电气工程设计课程范文

时间:2023-06-18 10:26:00

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电气工程设计课程

篇1

从应用和设计角度看,要求各章节间的完整性,让学生能够把多而散的理论知识结合起来解决实际电力系统设计、运行及故障处理等技术问题。理论教学由于学时少、学时分散不集中等原因,无法满足工程设计的需求。为解决这个问题,近两年在笔者所在学校新设的电气工程及其自动化专业开设了《电气工程基础课程设计》,以加强实践性教学和工程训练,强化对学生综合设计能力的培养。为了完成既定的培养计划,教师在运用传统的课程设计的教学方法的基础上,从培养学生工程设计能力、提高综合素质角度出发,对《电气工程基础课程设计》实践环节进行了改革与探索,取得了很好的教学效果。

目前根据教学计划,《电气工程基础课程设计》授课时间是一周。为了在一周内尽量使学生充分理解和掌握变电所设计的步骤和基本工程设计方法,我们在设计内容上进行了精心安排。车间变配电所设计包括:负荷计算及无功功率补偿方案、地点、方式及容量的确定;变配电所所址的选择;供电方案的优化设计;短路电流计算,变电所一次设备的选择、动稳定和热稳定校验(根据学生具体情况布置全部校验或部分校验);变配电所二次回路方案的选择及继电保护装置的选择与整定;变配电所防雷保护与接地装置的设计(根据学生的具体情况选作);绘制变配电所主结线图(采用AutoCAD或Protel);撰写设计说明书。设计过程中,教师在讲明设计总体思想、设计要求、注意事项以及设计中的没有硬性要求的地方后,针对不同学生,采用不同的指导方法。对爱学习、将来有志于从事供配电系统工作的学生放开手,在他们完成要求的设计后,通过提出一些问题引导他们进行深一步的设计和思考,如变电所的防雷、接地等问题;对大多数的学生进行有针对性地提示和重点指导,使其在教师的监督指导下,综合运用工程手册、国家标准和参考资料独立完成要求的设计任务,并能提高他们对课程的掌握和理解;对自律性不强的学生,实行严格考勤重点指导,在讲清基本原理、基本设计思路,帮助他们通过设计把课程的知识点串联起来。总之,通过各种方法,克服学生之间相互依赖、甚至相互抄袭的想法,充分调动学生,提高学生的独立思考能力,并在设计中获取更多的实践经验。

注重创新能力的培养

为了实现培养应用型人才的目标,我们在设计时非常注重设计方案的合理性与可行性及创新性。如在供电方案的优化设计时,要求学生就常规变电所和无人值班变电所、负荷供电可靠性的要求,初步确定两种以上合理的电气主结线方案,引导学生就不同方案的灵活性、可靠性、性价比等进行比较,鼓励他们独立思考并创新。在创新的基础上注重方案的合理性、可行性、经济性的论证,确定最佳设计方案。支持学生用不同方案进行设计,尽管有的设计方案可能不是最佳的,但只要可行就支持学生做下去。这不仅培养他们的独立思考能力和创新思维,同时也进一步能够验证书上的实用公式和理论的正确性、合理性。设计结束时,要求学生利用AutoCAD、Protel等绘图软件绘制供电系统图,不仅可以提高他们的计算机应用能力,同时使之更符合实际电气工程设计的要求。

注重新技术、新设备的采用

电气设备发展迅速,在指导设计过程中,注重新知识、新技术、新设备的采用。例如:在主变压器型式、型号的选择时,要介绍优先采用低损耗、体积小、重量轻的S9系列变压器,尽量避免采用体积大、高损耗的SL系列的变压器。对教材上较少提到的高层建筑或易燃易爆的企业所使用的新型不燃或难燃的变压器、多雷山区使用的防雷变压器等特种变压器,也在适当的时候加以介绍,使学生增长、拓展这方面的知识储备。同时收集国家电力系统的新的设计标准、规范,供学生设计时使用和参考,使学生的设计成果与国家供电新技术的发展相适应。在高低压开关设备的选择时,向学生介绍高低压开关设备的发展趋势及智能型低压电器等供电发展前沿的有关知识。可充实课程的理论教学,使学生对新设备、新知识及所学课程和将来的就业前景表现出浓厚兴趣。

篇2

中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)08(a)-0134-02

1 电气工程导论教学的重要性及内容

今后若干年内对电气工程发展影响最大的主要因素包括:

