遇到的問(wèn)題。這些技能離不開(kāi)對(duì)電力系統(tǒng)原理和系統(tǒng)性知識(shí)的掌握。但單純地根據(jù)課件或教材講原理，學(xué)生難免會(huì)覺(jué)得乏味、枯燥，而且看不到應(yīng)用的前景，主動(dòng)性和積極性都無(wú)法提高。因此，在課堂中適當(dāng)引入工程案例教學(xué)，從案例中讓學(xué)生明白理論同時(shí)學(xué)會(huì)把理論和實(shí)際進(jìn)行結(jié)合，老師也從簡(jiǎn)單的知識(shí)傳授者與灌輸者變成學(xué)生的引導(dǎo)者和促進(jìn)者?！?a href="http://bjhyfc.net/lunwen/nysllw/dlgclw/201501/773712.html" target="_blank">電力工程基礎(chǔ)”課程主要知識(shí)點(diǎn)引入主要的案例分析如下：

1.水電廠和火電廠的運(yùn)行如果只是簡(jiǎn)單根據(jù)流程介紹水電廠從水庫(kù)到尾水管的工作過(guò)程或火電廠概括地闡述風(fēng)、煤、水、蒸汽、煙、塵等系統(tǒng)，則既抽象又顯枯燥。如通過(guò)案例教學(xué)方式，引入實(shí)拍的水電或火電教學(xué)片，讓學(xué)生觀看一遍，然后針對(duì)課件中的相關(guān)知識(shí)結(jié)合教學(xué)片中具體過(guò)程和實(shí)物進(jìn)行講解，學(xué)生會(huì)更容易理解。

2.電氣主接線電氣主接線需要介紹每種接線方式的優(yōu)缺點(diǎn)、倒閘操作、圖形的繪制等。主接線方式有單母線及改進(jìn)接線、雙母線及改進(jìn)接線、一臺(tái)半斷路器接線、單元接線、角型接線、橋型接線等多種接線形式。如果一一介紹各種接線，學(xué)生不但記不住還很容易混淆。根據(jù)收集到的一些電廠和變電站的典型資料，分析具有以上不同接線電廠或變電站特點(diǎn)；再根據(jù)變電站的實(shí)際特點(diǎn)引入接線方式的分析，從實(shí)際到理論，讓學(xué)生主動(dòng)歸納各自的優(yōu)缺點(diǎn)，讓書本知識(shí)形象和生動(dòng)起來(lái)，在生動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生追索知識(shí)的動(dòng)力；同時(shí)，在介紹電廠和變電站接線時(shí)也可以引入一些設(shè)備的介紹，為后面的設(shè)備選擇奠定基礎(chǔ)。倒閘操作也是相對(duì)復(fù)雜的，如母線隔離開(kāi)關(guān)相對(duì)線路隔離開(kāi)關(guān)“先通后斷”或斷路器相對(duì)隔離開(kāi)關(guān)“后通先斷”。學(xué)生總覺(jué)得特別難以理解，而這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的理解正確與否關(guān)乎學(xué)生對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的安全操作，對(duì)人生的保護(hù)。因此，在這個(gè)知識(shí)點(diǎn)上特地根據(jù)實(shí)際操作制作了flash工程設(shè)備操作程序動(dòng)畫，讓學(xué)生觀察違規(guī)操作引起電弧和大面積停電現(xiàn)象，在潛移默化中讓學(xué)生明白道理，無(wú)需復(fù)雜的分析。

3.輸配電網(wǎng)的運(yùn)行分析在給學(xué)生介紹本章的基本概念后，引入電力工程數(shù)字仿真軟件PSASP進(jìn)行電力元件的穩(wěn)態(tài)建模、潮流計(jì)算、短路電流計(jì)算。為了讓學(xué)生便于理解，僅選取5節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)和無(wú)窮大系統(tǒng)作為演示，演示潮流計(jì)算、短路計(jì)算和暫穩(wěn)分析。通過(guò)PSASP良好的人機(jī)交互界面，曲線閱覽室等讓學(xué)生直觀而形象地理解實(shí)際的潮流計(jì)算和短路計(jì)算結(jié)果。當(dāng)然，演示過(guò)程中需要插入原理性的分析，通過(guò)改變?cè)?shù)、電壓水平等觀察計(jì)算結(jié)果的變化，巧妙引入電網(wǎng)運(yùn)行分析原理，避免公式的大量直接推導(dǎo)，讓學(xué)生的興趣和積極性得以提高，主動(dòng)去探索，由“教為中心”過(guò)渡到“學(xué)為中心”。

4.繼電保護(hù)和防雷保護(hù)繼電保護(hù)在“電力工程基礎(chǔ)”這門課中主要講三段式保護(hù)。三段式保護(hù)包括動(dòng)作電流的整定、動(dòng)作時(shí)間的整定、靈敏度的校驗(yàn)等，分析起來(lái)較為復(fù)雜，而且保護(hù)之間的相互配合用語(yǔ)言來(lái)描述反而讓學(xué)生容易混淆。只能通過(guò)軟件模擬實(shí)現(xiàn)工程實(shí)際的典型三段式保護(hù)的整定和動(dòng)作案例，分析不同地點(diǎn)短路時(shí)保護(hù)的動(dòng)作與配合、不同線路參數(shù)和短路方式對(duì)保護(hù)靈敏度的影響。防雷保護(hù)則可以從生產(chǎn)實(shí)際中引入案例，如變電站、電廠等。

三、結(jié)束語(yǔ)

“電力工程基礎(chǔ)”涉及知識(shí)面較廣，重在培養(yǎng)學(xué)生在電力方面的基礎(chǔ)知識(shí)。通過(guò)該門課程的學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生知識(shí)面，讓學(xué)生熟悉電力系統(tǒng)的整個(gè)運(yùn)行狀況，有利于將來(lái)學(xué)生把自己的專業(yè)知識(shí)應(yīng)用于電力系統(tǒng)。該門課程具有較強(qiáng)的理論性、系統(tǒng)性和綜合性。有些章節(jié)內(nèi)容若不引入工程案例分析，會(huì)比較抽象，不利于理解，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣。因此，本文通過(guò)對(duì)上述知識(shí)點(diǎn)案例的引入，豐富課堂內(nèi)容，讓理論與實(shí)踐、教學(xué)片、動(dòng)畫、自編程序等進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，旨在充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)他們利用所學(xué)原理理解問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，讓老師從“說(shuō)者”變成“引者”，讓學(xué)生從“聽(tīng)者”變成“思者”。

作者：江岳文單位：福州大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院