《電氣工程課程設計》課程教學大綱

《電氣工程課程設計》教學大綱課程名稱：電氣工程課程設計（Coursedesignforelectricalengineering）課程編碼：1501SJ017 課程類別：工程實踐-必修學 分：2分 周 數(shù)：2周適用專業(yè)：電氣工程及其自動化先修課程：電力電子技術、電力系統(tǒng)分析、發(fā)電廠電氣部分、高電壓技術等一、課程性質(zhì)電氣工程課程設計是電氣工程及其自動化專業(yè)一門工程實踐教學環(huán)節(jié)，是學習完《電力電子技術》、《電力系統(tǒng)分析》、《發(fā)電廠電氣部分》、《高電壓技術》等課程后一次較全面的綜合實訓。本設計的任務是使學生獲得電力系統(tǒng)的基本理論和分析方法，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力，訓練綜合運用所學的基礎理論知識，結合電力系統(tǒng)的原理和方法，完成電力系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)，樹立嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，培養(yǎng)學生規(guī)范的工程意識、團隊合作精神，使學生具備良好職業(yè)道德和知識產(chǎn)權意識，樹立職業(yè)理想和家國使命感；培養(yǎng)學生調(diào)查研究、查閱技術文獻資料、運用計算機工具、編寫技術文檔，從而使基礎理論知識得到鞏固、加深和系統(tǒng)化，加強學生的實際動手能力、分析問題與解決問題能力,培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識，為畢業(yè)后從事電力設計方面的工作打下堅實的實踐基礎。二、課程目標1、價值目標多閱讀相關科技文獻資料，多角度了解計算機前沿技術，多了解發(fā)達國家發(fā)展現(xiàn)狀，形成強烈的愛國情懷，激勵學生奮發(fā)學習、刻苦鉆研，樹立職業(yè)理想和家國使命感。鼓勵學生樹立嚴肅、嚴密、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，必須按時、按質(zhì)、按量完成課程設計。讓學生認識到具備良好職業(yè)道德的重要性，突顯工匠精神與科研態(tài)度。自由組隊，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作、互助友愛與紀律觀念、責任心及正確的社會價值取向，突顯人文精神；自由選題，鼓勵學生創(chuàng)新思維，引導學生尊重他人勞動成果，培養(yǎng)知識產(chǎn)權意識，并教育學生在未來工作中樹立正確的法律意識、保密意識。2、知識和能力目標1、熟練掌握潮流計算、配電網(wǎng)結構等基本概念，根據(jù)系統(tǒng)的工作原理和方法，考慮實際系統(tǒng)的成本、安全、可操作性等約束條件，完成電氣工程課程設計方案的初步設計（畢業(yè)要求3.4）；2、掌握潮流手工計算與計算機算法功能、配電網(wǎng)主接線設計、雷電沖擊電壓充電回路類型等內(nèi)容，對設計內(nèi)容進行工程建模，擬定設計方案，完成電氣工程系統(tǒng)各模塊的設計工作（畢業(yè)要求4.1）；3、利用MATLAB軟件實現(xiàn)潮流計算機算法功能和雷電沖擊電壓發(fā)生器的仿真，對設計方案的結果進行有效判斷（畢業(yè)要求5.3）。課程目標與畢業(yè)要求指標點對應關系課程目標畢業(yè)要求指標點課程目標13.4在設計系統(tǒng)時，能夠考慮系統(tǒng)成本、安全、環(huán)保、可操作性等多方面的約束條件，滿足用戶設計需求課程目標24.1能夠基于電氣工程領域中科學原理和文獻研究，對電氣設備與電力系統(tǒng)中復雜工程問題進行工程建模，擬定解決方案，選擇研究路線課程目標35.3能夠選擇和使用先進電子儀器設備或計算機軟件工具，搭建實驗平臺，對復雜電氣工程問題進行模擬和測試，并能對測試結果有效性進行判斷、對結果反映的問題進行科學地診斷分析，能理解實驗環(huán)境與實際工程環(huán)境之間的差異性三、課程設計內(nèi)容與基本要求在進行課程設計時，統(tǒng)一給出4個參考題目，學生選擇其中的一個題目進行開發(fā)，也可以自己選擇這4個之外的其它題目。