(1)信息技术的决定性影响。信息技术广泛地定义为包括计算机、世界范围高速宽带、电气工程图、计算机网络及通讯系统,以及用来传感、处理、存储和显示各种信息等相关支持技术的综合。信息技术对电气工程的发展具有特别大的支配性影响。信息技术持续以指数速度增长在很大程度上取决于电气工程中众多学科领域的持续技术创新。反过来,信息技术的进步又为电气工程领域的技术创新提供了更新更先进的工具基础。

(2)与物理科学的相互交叉面拓宽。由于三极管的发明和大规模集成电路制造技术的发展,固体电子学在20世纪的后50年对电气工程的成长起到了巨大的推动作用。电气工程与物理科学间的紧密联系与交叉仍然是今后电气工程学科的关键,并且将拓宽到生物系统、光子学、微机电系统(MEMS)。21世纪中的某些最重要的新装置、新系统和新技术将来自上述领域。

(3)快速变化。技术的飞速进步和分析方法、设计方法的日新月异,使得我们必须每隔几年对工程问题的过去解决方案重新全面思考或审查。

从以上知道,本课程的内容包含了电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理及应用、信号与系统、自动控制原理、电机与拖动、电力电子技术、电力拖动自动控制系统、电气控制技术与PLC应用、微机控制技术、供电技术、计算机技术、通信技术。

2 本课程教学存在的问题及解决方法

2.1 课程教学存在的问题

(1)教师素质问题。

电气工程导论的内容及其丰富,包含的课程知识十分复杂,这对如何聘用新的教师,如何培养学生学习本专业有很大影响。

延伸到电气专业外相关的很多技术发展,要激起学生对外来世界更加信息化的好奇,对未来人类生活的向往,比如智能家居,通过无线就能控制家用电器等,方便快捷安全,抑或更加人性化和自主化的小型分散发电,超导技术等。

目前的大学教师,对导论的教学,只是局限于本身的内容讲解,使用相关的PPT;以为讲完一本书就算完成了的《电气工程导论》的教学,对于能不能激起学生的兴趣关心不够,达不到教学效果;其次,没有哪一个人能够全面掌握《电气工程导论》包含的所有内容。一个教师讲完一本教材不适应本课程的教学。

(2)学生认知问题。

导论,顾名思义是讲述有关专业的发展和应用,但是因为接触的专业课程还不是很多,所以对怎么样去学好这个专业、需要哪些方面的专业技能、当今社会乃至世界这方面的发展情况如何等等都不是很清晰,不能给自己一个学习和探索的定位;通过这门课,学生需要对本专业进行深刻的认识。

但是,本课程多开设在大学一年级第一学期,学生刚从高中毕业进入大学校门,尚不适应大学学习,此时开设内容如此丰富的内容的课程,许多学生不能理解开本课程的目的和意义。另外,本课程的内容决定本课程考查课,学生的重视程度达不到一定高度。

(3)教材问题。

技术的飞速进步和分析方法、设计方法的日新月异,使得以出版的《电气工程导论》教材的寿命极短,也就是说,任何一本《电气工程导论》教材的使用都会面临不能满足现代教学问题。

2.2 解决方法

针对以上问题,通过一下教学设计解决问题。

(1)教师设计。

打破传统的一门课程一个老师的教学方法,将本课程分解为:电子、电气、测量、控制、信息技术、网络通信技术等几个方面内容;每一部分内容安排一个具有实践经验的老师讲解。

教师与学生一个是教,一个是学;不同的资深老师讲解不同的知识,会使学生认为学校对他们很重视,使他们的自尊心得到满足,从而激发学习兴趣。

(2)教法设计。

采用案例或者参观方法,取代以往的以教材为主的讲课方式,让学生从案例中知道电气工程专业的重要性,或者从企业现场体会电气工程的作用及重要性,以及电气工程专业涉及的相关技术及应用。

(3)过程设计。

打破传统的每周两个课时的授课过程,改变为集中时间进行案例分析和实践活动。在案例分析和参观实践过程中,让学生多进行讨论以激发学生主动认知能力。

(4)学生设计。

学生是学习的主题,在本课程教学过程中,加强学生知识面的培养,贯彻“考研、出国、技能的人才培养导向,全面提升学生的综合素质与创新能力;让学生知道电工、电子、信息、控制理论以及计算机软硬件的基础知识学习的重要性,让学生知道较好的工程实践的重要性”。

