前言：中文期刊网精心挑选了电气工程的基本概念范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
电气工程的基本概念范文1
通过采用启发式和讨论式的教学模式,使学生产生较高的学习热情,进而提高课堂教学效率和教学质量,使培养的学生觉得学有所用,学有所长。师生在讨论式互动教学过程中坦陈已见,做到良好沟通,促进教学良性循环,从而达到教学相长的目的。
教师既要在课堂上讲好本课程的基本概念、基本原理和基本计算、分析方法,又要指明本课程的重点和难点,使学生对所学知识有整体把握。这就要求教师讲课时能够做到突出重点,牢固基础,透析各知识点的内在联系,连接好知识网络。对于本课程和相关领域内的新知识点、新技术应用及时适当补充、说明,拓展学生视野,以适应其工作需求。对于本课程教学中的一些相对次要内容,可以采用多媒体课件的形式,或引导、帮助有兴趣的学生课后学习。这种针对不同教学内容采用不同教学手段的教学模式,可以充分发挥现代化教学设备的功效。所采用多媒体课件和仿真实验、配电柜装配、试验台操作等的先进教学手段,可以较好地改变过去的教师讲、学生记的弊端,对于一些比较抽象的物理概念,通过直观化图形、动画教学课件使学生理解相对容易,并可吸引学生注意力,培养其学习兴趣。并不是要求所有课程内容都采用多媒体教学模式,要根据不同章节的不同知识内容采用不同的教学方法。对于电力负荷计算、导线截面选择、短路电流计算及电气设备校验等内容,仍采用传统的板书教学方法,在课堂上讲授好重点知识,学生通过课后习题、作业等对知识点进行加深理解和拓展。对电气工程基础等基本概念,继电保护装置整定计算,工厂供配电装置防雷与保护接地,高低压供电线路选择、设计与敷设,变电所地址选择与供电系统设计、布置,以及系统无功补偿与高/低压放电实验等内容,可以采用计算机仿真教学、观看现场录象和校外供电厂实习基地教学等手段,进一步增强学生对该知识点和领域的掌握与理解程度。对变压器和高低压供、配电设备,如各种配电柜等的结构、原理、设计方案和设计标准等内容,则充分利用校外配电柜实习基地的便利条件,以下厂培训为主,实物教学为辅,使学生充分理解和消化相关内容。
二、增加课程设计环节
电气工程基础课程设计是对学生进行工程概念渗透和培养的重要教学环节,也是电气工程基础课程教学与实践的有机结合。通过课程设计训练,可以让学生集中精力进行课程复习与设计,包括工厂供配电系统设计方案经济、技术比较,方案选择,具体设计步骤及设计内容等,保证了课程设计质量。通过课程答辩,强化学生对知识点的掌握,到企业后经比较短的见习就能较快适应本专业技术工作。
(一)选择设计题目
通常选择10/35kV变电所作为设计蓝本。在设计中,提供给学生较新的参考资料,如设计规范、设备手册等,供学生设计时参阅。这样,可以使学生课程设计内容与当前电气工程基础技术相适应,不至于落后甚至流于形式。同时,采用AutoCAD等工程设计软件,使学生能够跟上社会发展,满足社会对毕业生工作技能的要求。
(二)加强过程管理
加强并做好课程设计过程管理工作,充分利用并发挥班级学生干部和学习骨干的带头作用。将学生分成几个小组,每小组中选出一到两名学习成绩较好、责任心较强的学生为小组长,全面管理本小组设计工作,如制定设计方案,合理安排设计进程,对设计任务和小组成员进行任务分配与协调,定时进行考勤和组织讨论等,向教师提供本小组的设计成果,并进行总结与报告。指导教师主动、及时与小组长联系,既不包办,也不放任。指导教师可以提出指导性建议和意见,培养团队精神和协作能力,使学生课程设计能够圆满完成[7]。
(三)注重总结和考核,及时点评
电气工程的基本概念范文2
关键词：EDSA；潮流计算；辅助教学
中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）19-0069-02
近些年来，随着电力系统规模不断扩大，像PWS、PSASP、MATPOWER、PSCAD、MATLAB-PSAT等电力系统分析仿真软件已日趋成为电气工程师的主要应用工具。另外，利用电力系统分析仿真软件作为课堂辅助教学软件还有利于帮助学生理解基本概念，加深对系统运行的认识。美国EDSA公司开发的电力系统设计分析软件包，是一个功能强大的电力电气系统设计、分析、模拟、控制的综合性的工具软件包，广泛适用于包括太空站、核电站、潜水艇、海上石油平台、炼油厂、化工厂、发电厂、电网、机场及其空中指挥与管制设施、医院等各种设施的电力、电气系统的设计与分析。该软件可分析最多包含2000个节点和8000个支路的复杂系统。该软件不仅能用于电力系统及相关领域的工程设计与科研，还可用于高等学校电气工程及相关专业的仿真教学。本文首先介绍EDSA软件包的功能特点，然后以电力系统潮流计算为例，阐述EDSA仿真软件在“电力工程基础”课程教学中的应用。该软件可为电气工程类的仿真教学提供参考。
