供配电工程设计课程教学大纲

课程名称：	供配电工程设计	课程模块编码：	6013A803
周    数：	3	学    分：	3
开课单位：	电信学院
先修课程：	电路、工厂供电、电机学、电气控制与PLC、电气设备与供配电系统
适用专业：	电气工程及其自动化

 

一、课程性质、目的和任务

《供配电工程设计》课程是电气工程及其自动化专业学生必修的集中实践环节，也是完成本课程教学计划的一个重要的教学环节。设计的目的是使学生巩固所学的电力工程基础理论知识，接受实际工程设计的初步训练，掌握中小型企业供配电系统设计的一般方法、内容和步骤。主要任务是通过设计巩固和加深学生所学的专业理论知识；结合工程或生产的实际问题，锻炼学生分析和解决实际问题的能力；提高学生使用技术资料、进行计算和绘图以及编写技术文件的技能。掌握设计的步骤和方法，学会运用规程、规范、手册和参考资料。本课程主要支撑毕业要求2.2、2.3、3.1、4.2、4.3、5.1、6.1、6.2、6.3、7.1、7.2、7.3、8.3、9.1、9.2、9.3、10.1、10.2、11.3、12.2达成。

通过本课程的学习，达到以下教学目标：

1、问题分析

能够运用工厂供电、电机学、电气控制与PLC、电气设备与供配电系统等课程的基本知识，进行厂房的负荷计算以及无功功率补偿。

2、设计/开发解决方案

能够设计工厂的主接线设计，选择合适的主接线设计方案，并进行短路电流计算。

3、研究

    能够主要电气设备进行选择与校验，按照安全、可靠、合理、经济的原则确定变电所主变压器的台数、容量和类型。根据短路电流选择和校验主要电气设备；选择和整定继电保护装置。

4、使用现代工具

熟练运用电气CAD软件，根据设计结果绘出该工厂的主接线图纸。

5、工程与社会

具有工程实习经历，掌握电气安全知识。

6、环境保护/可持续发展

能够在工程实践中分析和评价工程实践对环境、社会可持续发展的影响。

7、职业规范

能够在工程实践中理解并遵守职业道德和规范、履行职责。

8、个人和团队

对企业运作模式有认知能力，并在工程实践中体现出团队协作意识。

9、沟通

具备就工程实践问题进行有效沟通的能力，能够独立撰写实训报告和进行技术文档演示与说明。

10、终身学习

具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。

 

 

表1 课程教学目标对专业毕业要求的支撑

 

二、教学内容及教学基本要求

1．负荷计算和无功功率补偿

理解计算负荷的目的；掌握用需要系数法确定三相用电设备计算负荷。

2．电气主接线设计

 掌握高压配电所的主接线图设计；

 掌握车间和小型变电所的主接线图设计；

 掌握工厂总降压变电所的主接线图设计；

 掌握了解变配电所的送电和停电操作，电力变压器和配电装置的运行维护。

3．短路电流计算

掌握采用标幺制法计算短路电流；

掌握两相短路电流的计算；

    掌握短路电流的电动力效应和动稳定度校验，短路电流的热效应和热稳定度校验。

4．主要电气设备选择与校验

 掌握高压熔断器，高压负荷开关，高压开关柜的选择与校验；

 掌握高压隔离开关，高压断路器，高压一次设备的选择与校验；

 掌握低压刀开关和负荷开关，低压熔断器式刀开关，低压配电屏；理解低压熔断器，低压一次设备及其选择与校验；

 掌握变电所主变压器台数和容量的选择，车间变电所变压器台数和容量的选择。

5.线路及主变压器继电保护的整定计算

 掌握熔断器在供电系统中的配置；

 掌握熔断器熔体电流的选择，熔断器的选择；

 掌握带时限的过电流保护，电流速断保护；

 掌握变压器的过电流保护，变压器的电流速断保护，变压器的过负荷保护，变压器的瓦斯保护。

6. 绘出各部分设计图纸

 掌握电气CAD软件，根据设计结果绘出该工厂的主接线图纸。

7．电气安全技术 

 

三、教学进程安排

 

