供电技术课程改革的探讨与研究*

陈建伟 靖大为 黄民德 郭福雁 陈建辉 乔 蕾

(天津城市建设学院控制与机械工程学院，天津 300384)

0 引言

供电技术广泛应用于工厂、企业、民用建筑等行业，供电系统的设计、运行和管理都与之密切相关．“供电技术”作为电气工程、电气工程及其自动化专业相关课程体系中的一门重要专业课程，主要涉及供电系统的结构、设备、保护、控制等多项内容．在不同的教材和课程中，根据讲授内容和侧重点的不同，还常被称为“工厂供配电技术”、“供配电技术应用”、“供配电技术基础”和“供配电技术”等［1－2］．

近些年来，随着科学技术水平的发展，高校课程建设的不断跟进，很多课程都引入了新技术新发展，课程的内容和授课模式等都发生了较大的变化．相对而言，供电技术这门课程，已滞后于现实的供电技术水平，在教材、实验、授课等诸多环节诸多方面存在问题，迫切需要进行改革．本文旨在探讨供电技术课程在授课教材、实验工具及教学模式等方面存在的问题，并根据我校在供电技术课程改革中的经验，提出一系列相应的改进方法．

1 供电技术课程中存在的问题

目前，供电技术这门课程主要存在以下问题:

(1)教材陈旧． 多年来，国内供电课程教材内容与观念陈旧，雷同率较高，有相当数目的教材尚且停留在“工厂供电”的名称、概念与内容，远远落后于快速发展的供电系统的工程实际．例如，目前电气工程专业毕业生的重要就业方向之一是整个供电系统，既包括了工厂企业的独立的供电系统的封闭电网结构，也包括了电力部门的公用供电系统的开放电网结构．再则，伴随着社会的发展，供电负荷的增加，供电系统尤其是城市供电系统，开始呈现出不同的特征，如负荷密度高，电压水平高，电压等级少，远动水平高，接地电流大，电站封闭化，电站间距短，电站无人化，线路电缆化，开关组合化，电气无油化，电网智能化等，因此，在处理方式上也应该相应改变，而不应延续之前的处理方法;

(2)实验环节欠缺． 由于供电系统具有高电压及大电流的特征，如供电系统的额定电压可达到110 kV，短路电流可达到50 kA，这样的工作环境无法在一般实验室实现，因此供电技术课程几乎无法进行相关课程实验．而作为一门具体的工程性课程，单纯的课堂讲授，很难使学生建立较为完整的供电系统概念体系．而目前各教仪企业提供的模拟设备只能进行演示，无法进行实验，且仅限于特定小型变电站的运行模拟，严重缺乏整体系统概念，同时费用极高，投入产出比极低［1］;

(3)教学模式陈旧，授课与实践脱节． 供电技术的教学与课程实践联系不够紧密，虽然很多学校都开设课程设计和毕业设计等实践环节，但效果欠佳．对于供电系统而言，与之相关的很多内容不是逻辑推理，无法看到实际运行状态，而且学生难以理解．

因此，学生在进行课程设计与毕业设计时，缺乏整体系统概念，不能较好地运用所学内容，其设计前期往往处于不知所措的状态．而后期，又因为时间仓促，任务紧急，不少同学忙于抄袭或模仿，将设计模板化，当作一道数学题来解，未能了解设计与运行的基本思路．

2 供电技术课程的改进方法

针对供电技术课程存在的问题，我校进行了课程改革，教学质量与实践效果得到了显著提高．在供电技术课程改革中，主要完成了下面几个方面的工作．

(1)撰写了与当今供电水平相符，能够反映当今供电系统特点的新教材． 本校在多年供电教学与设计实践的基础上，编写了立足于城市供电系统范畴，适合于当今城市供电技术发展，区别于传统意义上工厂供电概念的教材．例如，书中给出了系统中性点接地方式的演化．这是随着城市电缆化水平的提高，供电系统出现的新变化．教材中努力做到理论性与工程性相结合，基本概念与新型技术相结合;突出课程内容的系统与衔接，以及与相关课程内容的联系．同时，还注重各相关内容的解释、衔接与联系，强化了学生对于供电技术的深刻理解与系统掌握，以满足系统设计、设备选择、安装调试及运行操作等工作的需求;

