供電技術(shù)課程改革的探討與研究*

陳建偉 靖大為 黃民德 郭福雁 陳建輝 喬 蕾

(天津城市建設(shè)學(xué)院控制與機(jī)械工程學(xué)院，天津 300384)

0 引言

供電技術(shù)廣泛應(yīng)用于工廠、企業(yè)、民用建筑等行業(yè)，供電系統(tǒng)的設(shè)計、運(yùn)行和管理都與之密切相關(guān)．“供電技術(shù)”作為電氣工程、電氣工程及其自動化專業(yè)相關(guān)課程體系中的一門重要專業(yè)課程，主要涉及供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、設(shè)備、保護(hù)、控制等多項內(nèi)容．在不同的教材和課程中，根據(jù)講授內(nèi)容和側(cè)重點的不同，還常被稱為“工廠供配電技術(shù)”、“供配電技術(shù)應(yīng)用”、“供配電技術(shù)基礎(chǔ)”和“供配電技術(shù)”等［1－2］．

近些年來，隨著科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展，高校課程建設(shè)的不斷跟進(jìn)，很多課程都引入了新技術(shù)新發(fā)展，課程的內(nèi)容和授課模式等都發(fā)生了較大的變化．相對而言，供電技術(shù)這門課程，已滯后于現(xiàn)實的供電技術(shù)水平，在教材、實驗、授課等諸多環(huán)節(jié)諸多方面存在問題，迫切需要進(jìn)行改革．本文旨在探討供電技術(shù)課程在授課教材、實驗工具及教學(xué)模式等方面存在的問題，并根據(jù)我校在供電技術(shù)課程改革中的經(jīng)驗，提出一系列相應(yīng)的改進(jìn)方法．

1 供電技術(shù)課程中存在的問題

目前，供電技術(shù)這門課程主要存在以下問題:

(1)教材陳舊． 多年來，國內(nèi)供電課程教材內(nèi)容與觀念陳舊，雷同率較高，有相當(dāng)數(shù)目的教材尚且停留在“工廠供電”的名稱、概念與內(nèi)容，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于快速發(fā)展的供電系統(tǒng)的工程實際．例如，目前電氣工程專業(yè)畢業(yè)生的重要就業(yè)方向之一是整個供電系統(tǒng)，既包括了工廠企業(yè)的獨立的供電系統(tǒng)的封閉電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，也包括了電力部門的公用供電系統(tǒng)的開放電網(wǎng)結(jié)構(gòu)．再則，伴隨著社會的發(fā)展，供電負(fù)荷的增加，供電系統(tǒng)尤其是城市供電系統(tǒng)，開始呈現(xiàn)出不同的特征，如負(fù)荷密度高，電壓水平高，電壓等級少，遠(yuǎn)動水平高，接地電流大，電站封閉化，電站間距短，電站無人化，線路電纜化，開關(guān)組合化，電氣無油化，電網(wǎng)智能化等，因此，在處理方式上也應(yīng)該相應(yīng)改變，而不應(yīng)延續(xù)之前的處理方法;

(2)實驗環(huán)節(jié)欠缺． 由于供電系統(tǒng)具有高電壓及大電流的特征，如供電系統(tǒng)的額定電壓可達(dá)到110 kV，短路電流可達(dá)到50 kA，這樣的工作環(huán)境無法在一般實驗室實現(xiàn)，因此供電技術(shù)課程幾乎無法進(jìn)行相關(guān)課程實驗．而作為一門具體的工程性課程，單純的課堂講授，很難使學(xué)生建立較為完整的供電系統(tǒng)概念體系．而目前各教儀企業(yè)提供的模擬設(shè)備只能進(jìn)行演示，無法進(jìn)行實驗，且僅限于特定小型變電站的運(yùn)行模擬，嚴(yán)重缺乏整體系統(tǒng)概念，同時費用極高，投入產(chǎn)出比極低［1］;