四、教学手段、方法建议

采用企业员工入职培训的方式实施本课程的教学，在教学中由企业工程师现场通过实物演示讲解，再由学生按任务进行操作的方式，使实训接近于真实环境，使学生易于理解掌握所授知识。

课程教学以课堂教学、实验教学、动手操作、分组协作等共同实施。主要采用项目驱动法、实验教学法、案例教学法、模块化教学法等。注重采用师生互动的方法，让学生参与课堂教学，及时发现在学生中普遍存在的问题，及时地加以解决。

五、课程考核方式及要求

本课程考核内容为支撑毕业要求对应的课程目标，主要考查毕业要2.2、2.3、3.1、4.2、4.3、5.1、6.1、6.2、8.3、9.1、9.2、10.1、10.2所对应的课程目标的达成情况。

（一）实践考核内容

（1）负荷计算和无功功率补偿。

（2）电气主接线设计。

（3）短路电流计算。

（4）主要电气设备选择与校验。

（5）线路及主变压器继电保护的整定计算。

（6）绘出各部分设计图纸

（二）考核方式

1．考核方式：考试（）；考查（√）

2．成绩评定：采用（N+2）的考核模式

计分制：百分制（）；五级分制（√）；两级分制（）

采用（N+2）考核模式：考勤考纪（10%）过程考核（40）％；结课考核（50）％
其中过程考核构成：

第一次：常用电工仪表操作；成绩比例：10%

第二次：低压电器和照明设备的安装、故障处理操作；成绩比例：10%

第三次：电机控制线路的安装、故障处理操作；成绩比例：10%

第四次：PLC控制设备的使用、调试与初步设计；成绩比例：10%

过程考核由企业工程师按小组给出平均分，学生个人成绩由每个小组商议决定。

结课考核为5项实践考核内容中的2项，题目由抽签决定，成绩由带队实训教师评定。

六、课程教学目标达成情况评价分析

1. 定量评价

 

需要根据公式逐步计算出每项课程教学目标的达成度。

2. 定性分析

需要针对课程教学目标以及毕业要求分析以下内容：

（1）上次评价中存在的问题，这次改进的情况；

（2）该课程目前存在的问题，以及后续教学过程需要改进的措施。

七、指导教材及参考资料

指导教材：

《工厂供电设计指导》，刘介才主编，机械工业出版社，2000版

参考资料：

1．《电力系统设计手册》，电力工业部电力规划设计总院，中国电力出版社，1998版

2．《电力系统课程设计及毕业设计参考资料》，水利电力出版社，1995版

3．《电力工程电气设计手册》，西北电力设计院，水利电力出版社，1995版

4．《电气设备实用手册》，周文俊主编，水利水电出版社，1999版

5．《工厂供电设计与实验》，王荣藩编著，天津大学出版社，1989版

6．《工厂配电设计手册》，航空工业部第四规划设计院，水利电力出版社，1982版

7．《工厂供电简明设计手册》，刘介才主编，机械工业出版社，1993版

8．《配电系统设计规范》，GB50052-95，中国计划出版社，1996版

 

 

