电气工程师小课堂教学设计

申报电力系统及其自动化专业高级工程师考试大纲 熟悉我国工程勘察设计中必须执行法律、法规的基本要求； 熟悉电气工程设计中必须执行建设标准强制性条文的概念；了解我国工程项目勘察设计的设计依据、内容深度、标准设计、设计修改、设计组织、审批程序等的基本要求； 熟悉我国工程项目勘察设计过程质量管理的基本规定； 了解我国工程勘察设计过程质量管理和保证体系的基本概念； 了解电力系统的运行特点和基本要求；.7 掌握阻抗、导纳、有功功率、无功功率、视在功率和功率因数的概念； 熟练掌握三相电路中电源和负载的联接方式及相电压、相电流、线电压、线电流、三相功率的概念和关系；掌握我国规定的电力网络额定电压与发电机、变压器等主要电力设备的额定电压； 掌握电压降落、电压损耗、功率损耗的定义及其计算方法；了解电力线路、发电机、变压器的参数与等值电路，熟悉电网等值电路中元件有名值和标幺值参数的简单计算和归并； 掌握我国工程建设中电气设备对环境影响的主要内容；掌握负荷分级的原则及供电要求。 2．电气安全 熟悉我国电气工程设计和施工中必须执行的有关人身安全的法律、法规、建设标准中的强制性条文； 了解我国工程设计中电气安全的概念和要求； 掌握我国工程设计中电气安全保护的主要方法和措施； 掌握我国危险环境电力装置的设计要求； 熟悉电气设备消防安全的措施； 了解安全电压的概念； 了解电气设备防护等级的基本概念及应用； 了解电气设备防误操作的要求及措施； 掌握电气工程设计的防火要求。3. 电气主接线 熟悉电气主接线设计的基本要求（含接入系统设计要求）； 掌握各级电压配电装置的基本接线设计及特点； 了解各种电气主接线型式设计及应用范围； 掌握主接线设计中的设备配置； 了解发电机及变压器中性点的接地方式；了解无功补偿的基本概念及设计要求。4．短路电流计算 掌握三相短路电流的实用计算方法； 熟悉 短路电流计算的目的和其结果的应用； 熟悉影响短路电流的因素和限制短路电流的设计措施。5．设备选择 熟悉主要电气设备选择的一般原则、技术条件和环境条件； 熟悉发电机、变压器、电抗器、电容器等高低压设备的选择； 掌握开关电器和保护电器的选择； 熟悉电流互感器、电压互感器的选择； 了解成套电器设备的选择； 了解高压电瓷及金具的选择；了解中性点设备的选择。6．导体及电缆的设计选择 掌握硬导体的设计选择； 熟悉电缆设计选择的原则； 了解管形导体设计的特殊问题； 了解分相封闭母线和共箱母线的设计选择； 了解软导线的设计选择及拉力弧垂的计算方法、原理； 掌握电缆敷设设计； 掌握电缆防火与阻燃的设计要求。7．电气设备布置 熟悉变配电所(开关站)所址选择的基本要求； 熟悉各级配电装置的设计原则和基本要求； 掌握各级电压配电装置的布置设计； 了解特殊地区的配电装置设计； 掌握配电装置带电距离的确定及校验方法。 8．过电压保护和绝缘配合 熟悉电力系统过电压种类和过电压水平； 掌握雷电过电压的特点及相应的限制和保护设计； 掌握暂时过电压的特点及相应的限制和保护设计； 掌握操作过电压的特点及相应的限制和保护设计； 了解防直击雷保护设计的计算方法和设计要求； 了解输电线路、配电装置及电气设备的绝缘配合方法及绝 缘水平的确定；熟悉建筑物的防雷分类原则及采取的措施。9．接地 熟悉电气装置接地的一般规定； 了解电气装置接地电阻的要求； 了解电气装置的接地装置设计； 了解低压系统的接地型式设计和对电气装置接地电阻的要 求； 掌握电气装置的接地装置设计以及保护线的选择； 掌握接触电压、跨步电压的计算方法； 了解各种接地型式的适用范围； 熟悉降低接地电阻的方法和应用10．