一、EDSA的功能特点
EDSA是由美国EDSA公司开发的全图形英文界面的电力系统仿真分析/计算高级应用软件。EDSA软件是全球电力系统设计和分析的标准软件，也是目前唯一通过ISO9001质量认证和10CFR50（美国联邦法规核能卷）规定的电力系统综合仿真软件。该软件拥有直观及友好的操作界面、强大而完善的计算分析功能、开放式数据库连接，能对电力电气系统进行设计计算、分析、模拟及控制。EDSA的分析应用程序与Drafix CAD相组合，并且内置了Autodesk公司的CAD引擎，可以让用户在进行输入和编辑的过程中轻松地复制、粘贴和拖拽，非常方便地绘制直流、交流、单相、三相乃至交/直流混合系统。EDSA提供完整的图形和编辑器，以最简洁的方式建立单线图。利用单线图的编辑工具条，可以图形化地增加、删除、移动或联接设备；放大或缩小；显示或隐藏网络；改变设备大小、方向、符号或显示方法；输入设备属性；设置运行状态等。可以按照不同的连接方式、不同的运行要求、不同的负载状况、不同的电气工程参数、不同的计算参数等来设置或改变系统运行状态，并在此基础上进行各种计算与分析。EDSA的计算分析设计模块种类繁多、功能强大，包括谐波分析、潮流计算、短路计算、电机启动、暂态稳定、最优潮流、可靠性分析、直流系统分析、地下电缆系统、变电站接地和继电保护配合等分析计算功能。作为一个标准化的国际一流软件，目前EDSA软件产品已在国际上广泛推广。在我国，ABB、西门子、北京石化公司、大庆油田设计院以及部分高校科研院所等单位都已成为它的用户。
二、基于EDSA的潮流计算仿真应用
1.潮流分析步骤。（1）通过菜单栏定义绘图页面大小，页面的文本注解显示电气元件（节点和支路）的位置，CAD页面上的层的属性以及这些电气元件的对齐方式。在操作过程中唯一需要注意的是电气元件对齐方式的选择，它分为节点对齐方式和支路对齐方式两种。电气元件的对齐方式决定了电气元件本身放置在CAD的绘图页面上的位置和互联方式。用户可以通过集成在CAD界面中的节点和支路属性编辑器来查看电网拓扑结构是否正确地被输入。（2）数据输入。大体可分为四步操作：第一步，确定要放置的电气元件类型，例如发电机节点、母线节点、负荷节点、变压器支路、电缆支路以及断路器支路等。第二步，确定适当的元器件对齐方式，例如发电机节点及母线节点，可以选择对齐绘图纸的网格；将发电机和母线节点互联起来的变压器支路，可以选择其一端对齐发电机的标注点，另一端对齐母线中点。第三步，将该电气元件放置在图纸上合适的位置。第四步，针对不同的电气元件输入相应参数。如发电机的参数有电压大小、容量以及暂态和次暂态电抗等；输电线的参数有长度，单位长度的正、负、零序电抗等等。当然，EDSA也提供许多常用的不同规格的电气元件参数，供用户直接选择，不必再行输入。（3）数据输入完毕，调用Analysis菜单中的Load Flow下的AC命令进行负荷潮流计算。EDSA仿真软件提供了好几种潮流算法，如牛顿-拉夫逊法、快速解耦法、高斯-赛德尔法等等，可根据实际情况选择不同的算法。另外，分析报告可以选择多种输出格式，如文本格式、自定义的图文结合的PDF报告格式等。针对仿真分析结果，如果需要修改，可以直接返回CAD集成环境作相应改动。
2.算例仿真。本文以某地区220kV电力系统为例加以说明。首先搭建如图1所示的系统，并利用这一系统进行潮流计算仿真分析。
设备参数如表1所示。
选择快速解耦法，点击“计算”按钮后，出现迭代次数和运行时间对话框。同时，分析结果采用文本文件的格式输出。为了发挥图形界面的直观性，EDSA软件还提供了单线图标注功能，即负荷潮流计算的各种结果可选择性地标注到单线图上，比如节点电压的角度、负荷侧的功率因数、节点电压降、支路功率损耗、支路潮流等等。通过上述潮流分析流程可以看出，采用EDSA软件进行潮流计算可靠而且方便，是电气工作者分析系统稳态运行的一个有利工具。
EDSA仿真软件具有良好的交互性及强大功能，它在实际工程中广泛应用。为了提高《电力工程基础》课程的教学效果，做到理论联系实际，可以将EDSA引入到实践教学环节。这样，不仅能帮助学生加深对系统运行的认识，而且可以提高学生的工程应用能力。EDSA是一款非常优秀的教学辅助软件，应在该软件的辅助教学应用方面开展积极的拓展。
参考文献：
[1]王颖.PWS在电气工程专业毕业设计中的应用[J].中国电力教育，2012，（6）：100-101，103.
