《电气工程课程设计》课程教学大纲

《电气工程课程设计》教学大纲课程名称：电气工程课程设计（Coursedesignforelectricalengineering）课程编码：1501SJ017 课程类别：工程实践-必修学 分：2分 周 数：2周适用专业：电气工程及其自动化先修课程：电力电子技术、电力系统分析、发电厂电气部分、高电压技术等一、课程性质电气工程课程设计是电气工程及其自动化专业一门工程实践教学环节，是学习完《电力电子技术》、《电力系统分析》、《发电厂电气部分》、《高电压技术》等课程后一次较全面的综合实训。本设计的任务是使学生获得电力系统的基本理论和分析方法，培养学生理论联系实际的能力，训练综合运用所学的基础理论知识，结合电力系统的原理和方法，完成电力系统的设计和实现，树立严谨的科学态度，培养学生规范的工程意识、团队合作精神，使学生具备良好职业道德和知识产权意识，树立职业理想和家国使命感；培养学生调查研究、查阅技术文献资料、运用计算机工具、编写技术文档，从而使基础理论知识得到巩固、加深和系统化，加强学生的实际动手能力、分析问题与解决问题能力,培养学生创新意识，为毕业后从事电力设计方面的工作打下坚实的实践基础。二、课程目标1、价值目标多阅读相关科技文献资料，多角度了解计算机前沿技术，多了解发达国家发展现状，形成强烈的爱国情怀，激励学生奋发学习、刻苦钻研，树立职业理想和家国使命感。鼓励学生树立严肃、严密、严谨的科学态度，必须按时、按质、按量完成课程设计。让学生认识到具备良好职业道德的重要性，突显工匠精神与科研态度。自由组队，培养学生的团队协作、互助友爱与纪律观念、责任心及正确的社会价值取向，突显人文精神；自由选题，鼓励学生创新思维，引导学生尊重他人劳动成果，培养知识产权意识，并教育学生在未来工作中树立正确的法律意识、保密意识。2、知识和能力目标1、熟练掌握潮流计算、配电网结构等基本概念，根据系统的工作原理和方法，考虑实际系统的成本、安全、可操作性等约束条件，完成电气工程课程设计方案的初步设计（毕业要求3.4）；2、掌握潮流手工计算与计算机算法功能、配电网主接线设计、雷电冲击电压充电回路类型等内容，对设计内容进行工程建模，拟定设计方案，完成电气工程系统各模块的设计工作（毕业要求4.1）；3、利用MATLAB软件实现潮流计算机算法功能和雷电冲击电压发生器的仿真，对设计方案的结果进行有效判断（毕业要求5.3）。课程目标与毕业要求指标点对应关系课程目标毕业要求指标点课程目标13.4在设计系统时，能够考虑系统成本、安全、环保、可操作性等多方面的约束条件，满足用户设计需求课程目标24.1能够基于电气工程领域中科学原理和文献研究，对电气设备与电力系统中复杂工程问题进行工程建模，拟定解决方案，选择研究路线课程目标35.3能够选择和使用先进电子仪器设备或计算机软件工具，搭建实验平台，对复杂电气工程问题进行模拟和测试，并能对测试结果有效性进行判断、对结果反映的问题进行科学地诊断分析，能理解实验环境与实际工程环境之间的差异性三、课程设计内容与基本要求在进行课程设计时，统一给出4个参考题目，学生选择其中的一个题目进行开发，也可以自己选择这4个之外的其它题目。如果选择参考题目之外的题目，应该先由指导教师进行题目可行性分析，确定所选题目是否符合课程设计要求，若题目符合课程设计要求，才可以作为最后的课程设计选题。所给出的4个参考题目和基本要求如下：题目一：电力系统潮流计算基本要求：熟悉电力系统综合自动化试验台和电力系统微机监控试验台，利用试验台每组自行制定所设计电力网络的初步方案；做电力系统潮流计算的计算机算法，并对计算机算法和手工算法的两种算法进行比较；设计并打印出系统潮流方向改变后的网络分布图（跟前方案对比），说明改变系统潮流分布的方法。题目二：变配电所设计基本要求：原始资料的分析、负荷计算及无功功率补偿计算；变配电所所址和型式的选择；变配电所主接线方案的设计；短路电流的计算和变配电所一次设备的选择。题目三：高、低压配电线路设计基本要求：高、低配电线路方案的确定；负荷计算，导线和电缆的选择；防雷保护和接地装置的设计。题目四：雷电冲击电压发生器的设计基本要求：充电回路方案的确定；回路充电电阻、波头、波尾电阻参数计算；球隙大小设计和距离的计算；雷电冲击电压测量装置、冲击电压触发器的设计；雷电冲击电压发生器的仿真电路设计。该课程设计为实践教学环节，时限为2周。课程设计教学内容及学习要求教学内容学时支撑课程目标布置课程设计任务布置设计任务，确定课设题目提出设计要求及时间安排熟悉任务书中各个题目的设计内容介绍典型设计范例1天1确定设计方案查阅参考文献和资料综合运用电气工程相关课程的基本理论和方法确定设计方案。1天1方案参数详细计算及对应仿真电路设计，结果验收学生根据设计方案，计算电压电流参数根据参数选择，查阅工具书选择合理设备对系统的功能指标进行测试分析研究系统的性能结果验收回答同学和老师的提问7天2、3报告编写根据报告编写要求，完成报告1天2、2、3四、教学方法根据本课程设计综合性及实践性强的特点，以学生为主体，在教师的指导下，完成电气工程设计的各项任务。