照明 熟悉照明方式和照明种类的划分； 掌握照度标准及对照明质量的要求； 掌握光源选用和灯具选型的有关规定 了解照明供电的有关规定； 掌握照度计算的基本方法； 熟悉照明与环境的关系11．仪表和控制 熟悉控制方式的设计选择； 了解控制室的布置设计； 掌握二次回路设计的基本要求； 了解二次回路的设备选择及配置； 掌握五防闭锁功能的要求及相应的装置； 熟悉电气系统采用计算机监控的设计方法； 了解设备及控制电缆需要抗御干扰的要求； 了解电能测量及计量的设置要求； 熟悉同期装置的原理及设计要求。12． 继电保护、安全自动装置及调度自动化 掌握线路、母线和断路器继电保护的原理、配置及整定计 算； 熟悉主设备继电保护的配置、整定计算及设备选择； 了解安全自动装置的原理及配置； 了解电力系统调度自动化的功能及配置； 了解远动、电量计费的功能及配置。13．操作电源 熟悉直流系统的设计要求； 掌握蓄电池的选择及容量计算； 了解充电器的选择及容量计算； 了解直流设备的选择和布置设计； 了解直流系统绝缘监测装置的选择及配置要求； 掌握UPS的选择。14．发电厂和变电所的自用电 熟悉自用电负荷的分类和自用电电压的选择； 掌握自用电接线要求、备用方式和配置原则； 掌握自用电系统的设备选择； 了解自用电设备布置设计的一般要求； 熟悉保安电源的设计； 了解自用电系统保护设计； 了解自用电系统的测量、控制和自动装置； 掌握交、直流电动机的起动方式及起动校验； 掌握交、直流电动机调速技术。15．电力系统规划设计 了解电力系统规划设计的任务、内容和方法； 了解电力需求预测及电力供需平衡； 了解电力系统安全稳定运行的基本要求及安全稳定标准以及保障系统安全稳定运行的措施； 了解电源规划设计； 了解电网规划设计； 了解无功补偿型式选择及容量配置； 了解潮流、稳定及工频过电压计算。参 考 资 料1.《三相交流系统短路电流计算》GB/T11022；2．《电力工程电缆设计规范》GB50217；3．《3--110kV高压配电装置设计规范》GB50060；4．《火灾自动报警系统设计规范》GB50116 ；5．《交流电气装置接地设计规范》GB50065；6．《过电压保护及绝缘配合》GB50064；7．《并联电容器装置设计规范》GB50227；8．《继电保护和安全自动装置技术规程》GB14285；9．《水力发电厂机电设计规范》DL/T518610．《水力发电厂自动化设计技术规范》 DL/ T5081；11．《导体和电器选择设计技术规定》SDGJ；12．《变电所总布置设计技术规程》DL/T5056；13．能源部西北电力设计院编《电力工程电气设计手册》（电气一次部分），中国电力出版社，1989年； 14．能源部西北电力设计院编《电力工程电气设计手册》（电气二次部分），水利电力出版社，1991年； 15．水利电力部水利水电建设总局编《水电厂机电设计手册》(电气一次分册) ，水利电力出版社，1982 年； 16．水利电力部水利水电建设总局编《水电厂机电设计手册》(电气二次分册) ，水利电力出版社，1983 年。注册电气工程师考试大纲专业基础部分考试大纲1、电路与电磁场1．1 电路的基本概念和基本定律（1）掌握电阻、独立电压源、独立电流源、受控电压源、受控电流源、电容、电感、耦合电感、理想变压器诸元件的定义、性质（2）掌握电流、电压参考方向的概念（3）熟练掌握基尔霍夫定律1．2 电路的分析方法（1）掌握常用的电路等效变换方法（2）熟练掌握节点电压方程的列写方法，并会求解电路方程（3）了解回路电流方程的列写方法（4）熟练掌握叠加定理、戴维南定理和诺顿定理1．