八、课程教学目标与毕业要求关系表

表3 课程教学目标与毕业要求的关系
毕业要求	指标点	电气工程实训
1．工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础、专业基础和专业知识用于解决电气工程及相关领域的复杂工程问题。	1.1 能够运用数学、自然科学和工程基本知识对电气工程领域相关工程问题进行识别、准确表达、分析或求解。
	1.2掌握专业基础知识，并能将其用于电气工程领域相关工程问题的推演和分析，得出有意义的结果。
	1.3 掌握电气工程领域的专业知识，能够对电气工程领域复杂工程问题的数学模型或解决方案进行比较、综合、优选，并提出改进思路。
2．问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献查阅、研究分析电气工程领域的复杂工程问题，获得有效结论。	2.1能够运用数学、自然科学和工程科学的基本原理对电气工程领域复杂工程问题进行数学建模、求解或机理分析。
	2.2能够运用工程科学的基本原理，对电气工程领域的工程实际问题进行识别和准确表达，以满足电气运行维护、工程设计的需要。	M
	2.3能够运用电气工程专业知识对复杂工程问题进行分解、分析和钻研，并结合文献研究得出有效结论。	M
3．设计/开发解决方案：针对电气工程相关领域的复杂工程问题，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。	3.1能够综合运用所掌握的专业知识、技术手段和开发工具，设计满足特定需求的产品或系统。	M
	3.2掌握电气工程设计领域的专业知识、设计方法和工程设计工具，为满足特定需求和标准的电气工程设计项目提供解决方案。
	3.3在电气工程相关领域复杂工程问题设计过程中，体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。
4. 研究：能够基于科学原理并采用科学方法对电气工程领域的复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。	4.1能够针对电气工程领域的工程实际问题进行初步的推理、建模与仿真分析。
	4.2能够运用科学方法设计实验方案、搭建实验平台、获取实验数据。	M
	4.3能够对实验结果进行合理分析、解释，通过信息综合得出合理有效的结论，完善解决方案，并反馈到工程设计和实践中。	L
5．使用现代工具：能够针对电气工程及相关领域的复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。	5.1具有计算机熟练应用和电气图纸绘制的技能。	M
	5.2熟悉C语言、MATLAB、STEP7、PROTEUS、KEIL等软件仿真和在线硬件仿真工具的运用，能对工程问题进行模拟和预测，并理解其局限性。
	5.3能够根据工程实际问题检索文献、查询资料、合理选择技术。
6．工程与社会：能够基于电气工程领域的背景知识进行合理分析，评价复杂工程问题的解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。	6.1了解电气工程技术的发展现状与趋势，具有工程实习和社会实践的经历。	H
	6.2 认识工程问题与社会伦理道德联系，树立正确的工程伦理道德观，具备高度的责任感从事工程活动。	M
	6.3能够评价电气工程领域工程实际问题的解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并能正确理解由于这些影响所应当承担的责任。	L
7．环境和可持续发展：针对电气工程及相关领域的复杂工程问题，能够分析和评价工程实践对环境、社会可持续发展的影响。	7.1理解电气产品及工程项目运行对环境和社会可持续发展可能产生的影响。	L
	7.2能够从经济效益、社会效益、利用效率、污染以及安全隐患多个方面贯彻环境保护和社会可持续发展的理念。	L
	7.3理解电气工程及相关领域的工程实践活动对环境和社会的双重性，判断其可能对人类和环境造成损害的隐患。	L
8．职业规范：具有人文社会科学素养，社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行职责。	8.1 具有人文知识、思辨能力和科学精神。
	8.2了解国情，理解社会主义核心价值观，维护国家利益，具有推动民族复兴和社会进步的责任感。
	8.3能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行职责。	H
9．个人和团队：具有团队精神，能够在多学科背景下的团队承担个体、团队成员以及负责人的角色。	9.1对企业运作的模式有认知能力。	H
	9.2 能够主动与其他学科的成员合作，胜任团队成员的角色与责任。	H
	9.3 具有技术团队的构建、运行、协调和负责的能力。	L
10.沟通：能够就电气工程及其相关领域的复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令，并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。	10.1 具备就电气工程及其相关领域的工程实际问题进行人际交往和口头表达的能力。	H
	10.2 具有撰写设计文稿、技术总结报告及项目申请报告的能力。	H
	10.3 具备一定的外文文献阅读、理解能力和外语交流和沟通能力。
11.项目管理：理解并掌握工程管理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。	11.1 了解电气工程领域工程管理与经济决策基本知识，理解并掌握相应的工程管理与经济决策方法。
	11.2 能够在多学科环境中应用工程管理与经济决策方法进行工程设计与实践。
	11.3 具有初步的项目实施过程中的运行和管理能力。	L
12．终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。	12.1有积极向上的价值观，具备自主学习和终身学习的意识。
	12.2掌握自主文献检索、资料查询及运用现代信息技术跟踪并获取相关信息的基本方法。	L
	12.3能够针对个人或职业发展的需求，采用合适的方法自主学习、自我完善、可持续发展。

九、大纲说明

需要特殊表述的大纲中未尽事宜，如课程改革、整合情况等。

 

 

 

执   笔   人：周璐

参加研讨人员：

审   核   人：关大陆

审   批   人：赵双元