[2]郭涵，金帅军.MATPOWER在电力系统教学中的应用研究[J].中国电力教育，2013，（19）：65-67.
电气工程的基本概念范文3
关键词：微课程；电气工程；专业教学；工厂供电
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）37-0114-02
一、引言
微课程是指时间在10分钟左右，以阐述某一知识点为目标，以短小精悍的在线视频为表现形式，以学习或教学应用为目的的在线教学视频[1]。由于微课程具有“位微不卑”、“课微不小”、“步微不慢”、“效微不薄”等优势，近些年在高校掀起了微课程的研究之风[1，2]。但是，目前高校的微课程研究多集中于基础类课程教学，而在专业课程的教学中应用甚少[3]。基于此，笔者在多年教学经验的基础上，进行了电气工程类专业课程“工厂供电”的微课程设计探索，并将微课设计过程中的体会分享给大家。
二、微课选题
工厂供电是我校自动化专业的一门主干专业课程，其主要任务是以企业供配电系统的一次部分为主，使学生初步掌握一般企业供配电系统和电气照明运行维护和设计计算所必需的基本理论和基本知识，是一门理论与实际结合较紧密的课程。笔者从事工厂供电的课堂教学已经十余年，具有一定的课堂教学经验，现将该课程制作成微课的形式，既服务于电气专业学生，又可以为非电气专业的学生敞开学习第二专业知识的大门[1]。
受微课自身特点的限制，一个微课中所包含的知识内容是有限的，因而在微课中重点和难点不应设置太多，重点、难点解析应尽可能简洁明了，从而达到10分钟就能掌握某方面的知识或技能的目的[4]。基于此，微课选题应偏重基本知识点。应用到本课程，变电站的各种主接线方式、负荷统计的方法、继电保护的基本要求等都可以做成微课的形式。本文选择变电站电气主接线中的一个基本知识点――“桥形接线”作为微课设计的案例，探讨电气专业课程该如何进行微课设计。
三、微课制作过程
（一）选题背景
“工厂供电”是我校自动化专业唯一的一门强电课程，设置于第七学期，该课程的先修课程为“电机与拖动基础”。该专业学生在学习该课程之前，未接触电力系统的任何专业知识，因此，在进行微课设计的时候，应尽量使微课构思设计巧妙、有趣，循序渐进地引导学生，以达到最佳的学习效果。
本次微课选择的内容为该课程第1章“供电系统基本概念”中的第二小节。在第一小节中，已经对电力系统的基本概念、电压等级、供电系统在电力系统中的地位和作用、供电系统的主接线方式等基本概念做了一定的介绍。本次微课，承接上堂课的教学内容，介绍工厂供电系统中变电站的电气主接线形式。变电站的电气主接线是由各种电气设备及其连接线所组成的，用以接受和分配电能，是供电系统的重要组成部分，其设计的好坏直接关系到电气设备的选择、配电设备的布置及运行的可靠性与经济性，因此是变电站设计的重要任务之一[5]。从整个课程体系来看，本节内容处于一个比较重要的地位。
（二）教学目标
本次课的教学目标：掌握桥形接线的适用场合、桥形接线的类型，理解桥形接线的特点。要求：识别和绘制桥形电气主接线图，结合变电站电气主接线实例理解其适用场合。其中桥形接线的类型为本次课重点，桥形接线的特点为本次课难点。
（三）教学方式
授课形式采用以多媒体教学为主，板书为辅。教学手段采用启发式、案例式、比较法、列举法等多种教学方法相结合。
（四）教学设计
1.桥形接线适用场合。首先从企业变电所的设计现状出发，分析企业变电所为了保证对重要的一、二级负荷可靠供电，广泛采用由两回电源线路受电、企业内部装设两部变压器的情况，从而采用启发式教学，引出桥形接线的适用场合：桥形接线适用于企业变电所中只有两台变压器和两条线路的情况。
2.桥形接线图。指出“根据桥连断路器的位置不同”，桥形接线分为两种类型，即内桥和外桥，让同学们以此识别内桥和外桥接线图，如图1、图2所示。
3.桥形接线的特点。此处重点以内桥接线为例，分析该接线形式的优缺点。
（1）内桥接线的优点：①线路投、切灵活，不影响其他回路的工作。结合多媒体上的电气主接线图，以动画的形式展现线路投切时的操作顺序。此处涉及到投切线路时隔离开关和断路器的操作顺序务必正确的问题，顺序错误会导致严重后果，因此，笔者在此处插入一个视频短片，描述在工作现场发生实际的误操作而导致严重的人身和设备危害问题，让学生对误操作的后果留下足够深刻的印象，从而掌握正确的操作顺序。也就是说，通过视觉和听觉的共同冲击，增强学生对该知识点的感受。②布置简单，占地面积小，可发展为单母线分段接线。此处以动画的形式展现如何由内桥接线发展为单母线分段接线的过程。