如果選擇參考題目之外的題目，應該先由指導教師進行題目可行性分析，確定所選題目是否符合課程設計要求，若題目符合課程設計要求，才可以作為最后的課程設計選題。所給出的4個參考題目和基本要求如下：題目一：電力系統(tǒng)潮流計算基本要求：熟悉電力系統(tǒng)綜合自動化試驗臺和電力系統(tǒng)微機監(jiān)控試驗臺，利用試驗臺每組自行制定所設計電力網(wǎng)絡的初步方案；做電力系統(tǒng)潮流計算的計算機算法，并對計算機算法和手工算法的兩種算法進行比較；設計并打印出系統(tǒng)潮流方向改變后的網(wǎng)絡分布圖（跟前方案對比），說明改變系統(tǒng)潮流分布的方法。題目二：變配電所設計基本要求：原始資料的分析、負荷計算及無功功率補償計算；變配電所所址和型式的選擇；變配電所主接線方案的設計；短路電流的計算和變配電所一次設備的選擇。題目三：高、低壓配電線路設計基本要求：高、低配電線路方案的確定；負荷計算，導線和電纜的選擇；防雷保護和接地裝置的設計。題目四：雷電沖擊電壓發(fā)生器的設計基本要求：充電回路方案的確定；回路充電電阻、波頭、波尾電阻參數(shù)計算；球隙大小設計和距離的計算；雷電沖擊電壓測量裝置、沖擊電壓觸發(fā)器的設計；雷電沖擊電壓發(fā)生器的仿真電路設計。該課程設計為實踐教學環(huán)節(jié)，時限為2周。課程設計教學內(nèi)容及學習要求教學內(nèi)容學時支撐課程目標布置課程設計任務布置設計任務，確定課設題目提出設計要求及時間安排熟悉任務書中各個題目的設計內(nèi)容介紹典型設計范例1天1確定設計方案查閱參考文獻和資料綜合運用電氣工程相關課程的基本理論和方法確定設計方案。1天1方案參數(shù)詳細計算及對應仿真電路設計，結果驗收學生根據(jù)設計方案，計算電壓電流參數(shù)根據(jù)參數(shù)選擇，查閱工具書選擇合理設備對系統(tǒng)的功能指標進行測試分析研究系統(tǒng)的性能結果驗收回答同學和老師的提問7天2、3報告編寫根據(jù)報告編寫要求，完成報告1天2、2、3四、教學方法根據(jù)本課程設計綜合性及實踐性強的特點，以學生為主體，在教師的指導下，完成電氣工程設計的各項任務。本課程設計包括設計方案制定、參數(shù)計算、結果驗收與報告撰寫等實踐環(huán)節(jié)。教學活動安排在示范中心和教室進行。主要環(huán)節(jié)如下：方案制定：選擇題目，根據(jù)題目要求查閱網(wǎng)絡，收集與課題的有關資料，并對所獲取的資料進行閱讀分析，寫出整個系統(tǒng)的設計方案，經(jīng)指導老師檢查確認。編程調(diào)試：按照系統(tǒng)的設計方案，學生獨立完成參數(shù)計算、設備選型，在此過程中，教師進行指導答疑，鼓勵同學之間相互學習。結果驗收：教師對完成情況進行驗收，包括：系統(tǒng)的功能、仿真電路的結構、系統(tǒng)的性能指標。報告撰寫：撰寫課程設計內(nèi)容的報告，掌握報告撰寫規(guī)范。在報告撰寫期間，鼓勵同學之間討論、交流各自的成果、認識，相互啟發(fā)，培養(yǎng)團隊協(xié)作意識。在此過程中，教師進行指導和檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題，并與學生進行討論，引導學生分析和解決問題。五、考核與成績評定方式考核標準與成績評定課程設計考核包括程序編寫、結果驗收等。課程設計考核成績評價標準基本要求評價標準優(yōu)秀（0.9-1）良好（0.7-0.89）合格（0.6-0.69）不合格（0-0.59）按照課程設計的計劃按照課程設計的計劃按照課程設計的計按照課程設計的按照課程設計的安排進行出勤。根據(jù)安排能夠不缺勤。根劃安排偶爾缺勤。計劃基本不缺計劃安排經(jīng)常不課程設計的應用需求據(jù)課程設計的應用需根據(jù)課程設計的應勤。根據(jù)課程設出勤。根據(jù)課程進行系統(tǒng)設計，計算求能完整地計算參數(shù)用需求能較完整地計的應用需求能設計的應用需求參數(shù)與校驗選型實與校驗選型實現(xiàn)。對計算參數(shù)與校驗選基本完整地進行不能完整地進行現(xiàn)。對系統(tǒng)方案及設系統(tǒng)方案及設備參數(shù)型實現(xiàn)。對系統(tǒng)方計算參數(shù)與校驗計算參數(shù)與校驗備參數(shù)進行驗收，完進行驗收，很好完成案及設備參數(shù)進行選型實現(xiàn)。