本课程设计包括设计方案制定、参数计算、结果验收与报告撰写等实践环节。教学活动安排在示范中心和教室进行。主要环节如下：方案制定：选择题目，根据题目要求查阅网络，收集与课题的有关资料，并对所获取的资料进行阅读分析，写出整个系统的设计方案，经指导老师检查确认。编程调试：按照系统的设计方案，学生独立完成参数计算、设备选型，在此过程中，教师进行指导答疑，鼓励同学之间相互学习。结果验收：教师对完成情况进行验收，包括：系统的功能、仿真电路的结构、系统的性能指标。报告撰写：撰写课程设计内容的报告，掌握报告撰写规范。在报告撰写期间，鼓励同学之间讨论、交流各自的成果、认识，相互启发，培养团队协作意识。在此过程中，教师进行指导和检查，及时发现问题，并与学生进行讨论，引导学生分析和解决问题。五、考核与成绩评定方式考核标准与成绩评定课程设计考核包括程序编写、结果验收等。课程设计考核成绩评价标准基本要求评价标准优秀（0.9-1）良好（0.7-0.89）合格（0.6-0.69）不合格（0-0.59）按照课程设计的计划按照课程设计的计划按照课程设计的计按照课程设计的按照课程设计的安排进行出勤。根据安排能够不缺勤。根划安排偶尔缺勤。计划基本不缺计划安排经常不课程设计的应用需求据课程设计的应用需根据课程设计的应勤。根据课程设出勤。根据课程进行系统设计，计算求能完整地计算参数用需求能较完整地计的应用需求能设计的应用需求参数与校验选型实与校验选型实现。对计算参数与校验选基本完整地进行不能完整地进行现。对系统方案及设系统方案及设备参数型实现。对系统方计算参数与校验计算参数与校验备参数进行验收，完进行验收，很好完成案及设备参数进行选型实现。对系选型实现。对系成系统的功能,陈述系统的功能,正确陈验收，较好完成系统方案及设备参统方案及设备参所完成的系统关键参述所完成的系统关键统的功能，较正确数进行验收，基数进行验收，完数设计原理和回答提参数设计原理和回答陈述所完成的系统本完成系统的功成系统的部分功出的问题。提出的问题。关键参数设计原理能，基本正确地能，不能完整地和回答提出的问陈述所完成的系陈述所完成的系题。统关键参数设计统关键参数设计原理和回答提出原理和回答提出的问题。的问题。课程设计报告成绩，实验报告内容包括：课程设计目的、基本原理、内容及步骤、结果及分析、总结。课程设计报告评价标准基本要求评价标准优秀（0.9-1）良好（0.7-0.89）合格（0.6-0.69）不合格（0-0.59）掌握报告的书写技能，报告格式规范，内容报告格式规范，内报告格式基本报告格式不规利用电气工程的基本概完整；对系统内容进容完整；对系统内规范，内容基本范，内容不够完念和基础知识，对系统行具体客观的描述。容较客观的描述。完整；对系统内整；对系统内容内容进行具体客观的描能够对系统的数据对系统的数据和结容基本能客观不能客观的描述。能够对系统的数据和结果进行归纳、综果进行归纳、综合的描述。对系统述。对系统的数和结果进行归纳、综合合分析合理，自我总分析较合理，自我的数据和结果据和结果没有分析与准确表达。结得当，表达准确。总结较得当，表达进行归纳、综合详细分析，自我较准确。分析基本合理，总结不够完整。自我总结和表达基本准确。成绩评定：过程考核*70%+设计报告*30%。过程考核包含程序编写、结果验收，各占比例4:6课程目标达成评价《电气工程课程设计》课程目标达成评价分析报告一、课程基本信息课程名称电气工程课程设计课程性质实践课，必修学时学分2周/2学分开课学期专业班级考核方式平时+过程+报告任课教师：评价人员：课程组长，任课教师，企业教师二、课程目标达成评估课程目标支撑指标点课程目标评价数据源评价依据分值平均分达成度值Ki评价方式毕业要求3.4在设计系统时，能够考虑系统成本、安全、环保、可操作性等多方面的约束条件，满足用户设计需求目标1：熟练掌握潮流计算、配电网结构、雷电冲击电压等基本概念，根据系统的工作原理和方法，完成电气工程课程设计方案的初步设计。课设报告T30=100T3=T3T30毕业要求4.1能够基于电气工程领域中科学原理和文献研究，对电气设备与电力系统中复杂工程问题进行工程建目标2：掌握潮流手工计算与计算机算法功能、配电网主接线设计、雷电冲击电压充电回路类型等内容，对设计内容进行工程建模，拟定参数计算T10=100T1=T1T2T10T20结果验收T20=100T2=模，拟定解决方案，选择研究路线设计方案，完成电气工程系统各模块的设计工作毕业要求5.3能够选择和使用先进电子仪器设备或计算机软件工具，搭建实验平台，对复杂电气工程问题进行模拟和测试，并能对测试结果有效性进行判断、对结果反映的问题进行科学地诊断分析，能理解实验环境与实际工程环境之间的差异性目标3：利用MATLAB软件实现潮流计算机算法功能和雷电冲击电压发生器的仿真，对设计方案的结果进行有效判断结果验收T20=100T2=T2T3T20T30课设报告T30=100T3=三、课程评价与分析考核结果总结持续改进方法六、课程设计参考书［1］何仰赞等编，