（2）内桥接线的缺点：接着从内桥接线的优点出发，相应地引出与此对应的内桥接线的缺点，即：变压器投切操作复杂，故障检修影响其他回路。此时亦以动画的形式描述变压器投入和切除时的操作步骤，让同学们对高压开关的操作顺序有更加深刻的体会。
4.内桥接线的适用场合。从内桥接线的优缺点出发，采用“启发式”教学，让同学们总结出内桥接线的适用场合：适用于受电线路较长（即线路故障多），而主变年负荷利用小时数高（即主变不经常切换）且无穿越功率的场合。
5.外桥接线的适用场合。由于外桥接线的优缺点恰恰与内桥接线相反，借此机会，利用翻转课堂理念，调动学生参与的积极性，让学生利用“比较法”，自己分析外桥接线的特点。此时任课教师可以略讲此环节。
6.全桥接线。从前面的讲述出发，可以很自然地延伸出全桥接线图，如图3所示。此时学生很容易识别该接线图，理解该接线形式的优点：对变压器和线路的操作均方便，运行灵活，适应性强；缺点：所需设备多，投资大，变电所占地面积大；适用场合：适用于少数用电量很大且非常重要的大型企业的总降压变电所。
7.案例分析。采用“案例法”，以学校35kV总降压变电站桥形接线电气主接线图为例，让同学们把所学理论知识与现场实践有效结合起来，达到学以致用的目的。
8.布置作业。树立“以学生为中心”的理念，充分发挥学生是知识的主动构建者身份，布置学生课外收集相关企业变电站的桥形电气主接线图，结合现场实际进行桥形接线的具体分析。
四、总结
笔者围绕“桥形接线”这个知识点，在本次微课设计过程中采用现代化的多媒体课件为主、传统板书和视频短片为辅的教学形式，对教学路线进行了精心的设计，将教学内容深入浅出地传达给学生，达到了较为理想的教学效果。
“工厂供电”课程的特点是理论与工程实践联系紧密，因此在微课设计过程中不拘泥于课本原始内容，适当的引入工程实际现场出现误操作的视频案例，引入本校35kV变电站的电气主接线图案例，激发学生更强的学习兴趣，以达到最佳的教学效果。
总之，希望通过本次微课程的设计，达到“抛砖引玉”的效果，对电气类专业课程微课设计的发展起到一定的推动作用。
参考文献：
[1]张一春.微课建设研究与思考[J].中国教育网络，2013，（10）.
[2]梁乐明.微课程设计模式研究[J].开放教育研究，2013，（19）.
[3]王颖，陈卫民，邵悦，蔡慧.“电力系统继电保护原理”微课程探讨[J].中国电力教育，2014，（23）：23-24.
电气工程的基本概念范文4
关键词：电气工程及其自动化；电力系统分析；课程改革；能力培养
作者简介：高嬿（1965-），女，吉林长春人，长春工程学院电气与信息学院，教授；张运波（1964-），男，辽宁丹东人，长春工程学院电气与信息学院院长，教授。（吉林 长春 130012）
基金项目：本文系吉林省教育科学“十二五”规划重点资助课题“应用型本科电气工程及其自动化专业‘卓越计划’实施的研究与实践”（课题编号：ZZ1210）、吉林省教育科学“十二五”规划课题“应用型本科院校考研专业课分级教学模式及实施策略的研究与实践”（课题编号：GH12215）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）20-0052-02
高等工科学校培养的是应用型高级专业技术人才，其将来从事的是一些专业性质较强的工作，其目标是培养基础扎实、适应能力强、创新能力强、工程实践能力强、素质高的高级复合人才。在更新教育思想观念的基础上，改革高校的人才培养模式，构建新型应用型人才培养模式，是工科高等教育改革的主要内容。电气工程及其自动化专业是长春工程学院电气与信息学院的主干专业、试点专业，是国家级特色专业，“电力系统分析”课程是电气工程及其自动化专业的主干课程，是校级精品课课程，也是考研课程。该课程在电力系统知识体系中起到承上启下的作用，本课程教学质量的好坏，直接影响到后续专业课的教学，因此对该课程进行教学改革具有十分重要的意义。
一、课程改革的主要思路
“电力系统分析”课程系统性、实践性强，它涉及到整个电力系统规划、设计和运行的多个方面，内容丰富，综合性强，适合实施新型教学模式。为了提高学生的综合素质，强化能力的培养，在提高课堂教学质量的基础上，对原有课程设置的内容及实践环节进行多方面的改革，主要思路是：跟上信息时展的步伐，合理整合理论教学内容，加强实验与实践环节的教学，加强计算机应用的能力，强化实践教学的效果，利用好现有的实验室和实习基地，构建“理论、实践、应用”三大模块的教学模式，使学生在实际动手能力、独立创新能力、团队合作能力方面有所提高。
二、教学内容的改革
“电力系统分析”课程具有很强的理论性和实践性，注重理论与实践的密切结合是改革的关键问题。经过多年的研究与实践，构建了“理论、实践、应用”三大模块的教学模式。