2.3 教学实践

河南工程学院针对2011,2012级学生进行了教学改革,在两个星期之内完成了对当届学生《电气工程道路两年的教学工作》,教师及教法设计具体方案如图1所示。

将《电气工程导论》所涉及的内容规划到不同的教研室,然后,各教研室安排相应的具有实践经验的老师进行案例教学并带领学生到相关知识领域参观。每个案例分析及参观分配3天时间,其中一天讲述案例,一天参观学习,一天讨论。

最后的总结过程,由学院委派资深教师对学生系统讲解电气生产、电气安全及技术开发等内容,并让学生用一个下午时间写出电气工程导论学习报告。

2.4 满意度调查

河南工程学院连续几年对《电气工程导论》学习满意度进行调查,几年来,调查结果见表1。

表1中,2009及2010年没有进行教学改革,2011及2012进行了本课程的教学改革,从表1可以看出,进行教学设计以后,学生对教师及教法满意度有了极大地提高,对本专业的学习内容有了极大地理解,产生了极大地学习兴趣。

3 结论

《电气工程导论》是电气工程及自动化专业的必修课,本课程的教学效果直接影响了学生对本专业的学习兴趣;本课程的教学改革,使得学生对本专业有了深刻认识,达到了教学要求。

参考文献

篇3

2建筑电气工程简述

建筑电气工程技术涉及到了控制技术、电工技术以及信息技术、电子技术等诸多技术领域,并在电气设备以及智能建筑中获得了较为广泛的应用。建筑物的相关电气供电系统除了包括强电系统以及弱电系统以外,还是融合控制系统、电工系统与电子系统等的科学的应用系统。现代建筑的发展对建筑物内部的电气设备要求比较高,主要是因为人们对居住环境、电气设备依赖的程度随着生活生平的不断提高而增高。因此,在建筑物的使用过程中必须要配置相应的电气设备,以更好地满足人们的需求。由于建筑物内部各类电气设备的自动化程度不断加深,人们对电气设备的安全性、可升级性以及稳定性也提出了更高的要求,那么在建筑电气工程设计及施工的时候只有将电气、控制与电工等各项技术科学地统一起来,在设计施工的各方面都与国际接轨,对各种先进的设计理念及施工技术进行合理利用,才能使建筑电气工程施工高效地完成。建筑工程使用的寿命相对较长,而对建筑物内部电气工程的改造却十分困难,一旦对其进行改造就需要涉及到整个电气工程结构的改造或者重建,这些作业的进行必然会影响到建筑物的使用年限。因此在建筑电气工程设计及施工时就要充分考虑建筑物今后的发展及使用情况,以更好地满足建筑物的使用需求。

3建筑电气工程的科学设计

3.1强电系统的科学设计强电系统主要包括动力线路、消防系统的控制线路、照明线路、生活以及实用的各种辅助线路等。在进行强电系统设计的过程中还要对预期内、预期外的可能需要的电路系统进行合理的增设,以更好地满足人们对建筑电气工程现代化、智能化以及自动化的要求。对于取暖的电气能源、空调设备以及家用电气设备等,在建筑电气工程强电系统设计的时候都必须要将其纳入设计的考虑范畴。此外,在强电系统设计时还要在原有线路的基础上合理加上许多新内容,因而电路系统制约机制的精度及准度、复杂程度以及难度也逐渐升高。

3.2弱电系统的科学设计在设计弱电系统的时候,除了科学设计电话、直线广播、直线电视以及火灾系统以外,还要对多媒体系统线路以及电路电视系统线路等进行合理的设计。随着社会的快速发展以及未来科技的不断进步,在弱电系统用设计的过程中还要根据相关需要增加某些电气工程线路的设计,以使其更好地适应社会、科技的发展,并促进建筑电气工程的发展,为我国建筑行业的发展创造良好的条件。

3.3电气接地系统保护装置的科学设计电气接地系统保护装置的线路设计要求有:要设计相应的屏蔽保护系统线路,建筑物的某些房间需要安装相应的屏蔽磁场或者电磁场的线路,随着多媒体技术、计算机信息技术的快速发展,这种特殊要求的房间必定会越来越多,因此在建筑电气工程设计时要对其进行合理、科学的考虑及安排;设计的时候要较好地满足电气工程防雷接地、引线均压环等的特殊要求,以提高建筑工程设计的科学性、有效性,从而保证建筑电气工程的总体质量。