3 正弦电流电路（1）掌握正弦量的三要素和有效值（2）掌握电感、电容元件电流电压关系的相量形式及基尔霍夫定律的相量形式（3）掌握阻抗、导纳、有功功率、无功功率、视在功率和功率因数的概念（4）熟练掌握正弦电流电路分析的相量方法（5）了解频率特性的概念（6）熟练掌握三相电路中电源和负载的联接方式及相电压、相电流、线电压、线电流、三相功率的概念和关系（7）熟练掌握对称三相电路分析的相量方法（8）掌握不对称三相电路的概念1．4 非正弦周期电流电路（1）了解非正弦周期量的傅立叶级数分解方法（2）掌握非正弦周期量的有效值、平均值和平均功率定义和计算方法（3）掌握非正弦周期电路的分析方法1．5 简单动态电路的时域分析（1）掌握换路定则并能确定电压、电流的初始值（2）熟练掌握一阶电路分析的基本方法（3）了解二阶电路分析的基本方法1．6 静电场（1）掌握电场强度、电位的概念（2）了解应用高斯定律计算具有对称性分布的静电场问题（3）了解静电场边值问题的镜像法和电轴法，并能掌握几种典型情形的电场计算（4）了解电场力及其计算（5）掌握电容和部分电容的概念，了解简单形状电极结构电容的计算1．7 恒定电场（1）掌握恒定电流、恒定电场、电流密度的概念（2）掌握微分形式的欧姆定律、焦耳定律、恒定电场的基本方程和分界面上的衔接条件，能正确地分析和计算恒定电场问题（3）掌握电导和接地电阻的概念，并能计算几种典型接地电极系统的接地电阻1．8 恒定磁场（1）掌握磁感应强度、磁场强度及磁化强度的概念（2）了解恒定磁场的基本方程和分界面上的衔接条件，并能应用安培环路定律正确分析和求解具有对称性分布的恒定磁场问题（3）了解自感、互感的概念，了解几种简单结构的自感和互感的计算（4）了解磁场能量和磁场力和计算方法1．9 均匀传输线（1）了解均匀传输线的基本方程和正弦稳态分析方法（2）了解均匀传输线特性阻抗和阻抗匹配的概念附：参考书目电路（第三版）上、下册邱关源主编 高等教育出版社2、模拟电子技术2．1 半导体及二极管（1）掌握二极管和稳压管特性、参数（2）了解载流子，扩散，漂移；PN结的形成及单向导电性2．2 放大电路基础（1）掌握基本放大电路、静态工作点、直流负载和交流负载线。（2）掌握放大电路的基本的分析方法（3）了解反馈的概念、类型及极性；电压串联型负反馈的分析计算（4）了解正负反馈的特点；其它反馈类型的电路分析；不同反馈类型对性能的影响；自激的原因及条件（5）了解消除自激的方法，去耦电路2．3 线性集成运算放大器和运算电路（1）掌握放大电路的计算；了解典型差动放大电路的工作原理；差模、共模、零漂的概念，静态及动态的分析计算，输入输出相位关系；集成组件参数的含义。（2）掌握集成运放的特点及组成；了解多级放大电路的耦合方式；零漂抵制原理；了解复合管的正确接法及等效参数的计算；恒流源作有源负载和偏置电路（3）了解多级放大电路的频响（4）掌握理想运放的虚短、虚地、虚断概念及其分析方法；反相、同相、差动输入比例器及电压跟随器的工作原理，传输特性；积分微分电路的工作原理（5）掌握实际运放电路的分析；了解对数和指数运算电路工作原理，输入输出关系；乘法器的应用（平方、均方根、除法）（6）了解模拟乘法器的工作原理

快速的学电气控制回路知识 电机与电气控制》课程教学设计 实践教学体系的设计思想：层次系，它主要包括基本实验和《电机拆装》技能训练、《电气控制设计》综合设计及应用等内容。1．实验教学 （1） 以“基础+工艺+应用+综合”为主的实验内容设计 课程实验内容分为基础实验、工艺实验、应用实验、综合实验4种类型。基础实验主要包括：并励直流电机调速、星三角降压起动。工艺实验主要包括：交流异步电机的结构认识及装配、交流异步电动机的单向连续运行电气控制柜的装配。应用实验主要包括：工作台的自动往复控制、皮带传输机的电气控制、生产设备的多地控制。 