1.理论教学内容的整合
合理整合理论教学内容，压缩理论课的学时是课程改革的一个主要内容。以往理论教学的内容由两门课程分两个学期进行，即“电力系统分析”与“电力系统计算机辅助计算”，前者包括电力系统稳态与暂态的全部理论内容，学时数为75学时；后者包括电力网络的数学模型，电力系统短路电流、潮流、稳定计算的计算机算法的原理、计算程序及上机实践，学时数为30学时，两学门课程的总学时数为105学时。
改革后将两门课程合并为一门，将“电力系统计算机辅助计算”中计算机算法的原理内容放在“电力系统分析”课程中进行教学，将“电力系统计算机辅助计算”中程序的使用、上机实践操作放在课程结束后的课程设计中进行。此外，将“电力系统分析”课程的部分内容进行精减，学时数压缩到72学时。在教学中，对于重点内容突出基本概念、基本原理；对于难点内容的处理有两种方式：既是难点又是重点的内容，强调基本概念和原理，是难点但不是重点的内容，以够用为度。
几年来，对教学内容进行了多次修改。基本原则为注重基本概念、基本原理，强化应用能力培养。优化后的教学内容，以“够用为度、注重应用”为指导思想，着重阐明电力系统的基本理论和基本概念，注重理论联系实际及计算机的应用能力，内容由浅入深、逻辑性强、重点突出、易于理解。
2.实践教学内容的整合
实践教学的改革是“电力系统分析”课程改革的另一个主要内容，改革后的实践教学包括课程设计、综合实验。
课程设计在“电力系统分析”课程结束后进行，时间为2周。以往的课程设计包括两个方面，一方面是电力网络方案的确定，另一方面是对最佳方案进行潮流计算（手算法）、无功平衡验算、变压器分接头的选择。改革后的课程设计，一是进行网络方案选择的常规设计，二是对最佳方案进行潮流、短路电流的计算，计算方法采用计算机算法，要求学生结合所确定的网络方案编写数据文件并上机实践。计算机算法上机实习不占用理论教学的学时，这样既减少了理论课的学时又增强了学生的计算机应用能力，也为毕业设计及今后的工作打下了基础。
以往的课内实验是在理论课教学过程中进行，受学时数限制通常做两个实验。由于电力系统实验较多，每个实验需要的时间较长，为使学生能够连贯完成各项实验，也为了节省理论课学时，我们将课内实验取消，改为在理论课和课程设计结束后集中一周时间进行电力系统综合实验，并增加了实验项目。改革后的“电力系统分析”综合实验开设同步发电机的启动和调整实验、稳态运行方式实验、电力系统功率特性实验、电力系统暂态稳定实验、复杂电力系统运行方式实验等。通过综合实验，提高学生对“电力系统分析”课程核心内容的理解，提高他们对于电力系统设计、规划、优化运行与控制的认识，为学生毕业后从事该领域的工作建立一个专业基础背景。
3.应用能力的提高
电力系统的综合实验包括验证性实验、综合设计性实验，学生通过实验的设计、参数的调整和在教师指导下的问题排查，不仅激发了学生学习兴趣，提高了学生主动学习的积极性和自觉性，而且使学生工程能力得到了训练和提高。学院制定了有关实验室开放的管理制度，从人、财、物上确保实验室开放工作到位。为了满足学生做实验、进行毕业设计（论文）的需要，有关实验室调整开放时间，尽量满足学生的实验要求，合理安排开放的时间和内容。实践表明，实验室开放为学生实验、学生课外科技活动创造了良好条件，学生毕业设计（论文）的水平不断提高，参加各种科技竞赛的成绩也不断提高。
三、教学方法的改进
受传统教学思想影响，高等工科院校的课堂教学，主要以注入式应试型为主。在教学内容上偏重于讲授原理、法则、公式、方法，对知识的背景与产生过程，知识的实际应用，知识与能力素质培养的协调关系重视不够，妨碍了知识传授中能力与素质教育的实施。为此，我们对教学方法进行了改进。
1.启发性的探索式、讨论式教学方法
在教学过程中，尽可能提高学生学习的主动性，提高学生横向思维的能力，特别注重师生间的双向交流，发挥学生的积极性、创造性、参与性。在教学过程中，适当地引出一定量的问题让学生思考，如：“调压与调频有何不同？“串联电容补偿与并联电容补偿在调压上有何异同？”等。或者是要求学生自己对问题提出看法，向教师提问，在学生提问的过程中，也向教育者自身提出了有利的挑战，为教育者提供了实践的教学素材。经常举一些实际的例子帮助学生理解所学理论，同时也使学生对本学科的前沿知识及发展趋势有所了解。这种教学方式实质上就是从“灌输式”教学向“启发式”教学的转变。
2.课外研究性、设计性学习法