(3)教學(xué)模式陳舊，授課與實踐脫節(jié)． 供電技術(shù)的教學(xué)與課程實踐聯(lián)系不夠緊密，雖然很多學(xué)校都開設(shè)課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計等實踐環(huán)節(jié)，但效果欠佳．對于供電系統(tǒng)而言，與之相關(guān)的很多內(nèi)容不是邏輯推理，無法看到實際運(yùn)行狀態(tài)，而且學(xué)生難以理解．

因此，學(xué)生在進(jìn)行課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計時，缺乏整體系統(tǒng)概念，不能較好地運(yùn)用所學(xué)內(nèi)容，其設(shè)計前期往往處于不知所措的狀態(tài)．而后期，又因為時間倉促，任務(wù)緊急，不少同學(xué)忙于抄襲或模仿，將設(shè)計模板化，當(dāng)作一道數(shù)學(xué)題來解，未能了解設(shè)計與運(yùn)行的基本思路．

2 供電技術(shù)課程的改進(jìn)方法

針對供電技術(shù)課程存在的問題，我校進(jìn)行了課程改革，教學(xué)質(zhì)量與實踐效果得到了顯著提高．在供電技術(shù)課程改革中，主要完成了下面幾個方面的工作．

(1)撰寫了與當(dāng)今供電水平相符，能夠反映當(dāng)今供電系統(tǒng)特點的新教材． 本校在多年供電教學(xué)與設(shè)計實踐的基礎(chǔ)上，編寫了立足于城市供電系統(tǒng)范疇，適合于當(dāng)今城市供電技術(shù)發(fā)展，區(qū)別于傳統(tǒng)意義上工廠供電概念的教材．例如，書中給出了系統(tǒng)中性點接地方式的演化．這是隨著城市電纜化水平的提高，供電系統(tǒng)出現(xiàn)的新變化．教材中努力做到理論性與工程性相結(jié)合，基本概念與新型技術(shù)相結(jié)合;突出課程內(nèi)容的系統(tǒng)與銜接，以及與相關(guān)課程內(nèi)容的聯(lián)系．同時，還注重各相關(guān)內(nèi)容的解釋、銜接與聯(lián)系，強(qiáng)化了學(xué)生對于供電技術(shù)的深刻理解與系統(tǒng)掌握，以滿足系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備選擇、安裝調(diào)試及運(yùn)行操作等工作的需求;

(2)開發(fā)了能夠應(yīng)用于教學(xué)的《供電系統(tǒng)運(yùn)行模擬軟件》． 針對教材相關(guān)內(nèi)容，本校以模擬環(huán)境替代現(xiàn)場環(huán)境，創(chuàng)新性的開發(fā)了應(yīng)用于教學(xué)的供電系統(tǒng)運(yùn)行模擬軟件．通過對供電系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行模擬實驗和演示，學(xué)生進(jìn)一步強(qiáng)化了系統(tǒng)的概念，深化了對專業(yè)的理解，全面掌握了供電系統(tǒng)的設(shè)計與運(yùn)行規(guī)律;同時通過實驗中的參數(shù)設(shè)置，使學(xué)生深刻體會系統(tǒng)中各參數(shù)對整個系統(tǒng)的意義和影響．該軟件既可作為課堂教學(xué)的輔助工具及實驗教學(xué)的操作平臺，又可補(bǔ)充教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生自發(fā)性與研究性的學(xué)習(xí)．目前，該軟件正在進(jìn)行再開發(fā)，爭取能做更多的演示，更貼近于實際系統(tǒng)的運(yùn)行情況，并最終作為典型的教學(xué)工具商品向全國高校的電氣工程專業(yè)加以推廣;