在实验内容的编排上，改变了过去的一味验证理论性实验思路，更强调了电气控制的综合设计及工艺应用性。 （2） 以“必做+选做”为主的实验任务设计 在任务的安排上，分必做实验和选做实验。基础实验为必做实验，占实验总学时的50%。工艺、综合、应用实验为选做实验，占总学时的50%。授课教师根据大纲给定的选做内容有计划的选择实验内容。学生在实验过程中，可以有2学时的机动，可以自主设计方案，也可以从教师提供的实验中选择实验。并且在每个实验中，教师根据不同的班级情况及教学效果，将实验内容分为必做内容和选做内容。必做内容为每个学生必须完成的内容，为实验的基础部分。选做内容是教师提供的相关环节或学生自主设计的环节，为层次较好的同学服务，为实验的提高部分。 （3） 以“基础+提高”为主的实验要求设计 在任务要求上，改变了所有学生“一刀切”的做法，将实验任务分成若干等级。基本实验用于所有学生，教师给定实验内容及实验步骤，甚至实验线路是现成的。而选做的实验多数要求学生自己设计线路与方案。用于完成了教学任务且水平较高的学生。 （4）以“普通+激励”为主的实验考核设计 在实验考核上，改变了100分制的考核标准，针对实验中学生完成了选做内容，且自我设计方案、修定方案、执行方案、实验成功的学生，成绩给予了相应1个等级的提高。通过实验训练，形成基本的实践操作能力，并为中级电工的操作考核作好准备。 附：实验安排表：类别实验名称 实验内容 必做内容 选做实验内容 考工内容基础实验 并励直流电动机的调速 电枢回路串电阻电路接线。电压、电流、转速等数据的测量。 电机转速的测量三相异步电动机Y-△减压起动控制电路 Y-△减压起动控制线路的安装及测试。 Y-△线路的安装及测试工艺实验 交流异步电机的结构认识及装配 电机的拆装工艺流程认识。 拆卸工艺 学生自选完成其它的2个小工艺阶段。 电机性能的测试交流异步电动机的单向连续运行电气控制柜装配 安装单向连续运行电气控制柜。包括元件布置、控制板接线、面板安装、控制柜调试系列过程。 元件布置、控制板接线、面板安装、控制柜调试 元件的性能测试，控制板的故障测试。 元件的选择、测试、布线工艺应用实验 工作台的自动往复控制 将正反转电路应用到工作台自动往复控制系统中，改造控制线路，并完成线路的连接及试验。 设计线路图、电路接线、通电实验。 电气互锁、机械互锁、双重互锁的区别演示。线路的故障测试。 正反转电路的安装与测试皮带传输机的电气控制 将顺序起动、逆序停止电路应用到皮带传输控制系统中完成线路的连接及试验。 设计线路图、电路接线、通电实验。 主电路的实现顺序起动或控制电路实现顺序起动。线路的故障测试。 顺序起动、逆序停止电路的安装与测试生产设备的多地控制 完成两地控制线路的连接及试验。 设计路图、电路接线、通电实验 两地或两地以上的控制。线路的故障测试 多地的现实意义能耗制动控制完成能耗控制线路的连接及试验。设计路图、电路接线、通电实验故障测试单管能耗制动电路的安装与测试综 合 实 验 单相变压器的使用 单相变压器的空载、短路及负载实验 单相变压器的空载、短路实验 分析单相变压器的运行特性 变压器的使用 2．课程实习 （1）以“基本+创新”模块为主的内容设计 课程实习和实验在内容上要统一规划，相互补充，形成一个有机的整体。该课程的实践教学体系中，主要以培养有创新精神的专业技术能力为主。因而，我们在规划该课程的实践教学内容时，将其分成基本模块和创新模块两部分。其中基本模块用于训练基本操作技能，形成基本实践能力；创新模块主要根据素质教育的要求，以培养学生一定的创新精神和创新能力。 a、电气控制设计 电气控制设计教学改革主要针对创新模块部分。针对不同学生而设，需从选题开始，经构建框架、设计、计算机模拟、购买元器件到制作调试完成等，结合我院现有设备，分步骤进行：a、旧控制柜改造。