4影响建筑电气工程施工的主要因素

建筑电气工程中影响其施工的主要因素包括:

4.1防雷装置的安装施工不够科学电气设备接地干线与地排间不是直接连通的,防雷支架间的距离也相对较大,在引下线及带间通常是用单面焊接或者对焊技术,焊接口的锈蚀现象也十分突出,这导致钢类装置难以较好地发挥其作用。

4.2电气工程施工的规范性不强相关施工人员对建筑电气工程的材料、设备不够熟悉,盲目地进行安装施工,因为建筑电气工程之中会涉及到许多资料及记录,施工过程中的设备也较为复杂,如果不按照操作标准进行规范施工,就会影响施工质量及进度,埋下安全隐患。

4.3管线选材及管线敷设不合理有的施工人员在施工过程中偷工减料,有的使用质量不达标或者不符合规格的材料,如缩小管线的管壁厚度、用其他管线材料代替镀锌管、管线的埋墙深度不够等,这些现象的存在都极大地影响了施工质量的提高,并给建筑电气工程的安全使用留下诸多隐患。

5建筑电气工程的科学施工

5.1传统建筑电气工程施工中的暗配管选材对于传统建筑电气工程施工中进行暗配管选材的时候,大多数时候都是选用不同规格、不同类型的钢管。根据强电系统以及弱电系统网络的相关物理要求,在选择并行、交叉以及重叠线路暗配管的时候除了要对暗配管的实用、坚固问题进行考虑以外,还要对其化学以及物理性能的适用性、科学性等进行考虑。为了较好地保证所选材料的有效性,在选择的过程中应凭借相关试验、科学论证来保证暗配管选择的最佳方案。除此以外,在浇筑建筑物混凝土的过程中要以新工艺的相关要求为基础,采用适合的非金属质料的暗配管,并认真进行暗配管的固定,以避免出现管路阻塞、脱落的现象。

5.2对整个施工工程进行科学研究在施工过程中对整个施工工程进行科学研究,对各种影响因素进行全面考虑,对各个电路给予科学配置是保证建筑电气工程质量的首要前提。电气工程涉及到的接地保护系统、弱电以及强电系统等都应该在建筑物的墙壁之中有相应的指定空间对其进行合理有效的安排;对于各电气系统线路的并行、交叉等要在科学、规范设计的前提下进行管位位置的合理设置,特别是网络线路设置的过程中更是要对各线路之间的互相感应、物理影响以及可能产生的相关电学现象等给予高度的重视,对其可能引发的后果同样要给予准确的计算、有效的分析,并采取有效的防范措施,以确保施工的顺利完成。

5.3在施工前以相关设计要求为依据对电气材料质量给予严格检查要实现建筑电气工程的科学施工还要在施工之前以相关设计要求为依据对电气材料质量给予严格的检查,从供货商到相关材料的验收都要进行严格的把关,并加强材料的认证,以免用错材料,从而影响到工程的施工。除了对材料质量严格控制以外,还要对材料进行妥善的保管,按照材料的保存标准进行科学保存。有的施工人员缺乏专业知识,理论知识、实践知识还不牢靠,因而未对电气材料进行科学合理的使用,最终导致各种安全问题、质量问题频繁发生。针对这一问题,建筑电气工程施工企业要对材料质量给予高度的重视,并建立起完善的建筑电气工程质量监管体系,以为材料质量的控制提供监管依据。还要根据电气工程的质量标准,制定出有效的质量监管目标,以完成对电气材料规格、外观以及数量的有效控制,进而为建筑电气工程的科学施工奠定坚实的基础。

篇4

建筑电气工程要面向未来进入21世纪,和平与发展仍是世界的主流,现代科学技术迅猛发展竞争激烈,我国加入WTO后,各项产业要逐步与国际接轨。要求我们的科学技术,各项产业和社会生活,都要更快的发展和提高。特别是大的银行、企业、事业对生产、办公和生产环境要求越来越高,建筑工程向电气化、自动化、智能化和生态化方向发展。这所有的一切,都要求建筑的电气工程的设计与施工,必须面向未来,面向现代科学技术和社会发展的趋向。建筑工程建成后,使用年限相对较长,几十年甚至近百年。建筑在此期间,对建筑的内外装饰,可以多次进行重新维修,或重新装饰和进行改造。但对建筑的电气工程,特别是建筑工程内部的电气工程立体结构,是难于重新维修和进行改装,改造的。