由于“电力系统分析”课程涉及到整个电力系统的规划、设计和运行，内容丰富，综合性强。要学好这门课程，学生需要较大的课外投入。由于课堂学时十分有限，为了更好地引导学生进行课外学习，提高学习效率，我们设计了研究性课题，以专题研究的形式，让学生讨论，如：“改变变压器变比调压，低压侧要求的电压作为已知条件给出时有几种给出方式”，这个问题让学生讨论、总结、归纳。这种教学方法激发了学生的学习研究兴趣，鼓励学生积极去做，培养学生分析问题、解决问题的能力。再比如，“教材上介绍调压的方法有四种，那现场实际是否也是采用这四种方法？”这个问题让学生上电力网站查询。这种教学方法可结合工程实际将现代科技、运营机制在电力系统中的应用情况、各种新技术新设备的应用情况有效而合理地体现在教学之中。
3.自学法
由于学时数有限，教师不可能也没必要将所有内容都在课上进行详细讲解。为了提高学生的自学能力，对部分章节内容安排学生自学、讨论，教师辅导或做小结。
四、教学手段的运用
现在的教学手段绝大多数采用多媒体教学，虽然减少了板书和画图时间，增加了信息量，但也会带来新的问题：由于信息变化太快，学生没有时间思考，对所学内容都是一知半解，从而加重了学生课后负担。因此，采用黑板、粉笔等传统教学与多媒体教学相结合的教学手段是提高教学效果、教学质量的一项重要内容。
1.采用多样化的教学手段
在近几年的教学过程中，我们注重多样化的教学，对于简单内容，让学生自学；对于重要的概念、公式等需要严密推导、细心消化的内容还是采用传统的黑板粉笔模式，以加深学生的印象；对于平面图、程序框图、结构原理的介绍，直观形象、动态变化的内容和最新的技术发展内容采用多媒体投影设备、相关的影像资料及CAI课件的形式进行教学；对于复杂的计算，运用计算机程序进行演示；同时充分利用网络资源与学生们建立互动关系。这种多样化的教学收到了很好的教学效果。
2.现代教育技术的应用
（1）与课程教学相匹配的CAI课件。为配合课程教学，自行制作了“电力系统分析”课程CAI课件，并进行了多次修改与完善。CAI课件对教学起到了极大的辅助作用，提高了教学效果。
（2）MATLAB计算软件平台及计算程序。“电力系统分析”课程的计算机辅助教学，可以培养学生运用计算机解决专业问题的能力，引导学生掌握现代系统分析与设计的手段。我们编写了节点导纳矩阵形成、节点阻抗矩阵形成、故障计算、潮流计算、稳定计算等15个程序，并运用VC语言开发了可视化的软件平台，使学生掌握运用计算机解决实际问题的方法，为毕业设计和今后实际工作中计算机开发能力的养成奠定基础。
（3）“电力系统分析”独立网站。建成了“电力系统分析”独立网站，网站涵盖整个教学的各个环节，即：课前预习、课堂教学、课后复习、实践教学等，内容主要包括：课程简介、教学大纲、电子教案、课件、习题库等10多个模块。
借助于学校方便、快捷、覆盖面广的局域网，学生可进行课程学习、自测等自主学习，借助“网上答疑系统”可突破时空的限制，通过师生之间的交流，及时解决学习中遇到的疑难问题。另外，本网络教学平台还提供了辅助教学资料，通过这些教学资料的阅读，极大调动了学生学习的积极性。
五、结束语
几年来，在教学观念、教师队伍、教学内容、教学方法、教学手段、实践教学等方面进行了全面的改革研究与实践，构建了“理论、实践、应用”三大模块的教学模式。“电力系统分析”的课程建设经过多年的探索与实践已取得成效。实践证明，只有优化理论课程，强化实践环节，探索课程建设，才是提高教学效果的有效途径。
电气工程的基本概念范文5
关键词：无功补偿；产学研；实践环节；电气专业
作者简介：仉志华（1977-），男，山东夏津人，中国石油大学（华东）信息与控制工程学院电气工程系，副教授；冯兴田（1978-），男，山东广饶人，中国石油大学（华东）信息与控制工程学院电气工程系，讲师。（山东 青岛 266580）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）36-0111-02
无功功率的基本概念以及无功补偿的基本原理是电气专业学生必须掌握的知识点，在相关课程中都有所涉及，但许多学生对此没有系统性认识。本文紧密围绕中国石油大学（华东）（以下简称“我校”）电气专业学生的培养目标，将油田配电网无功补偿技术与专业实践教学内容相结合，实现了理论教学与实际应用的紧密结合；将专业教师的科研成果与体会带入课堂教学，实现了产、学、研三者的有机结合；将原有课程中讲述的零散知识点融汇成知识面，实现了知识点之间的内在融合。该方法经两届学生的暑期实践证明效果非常明显，不仅系统地补充和完善了我校电气专业综合实践教学内容，更为电气专业乃至其他学科进一步探索“产学研相结合”的教学模式积累了宝贵经验。
一、实践环节设计的立足点
1.体现学生培养的目标