對系選型實現(xiàn)。對系成系統(tǒng)的功能,陳述系統(tǒng)的功能,正確陳驗收，較好完成系統(tǒng)方案及設備參統(tǒng)方案及設備參所完成的系統(tǒng)關鍵參述所完成的系統(tǒng)關鍵統(tǒng)的功能，較正確數(shù)進行驗收，基數(shù)進行驗收，完數(shù)設計原理和回答提參數(shù)設計原理和回答陳述所完成的系統(tǒng)本完成系統(tǒng)的功成系統(tǒng)的部分功出的問題。提出的問題。關鍵參數(shù)設計原理能，基本正確地能，不能完整地和回答提出的問陳述所完成的系陳述所完成的系題。統(tǒng)關鍵參數(shù)設計統(tǒng)關鍵參數(shù)設計原理和回答提出原理和回答提出的問題。的問題。課程設計報告成績，實驗報告內(nèi)容包括：課程設計目的、基本原理、內(nèi)容及步驟、結果及分析、總結。課程設計報告評價標準基本要求評價標準優(yōu)秀（0.9-1）良好（0.7-0.89）合格（0.6-0.69）不合格（0-0.59）掌握報告的書寫技能，報告格式規(guī)范，內(nèi)容報告格式規(guī)范，內(nèi)報告格式基本報告格式不規(guī)利用電氣工程的基本概完整；對系統(tǒng)內(nèi)容進容完整；對系統(tǒng)內(nèi)規(guī)范，內(nèi)容基本范，內(nèi)容不夠完念和基礎知識，對系統(tǒng)行具體客觀的描述。容較客觀的描述。完整；對系統(tǒng)內(nèi)整；對系統(tǒng)內(nèi)容內(nèi)容進行具體客觀的描能夠?qū)ο到y(tǒng)的數(shù)據(jù)對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和結容基本能客觀不能客觀的描述。能夠?qū)ο到y(tǒng)的數(shù)據(jù)和結果進行歸納、綜果進行歸納、綜合的描述。對系統(tǒng)述。對系統(tǒng)的數(shù)和結果進行歸納、綜合合分析合理，自我總分析較合理，自我的數(shù)據(jù)和結果據(jù)和結果沒有分析與準確表達。結得當，表達準確?？偨Y較得當，表達進行歸納、綜合詳細分析，自我較準確。分析基本合理，總結不夠完整。自我總結和表達基本準確。成績評定：過程考核*70%+設計報告*30%。過程考核包含程序編寫、結果驗收，各占比例4:6課程目標達成評價《電氣工程課程設計》課程目標達成評價分析報告一、課程基本信息課程名稱電氣工程課程設計課程性質(zhì)實踐課，必修學時學分2周/2學分開課學期專業(yè)班級考核方式平時+過程+報告任課教師：評價人員：課程組長，任課教師，企業(yè)教師二、課程目標達成評估課程目標支撐指標點課程目標評價數(shù)據(jù)源評價依據(jù)分值平均分達成度值Ki評價方式畢業(yè)要求3.4在設計系統(tǒng)時，能夠考慮系統(tǒng)成本、安全、環(huán)保、可操作性等多方面的約束條件，滿足用戶設計需求目標1：熟練掌握潮流計算、配電網(wǎng)結構、雷電沖擊電壓等基本概念，根據(jù)系統(tǒng)的工作原理和方法，完成電氣工程課程設計方案的初步設計。課設報告T30=100T3=T3T30畢業(yè)要求4.1能夠基于電氣工程領域中科學原理和文獻研究，對電氣設備與電力系統(tǒng)中復雜工程問題進行工程建目標2：掌握潮流手工計算與計算機算法功能、配電網(wǎng)主接線設計、雷電沖擊電壓充電回路類型等內(nèi)容，對設計內(nèi)容進行工程建模，擬定參數(shù)計算T10=100T1=T1T2T10T20結果驗收T20=100T2=模，擬定解決方案，選擇研究路線設計方案，完成電氣工程系統(tǒng)各模塊的設計工作畢業(yè)要求5.3能夠選擇和使用先進電子儀器設備或計算機軟件工具，搭建實驗平臺，對復雜電氣工程問題進行模擬和測試，并能對測試結果有效性進行判斷、對結果反映的問題進行科學地診斷分析，能理解實驗環(huán)境與實際工程環(huán)境之間的差異性目標3：利用MATLAB軟件實現(xiàn)潮流計算機算法功能和雷電沖擊電壓發(fā)生器的仿真，對設計方案的結果進行有效判斷結果驗收T20=100T2=T2T3T20T30課設報告T30=100T3=三、課程評價與分析考核結果總結持續(xù)改進方法六、課程設計參考書［1］何仰贊等編，