因为这涉及到对建筑工程结构的破坏、改造和重建、难度大,费用高,对建筑物使用年限和安全系数都有损坏及不利影响。这就要求建筑的电气工程在设计和施工前,有长远的考虑和发展的目光,打破传统和常规电气工程设计与施工思想,有适应客观发展,面向未来的建筑电气,工程建设的新思想。建筑工程随着使用要求,如办公、生产、生活、娱乐的现代化、自动化、智能化及生态化的要求不断提高,各种各类的以电能为源动力的设施、设备、仪器、用具越来越多,丰富多彩。加之我国电力生产和电能资源不断丰富,电量消耗不断增加,这对建筑的电气工程提出了新的课题和要求。在建筑电气工程的设计、施工以及新工艺,新材料等方向,都有新的技术和工艺要求。建筑的电气工程,必须具有面向未来的设计与施工思想。

以下是本人在电气工程设计中的一些见解:1、强电系统网络设计;2、弱电系统网络设计;3、避雷系统的安装技术

1、强电系统的网络设计系统:照明线路、动力线路;各种实用与生活辅助用电线路,各种实验用电插座线路,消防系统中的照明、动力、控制线路。还要增加办公、生产、生活现代化、自动化、智能化以及生态化发展要求的用电弦线路。预期内及预期外,可能增加的电气网络系统线路。空调设备、饮食电气、厨具及取暖用电气能源等等,在强电系统设计时,一次性都需纳入设计之中,强电系统的网络设计,要比以往在线路要求上,增加了许多新的内容,制约机制也更加复杂了,设计的复杂性,难度和精确要求,越来越严越高。

2、弱电系统网络设计除常规的电话系统线路,直线广播系统线路,直线电视系统线路、火灾系统线路外。要增加电子计算机终端系统线路,网络终端系统线路,闭路电视射、放系统线路,多媒休系统线路,以及电化教育系统、直流子母钟系统线路等等。未来科技和社会发展还会增加某些系统线路的要求,也是想象之中的事情,在弱电系统网络设计之时,就要有所预见,有所考虑,有些项目的增设纳入设计,也是必要的。电气接地保护装置线路设计。其中包括:一是防雷接地装置线路,现代建筑工程,除防雷接地一般装备要求外,还有些特殊要求,引线均压环及闭合接地装置等,就属其特殊要求,而这些都有竖向敷设线路。二是屏蔽保护接地线路。在一些建筑物中,一些特殊的房间要求对电场、磁场或电磁场屏蔽直接地线路。这些接地引下线路,要求通过建筑物的某部分,直到地面为止。而随着计算机、多媒体及网站的迅速发展,建筑物中具有这些要求的房间,会越来越多。这在现代化建筑电气工程设计过程,都是必须考虑和事先安排周到的。建筑电气工程的科学施工认真研究,全面考虑,科学配置电路。强电系统网络、弱电系统网络、接地保护装置线路等,都要安排在建筑物墙壁内特定的有效空间。各种电气系统网络线路的并行与交叉,都必须设计得科学、合理、排列顺序规范,各种线路管位位置配置方便得体。特别要注意的是各种电气系统网络线路的配置,不仅要研究空间配置科学合理,更要注意各种电气系统网络线路之间的物理影响,各线路之间的相互感应,感应的强弱以及可能产生的电学现象。对其可能产生的物理现象的后果,要有科学的分析,精确的计算和相应的措施。

3、避雷系统的安装技术避雷系统的技术原理通过导电与受电端向空中放电,与雷雨云中的电荷进行中和,从而减弱雷雨云电场强度,达到防雷的目的。若受电端果是直击雷,那么避雷针则可把雷电流引入大地,起到保护作用。避雷系统对高层与超高层建筑的保护起到重要作用。对于在避雷系统安装施工过程中,引下线通常采用镀锌圆钢或者利用构造柱的四根主筋沿墙体或者柱内进行敷设。对于引下线出现的技术问题研究,应加强监督,严格现场管理。

电气工程中设备调试与试运行技术电气调试工作,是指利用相关技术,在电气设备安装工作结束后,依据国家相关的规范与规程以及制造厂家的技术要求,对各个设备进行逐步的调整试验,从而得出安装质量与设备质量是否符合相关技术要求, 是否能够投入正常运行的结论。

参考文献:

[1]民用建筑电气设计规范,JGJ16-2008

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