我校作为石油、石化高层次人才培养的重要基地，专业课程设置均围绕石油石化行业背景展开，无功补偿技术在工业现场及石油石化生产实际中应用广泛，而且伴随着国家“节能减排”政策的大力推广，该技术在石油石化生产中的应用前景更为广阔。无功补偿基本原理是电气工程专业学生必须掌握的知识点，但该内容较为抽象，将此作为实践内容不仅能促进学生对该知识点的理解，也便于学生了解油田现场的生产实际。
2.兼顾电气专业两个方向
我校电气专业主要有供电和拖动两个方向，专业课程设置及培养侧重点有所不同，而无功补偿相关知识作为重要的基础内容，两个专业方向学生都必须掌握，因此将此作为实践内容能够结合两个方向专业课程知识的交叉点，兼顾电气专业两个方向的所有学生，避免了部分传统实践环节设计内容的片面性，从根本上保证了实践教学效果。
3.良好的产学研基础
我校电气专业教师已结合油田生产实际从事无功补偿方面的研究多年，承担过多项相关科研项目，发表相关研究论文多篇，对油田无功补偿技术的现状、存在问题及解决方案具有系统认识与深入体会，通过设置实践环节将科研体会带入课堂教学，将理论与实际有机结合，不仅激发学生的学习兴趣，也将教师的科研成果融入教学，体现了产学研相结合的思想。
4.无功补偿技术的特点
经过多年的发展，无功补偿技术已形成专门的理论体系，涉及内容较多。无功补偿的相关知识在多门理论课程中均有所涉及，但往往仅涉及部分知识点，缺乏系统性。通过设置实践教学环节，将无功补偿零散的知识点融汇成系统的知识面，便于学生深入理解和掌握。[1-3]而且无功补偿技术理论与实际应用结合紧密，强弱电相结合、软硬件兼顾，将其作为实践环节能够加强对学生实际动手能力、分析及解决实际问题能力的培养，真正达到实践环节的锻炼效果。
二、电气专业综合实践环节的设计
为保证该实践环节的实施效果，主要针对两个方面进行了研究：无功补偿综合实践平台的设计和无功补偿综合实践内容的设计。前者是结合油田生产实际，以现场广泛采用的游梁式抽油机为原始模型，设计了综合实践平台，作为开展实践教学环节的基础；后者结合相关课程中无功补偿技术的教学内容，将零散的知识点进行系统融合并科学划分，以“模块化实践教学思想”为基本出发点优化设计了综合实践内容。
1.无功补偿综合实践平台的设计
基于实验室现有设备条件，以油田广泛采用的不同功率的游梁式抽油机电机为基础模型，结合无功补偿相关知识点的内在联系，设计出无功补偿综合实践平台。该平台总体结构如图1所示，主要由以下四个环节组成：
（1）系统阻抗模拟环节。在实际的电力系统中，大量无功功率流动是造成电压偏移的主要因素之一，严重时会带来电压稳定问题，这是电力系统电压无功控制的理论依据。该知识点在“电力工程基础”、“电力系统分析”、“电力电子技术在电力系统中的应用”等课程中均作为重点内容讲解。该知识点由串联电抗器模拟实现，主要用于测量、分析无功功率流动引起电压偏移量，能够直观对比无功补偿前后系统的电压变化情况，并利用实测数据验证电压偏移公式。
（2）功率测量环节。该环节用于理解三表法与两表法测量有功功率与无功功率的理论依据及实现方法，通过理论推导，重点采用两表法即采用90度接线方法直接测量无功功率的方法，该环节由有功功率表、电压表、电流表、功率因数表等组成。同时为实现功率的微机测量，设计了电压、电流变换与调理模块，实现了强弱电信号隔离。
（3）无功补偿控制环节。该环节分为两部分：其一为手动控制环节，主要采用实验室现有的电气控制实验平台，搭建基于常规继电器的交流接触器控制回路，根据模拟仪表测量结果实现电容器的手动投切控制。另一环节为自动测量与控制环节，为保证实践实施进度，课题组专门基于51单片机开发了无功补偿智能控制硬件电路，只需接入调理后的电压电流信号，软件编程即可实现。为保证动手能力强、学有余力的学生进一步了解硬件电路知识，也可基于实验室现有的51单片机实验箱，根据参考电路图重新搭建硬件驱动电路，并软件编程实现无功自动测量与补偿控制。此环节在有效控制实施进度的基础上有利于因材施教。
（4）可调负载模拟环节。此环节主要由调压器、异步电动机、发电机及灯箱负载组成，模拟可变的有功与无功负载：通过调压器改变电动机的端电压，调节其主磁通，从而改变无功功率的大小；通过改变励磁电压或者灯箱负载的大小可改变系统有功功率的大小。该环节通过灵活连续调整有功功率大小，模拟现场抽油机上下冲程电机的输出有功功率变化；通过调整电机端电压，模拟不同功率电机所需的无功功率变化情况。二者结合即可完整模拟不同型号抽油机工作过程中的有功功率、无功功率以及功率因数变化规律，为实施无功补偿奠定基础。
2.无功补偿模块化实践内容的设计