增加其容量和元器件数量，更换新型元器件。b、拟定部分开放性的设计课题，学生根据自己的情况和兴趣，在教师指导下拟出其设计计划。c、利用DPS CAD软件进行方案设计验证、修订。d、控制柜装配。e、系统调试。f、验收、答辩。g、数据分析、绘制电气图、撰写设计报告。 b、电机拆装 异步电动机的拆装实习，其目的是学会电机拆装、检测和维修。电机拆装的工艺过程作为基本教学内容，通过学生的亲自动手避免了课堂的抽象介绍。实习中，加强了中级电工资格认证必备的电机性能测试、仪表使用等能力点，进一步培养学生的考工技能和本专业核心技能，这作为本项目实习的创新内容。具体内容及任务设置如下： 附：课程实习安排表电气设计 理论实践基本内容1．交流接触器、继电器、热继电器、按钮、刀开关等主要低压电器的结构、原理、使用。2．基本控制电路的工作原理。3．电气设计的基本原则。4．电气CAD软件的使用。1交流接触器、熔断器、热继电器、按钮元件的计算、选择、安装。2．电气控制柜的安装施工工艺。（包括主电路、控制电路、电源电路、指示电路的安装。）3．控制柜（主电路、控制电路）调试4．简单故障的分析与排除。创新内容新型元件的应用 1．根据课题要求变化，更改理论，简化图纸。2．将电气控制与PLC控制结合起来。3．新技术、新方法、新工艺的应用。考工内容低压电器的用途、电路设计原则元件的布置、接线工艺、电路调试、故障分析基本要求1．掌握低压电器的用途、使用及在本电路中的作用。2．掌握本设计电路的工作原理及实际工程意义。3．设计报告工整、条理性强、质量高。4．能遵守劳动纪律，进行安全文明生产。1．掌握电气控制线路的安装原则及注意事项。控制柜的安装质量高。2．掌握电气CAD软件的使用，CAD图纸质量高。3．掌握电路调试的过程及要领。能独立调试本系统的控制电路及主电路。4．能分析电路中的简单故障并排除。提高要求1．针对电路调试的故障现象，合理分析电路逻辑错误。2．根据实验条件，修改理论图纸。3．新技术、新方法、新工艺的理论依据。1．能根据生产工艺的要求的变化，更改施工。2．能根据电路故障现象准确判断故障，并熟练排除。3．能根据新工艺发展要求，使用新技术、新方法。电机拆装基本内容1．电机内部结构及工作原理。2．定子绕组嵌线理论。1．电机绕组拆卸、绕组绕制及电机装配过程。2．电机绕组端子确定、绝缘电阻测试、空载运行电流测试等方法。3．万用表、摇表、钳形电流表的使用。创新内容电机嵌线新工艺1． 新工艺的使用2． 故障测试考工内容电机的基本结构、原理与性能电机性能测试：电机绕组端子确定、绝缘电阻测试、空载运行电流测试等方法。基本要求掌握电机的基本结构及嵌线理论1．独立完成各部件的拆装，掌握它们相互间的装配关系及调整方法。2．会正确绕制电机绕组。3．掌握电机正确的装配过程。并能在规定时间内完成会用仪表对电机的绕组端子进行判别、会测试绕组电阻、绝缘电阻、空载电流等参数。提高要求电机常见故障检测方法1． 掌握新工艺的使用。2． 掌握故障测试方法。（2）以“4自”能力培养为主的过程设计 实习任务根据“基本+创新”2部分内容分“基础+提高”2部分。基础内容针对所有同学，提高内容针对部分能力较强的学生。执行时，老师根据具体情况具体划分，学生自主选择实习任务。在实施过程中全面倡导“4自”性实践，即自选实践教学的训练内容，自行设计方案并完成相关准备，自助式发现、分析和解决实践过程中的问题，自检实践结果。实习考核时充分考虑学生的自主创新内容，完成提高阶段任务的可提高成绩等级。 通过课程实习，加强了学生专业核心技能以及专业综合设计能力的培养，使学生此具备了中高级考工的主要能力。

学习+动手实验