(2)开发了能够应用于教学的《供电系统运行模拟软件》． 针对教材相关内容，本校以模拟环境替代现场环境，创新性的开发了应用于教学的供电系统运行模拟软件．通过对供电系统运行进行模拟实验和演示，学生进一步强化了系统的概念，深化了对专业的理解，全面掌握了供电系统的设计与运行规律;同时通过实验中的参数设置，使学生深刻体会系统中各参数对整个系统的意义和影响．该软件既可作为课堂教学的辅助工具及实验教学的操作平台，又可补充教学，引导学生自发性与研究性的学习．目前，该软件正在进行再开发，争取能做更多的演示，更贴近于实际系统的运行情况，并最终作为典型的教学工具商品向全国高校的电气工程专业加以推广;

(3)加强了参观考察环节． 为使学生能够将课程与实际相联系，建立更为完整生动的系统概念，在授课过程中，我校还加强了实际参观考察的环节，使学生亲眼看到现实中的供电系统．例如，组织学生参观学校35 kV变电站、10 kV变电站和学校附近的220 kV变电站，观察供电系统的实际运行状态，以及变电站的平面布置、线缆走线等情况，尤其对设计中需要考虑到的问题进行了实地讲解．另外，考虑到运行中的供电系统无法深入设备内部，我校还组织学生参观了开关厂和变压器厂，使学生能够观察到设备内部，彻底了解设备的构成与工作原理．这些活动，既有助于学生将课本上的知识融会贯通，又提高了学生的学习兴趣，反响良好;

(4)强化了工程概念，将课堂教学与课程设计相结合，将设计与运行的思路贯穿课程始终． 我校在课堂教学过程中，将课程设计任务甚至毕业设计内容提前发放给学生，同时将课堂教学过程与课程设计的大部分过程融为一体．这样，在课堂教学阶段，随着教学进度的延伸，课程设计的内容也相应逐步深入，学生能够明确了解课本每一知识点在实际系统设计与运行中的作用，学习目标明确．而在课程设计阶段，则注意突出课程设计对课堂教学内容的总结、完善与提高．通过此种方式，提高了课堂教学与课程设计的双重质量，使得教学质量好，实践效果好;

(5)与学校背景和其他相关课程相结合，突出了课程特色，形成了具有特色的完整的课程体系． 我校属于建筑类院校，有相当一部分学生今后将进入建筑设计行业，因此供电系统的设计思想和设计流程尤为重要．在供电技术的课堂教学与实践教学中，我校紧紧围绕这一中心思想，甚至在有些内容的教学中，直接把相应的设计规范作为授课内容，且与配电技术课程相结合，形成具有突出特色的、完整的建筑电气课程体系．

3 结语

综上所述，“供电技术”作为电气工程专业一门重要专业课程，目前在教材、实验、授课等方面存在一些问题．多年来，我校通过不断的研究和实践，进行了供电技术课程改革，撰写了能够反映当今供电系统特点的新教材;开发了可以作为课堂教学的辅助工具及实验教学的操作平台的《供电系统运行模拟软件》;组织了学生到变电站、变压器厂及开关器厂等进行实地考察，将课堂教学与课程设计相结合，强化了工程概念，将课程内容与学校背景及其余的配电相关课程相结合，形成了具有突出特色的完整的课程体系，这些方法都大大改进了供电技术课程，提高了教学质量，改善了实践效果．

［1］ 靖大为．城市供电技术［M］．北京:中国电力出版社．2011:8－20．

［2］ 唐志平．供配电技术［M］．北京:电子工业出版社．2009:6－12．