将无功补偿技术所涉及的知识点进行融合，结合理论教学与实际应用关键技术点，把零散的知识点贯穿在一起形成系统的知识面，并基于“模块化实践教学”的设计思想，结合实践环节大纲规定时间，对实践内容进行了模块化综合优化设计。实践内容主要采取集中讲解与分散操作相结合的方式进行，按照两周时间安排，内容分为七个部分，[4]如图2所示。
3.实践效果
在2008年、2009年两次暑假实习中已进行了改革尝试，学生普遍反映效果良好，通过强弱电调试、软硬件编程锻炼了综合分析问题及实际动手能力，对于无功补偿原理及相关技术有了全面而深入的理解，并对无功补偿技术的现场应用有了全新的认识。
三、无功补偿综合实践环节特点
与国内同类院校电气专业实践环节涉及内容对比分析可知，无功补偿综合实践环节主要特色如下：
将无功补偿理论体系、油田生产实际应用、教师的科研体会三者有机结合，主动融入实践平台设计与实践内容设置，充分体现了产学研相结合的思想，为日后电气专业乃至全校开展产学研教学模式进行了有益尝试，积累了宝贵经验。
紧密结合我校学生的培养目标，立足油田生产实际需要，将广泛应用的无功补偿理论体系有机分解，结合相关课程讲述内容与学生原有的知识结构体系，模块化设置实践环节内容。并通过集中讲解、分组操作、交流反馈等多种手段保证了实践效果。
电气专业多门课程涉及到无功补偿的相关基础知识，但只是零散的知识点，均不够系统。该成果将多门专业课程讲述内容进行融合，把无功功率基本概念、测量方法、补偿原理、效果评价等分散的知识点融汇成系统的知识面，并根据各知识点之间的内在联系，合理安排实践内容；同时兼顾微机控制、单片机、电气控制等软、硬件设计内容，强弱电结合、软硬件兼顾，有利于对学生综合分析能力与实际动手能力的培养。
为充分发挥部分优秀学生的主观能动性，灵活优化调整实践内容，在保证实践进度的前提下，适当增加深层次内容，在实践过程中有利于因材施教。而且该实践环节在一定程度上能够兼顾电类和部分非电类专业学生的实践要求，具有一定的推广价值。
四、总结
本文基于产学研相结合模式下的电气专业学生的综合实践环节进行了系统研究。紧密结合我校学生培养目标，从无功补偿理论体系、油田生产实际需要、产学研基础等多方面论证了将该内容作为实践环节的合理性；紧密结合理论体系、现场应用与科研体会，优化设计了无功补偿综合实践平台与模块化实践内容，不仅系统地补充和完善了我校电气专业实践教学内容，更为重要的是将专业教师的科研成果、体会进行凝练与总结，主动融入到实践课堂教学中，实现了产、学、研三者的有机结合，为电气专业乃至全校进一步探索“产学研相结合”的教学模式积累了宝贵经验。该成果获得2010年校级教学成果二等奖。
参考文献：
[1]陈衍.电力系统稳态分析[M].第二版.北京：中国电力出版社，
2000.
[2]黄纯华.工厂供电[M].第二版.天津：天津大学出版社，2005.
电气工程的基本概念范文6
本书针对FPGA平台上的数字系统设计对VHDL进行了逐步描述。前半部分介绍了VHDL中有关组合开关电路设计的一些基本概念和工作方式，后面章节讨论了VHDL中时序电路的行为描述和设计方法。书中所举的例子是针对两个FPGA平台而设计的，其中一个平台已广泛应用于世界各地，而另一个平台是由巴西的一个公司研发的。
全书由11章组成：1.介绍了数字系统和FPGA技术的基本概念，讲述了设计和仿真一个数字电路的分步操作流程；2.首先介绍了VHDL设计的基本结构，然后重述了基于FPGA平台的VHDL设计流程，但是本章的输入描述采用的是一种硬件描述语言而不是第一章所讨论的原理图；3.介绍了数字系统中分层设计的概念和实验操作方法；4.讲述了电路组件中的多路转接器和信号分离器的概念以及它们在电路设计中的使用方法；5.代码转换器：主要介绍了编码器和解码器的工作原理和其在具体应用中的设计方法；6.介绍了时序电路、锁存器和触发器的概念和工作原理，分析了锁存器和触发器的区别以及它们在VHDL设计中的使用方法；7.主要介绍了有限状态机的基本概念和其在VHDL设计中的合成过程，并讲述了基于有限状态机设计一个计数器的方法；8.介绍了数据通路和控制单元的概念和基于有限状态机设计一个控制单元的过程，讲述了设计一个自动售货机控制器的例子；9.分析了隐式进程和显式进程的区别，讨论了它们在设计组合电路和时序电路中的使用方法；10.运算电路：主要讲述了加法器的基本知识和使用结构硬件描述语言进行加法器设计的过程；11.介绍了基于FPGA设计的可综合VHDL代码的编写策略。
本书是以一种边做边教的方式来进行编写的，这种方法是基于作者针对这一主题20多年成熟的教学经验而总结出来的。本书内容简洁清晰，层析分明，通俗易懂，可作为通信工程、电气工程、控制工程等相关专业的研究生和高年级大学生教材，也可作为相关领域的研究人员很好的参考书。