(3)加強(qiáng)了參觀考察環(huán)節(jié)． 為使學(xué)生能夠?qū)⒄n程與實際相聯(lián)系，建立更為完整生動的系統(tǒng)概念，在授課過程中，我校還加強(qiáng)了實際參觀考察的環(huán)節(jié)，使學(xué)生親眼看到現(xiàn)實中的供電系統(tǒng)．例如，組織學(xué)生參觀學(xué)校35 kV變電站、10 kV變電站和學(xué)校附近的220 kV變電站，觀察供電系統(tǒng)的實際運(yùn)行狀態(tài)，以及變電站的平面布置、線纜走線等情況，尤其對設(shè)計中需要考慮到的問題進(jìn)行了實地講解．另外，考慮到運(yùn)行中的供電系統(tǒng)無法深入設(shè)備內(nèi)部，我校還組織學(xué)生參觀了開關(guān)廠和變壓器廠，使學(xué)生能夠觀察到設(shè)備內(nèi)部，徹底了解設(shè)備的構(gòu)成與工作原理．這些活動，既有助于學(xué)生將課本上的知識融會貫通，又提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，反響良好;

(4)強(qiáng)化了工程概念，將課堂教學(xué)與課程設(shè)計相結(jié)合，將設(shè)計與運(yùn)行的思路貫穿課程始終． 我校在課堂教學(xué)過程中，將課程設(shè)計任務(wù)甚至畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容提前發(fā)放給學(xué)生，同時將課堂教學(xué)過程與課程設(shè)計的大部分過程融為一體．這樣，在課堂教學(xué)階段，隨著教學(xué)進(jìn)度的延伸，課程設(shè)計的內(nèi)容也相應(yīng)逐步深入，學(xué)生能夠明確了解課本每一知識點在實際系統(tǒng)設(shè)計與運(yùn)行中的作用，學(xué)習(xí)目標(biāo)明確．而在課程設(shè)計階段，則注意突出課程設(shè)計對課堂教學(xué)內(nèi)容的總結(jié)、完善與提高．通過此種方式，提高了課堂教學(xué)與課程設(shè)計的雙重質(zhì)量，使得教學(xué)質(zhì)量好，實踐效果好;

(5)與學(xué)校背景和其他相關(guān)課程相結(jié)合，突出了課程特色，形成了具有特色的完整的課程體系． 我校屬于建筑類院校，有相當(dāng)一部分學(xué)生今后將進(jìn)入建筑設(shè)計行業(yè)，因此供電系統(tǒng)的設(shè)計思想和設(shè)計流程尤為重要．在供電技術(shù)的課堂教學(xué)與實踐教學(xué)中，我校緊緊圍繞這一中心思想，甚至在有些內(nèi)容的教學(xué)中，直接把相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范作為授課內(nèi)容，且與配電技術(shù)課程相結(jié)合，形成具有突出特色的、完整的建筑電氣課程體系．

3 結(jié)語

綜上所述，“供電技術(shù)”作為電氣工程專業(yè)一門重要專業(yè)課程，目前在教材、實驗、授課等方面存在一些問題．多年來，我校通過不斷的研究和實踐，進(jìn)行了供電技術(shù)課程改革，撰寫了能夠反映當(dāng)今供電系統(tǒng)特點的新教材;開發(fā)了可以作為課堂教學(xué)的輔助工具及實驗教學(xué)的操作平臺的《供電系統(tǒng)運(yùn)行模擬軟件》;組織了學(xué)生到變電站、變壓器廠及開關(guān)器廠等進(jìn)行實地考察，將課堂教學(xué)與課程設(shè)計相結(jié)合，強(qiáng)化了工程概念，將課程內(nèi)容與學(xué)校背景及其余的配電相關(guān)課程相結(jié)合，形成了具有突出特色的完整的課程體系，這些方法都大大改進(jìn)了供電技術(shù)課程，提高了教學(xué)質(zhì)量，改善了實踐效果．

［1］ 靖大為．城市供電技術(shù)［M］．北京:中國電力出版社．2011:8－20．

［2］ 唐志平．供配電技術(shù)［M］．北京:電子工業(yè)出版社．2009:6－12．