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第1篇：電力工程和電氣工程區(qū)別范文

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；電氣工程；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

電氣工程是一項(xiàng)在技術(shù)性、專業(yè)性上都是要求很高的設(shè)施工程，而電網(wǎng)的建設(shè)、改造等方面都在快速的發(fā)展著，且也對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)上要求很高，故而要在這些方面大大提高電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的水平，使其在電氣工程中發(fā)揮其本身的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在電氣工程的經(jīng)濟(jì)效益和安全運(yùn)行方面都有著非常重要的地位，所以我們將電氣自動(dòng)化在電氣工程中實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、國際化和全球化。

一、電力系統(tǒng)自動(dòng)化的未來發(fā)展趨勢(shì)和熱點(diǎn)

由于電力系統(tǒng)自動(dòng)化與IT技術(shù)的發(fā)展有著十分緊密的關(guān)系，因此未來電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)和熱點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下方面。

1、電力一次設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化

一般來說，電力一次設(shè)備與二次設(shè)備的安裝地點(diǎn)往往相隔數(shù)十米，有的甚至相隔幾百米，而兩者通過強(qiáng)信號(hào)電力電纜與大電流控制電纜實(shí)現(xiàn)連接。與這種情況相比，電力一次設(shè)備智能化有著較大的區(qū)別，在對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)就進(jìn)行了綜合考慮，這樣就可以有效的節(jié)約控制電纜以及電力信號(hào)電纜，這就是人們常說的一次設(shè)備自帶保護(hù)與測(cè)量功能。

2、電力一次設(shè)備能夠進(jìn)行在線檢測(cè)

在電力系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)、變壓器以及短路器等一次設(shè)備往往需要不間斷的對(duì)相關(guān)重要參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，一方面要對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，另一方面還要能預(yù)測(cè)重要參數(shù)的變化趨勢(shì)，同時(shí)對(duì)設(shè)備發(fā)生故障的可能性進(jìn)行判斷。這樣就可以延長(zhǎng)電力設(shè)備的保養(yǎng)周期，也能使電力設(shè)備從定期檢修順利過渡到狀態(tài)檢修。

3、研制出更為先進(jìn)的光電式電力互感器

電力互感器可以按照一定的比例將輸電線上的高電壓和大電流降到設(shè)備所允許的標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，但在這個(gè)過程中，電力互感器還存在著嚴(yán)重的不足和缺點(diǎn)，這些不足和缺點(diǎn)對(duì)電力互感器的使用效果產(chǎn)生了很大的負(fù)面影響。因此，人們研制出了較為先進(jìn)的光電式電力互感器。目前，在實(shí)際使用中這種電力互感器還存在著一些亟待解決的技術(shù)難題，這些難題將是未來研究的主要方向。

二、電力工程中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用情況

1、自動(dòng)化技術(shù)在發(fā)電廠分散測(cè)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

在發(fā)電廠分散測(cè)控系統(tǒng)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)時(shí)往往采取分層次的分布結(jié)構(gòu)，它主要是由高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)、以太網(wǎng)、運(yùn)行人員工作站、工程師工作站以及過程控制單元所組成。其中，過程控制單元是由主控模件與輸入/輸出模件組成的，其主控模件可冗余配置，也可以采取冗余智能輸入/輸出以及輸入/輸出總線模式來完成通訊。另外，還可以在生產(chǎn)過程中直接使用過程控制單元，同時(shí)也可以直接接收熱電阻、電氣量、脈沖量、開關(guān)量以及現(xiàn)場(chǎng)變送器等信號(hào)。運(yùn)算處理結(jié)束之后，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的顯示、打印及輸出，以此來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的保護(hù)、控制與檢測(cè)。過程控制單元在工作中不僅要向運(yùn)行人員工作站發(fā)送其接收的信息，還要接受工作站的指令，這也是操作人員控制和監(jiān)視機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的主要手段和方式，工程師在設(shè)置或修改系統(tǒng)組態(tài)時(shí)需要工程師工作站提供具體的診斷以及維護(hù)方式。

2、電氣自動(dòng)化在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用

現(xiàn)代意義下的電網(wǎng)調(diào)動(dòng)主要是遠(yuǎn)動(dòng)裝置與主站調(diào)動(dòng)系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)的方面是進(jìn)行電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控。使得電網(wǎng)在人員的調(diào)配方面、電網(wǎng)的安全運(yùn)行更加有保障。其作用主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)；第一點(diǎn)是電網(wǎng)安全運(yùn)行的監(jiān)控，電網(wǎng)在正常的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，我們需要的是調(diào)度人員進(jìn)行監(jiān)視和控制電網(wǎng)的電壓、負(fù)荷等情況。主要設(shè)備的水能和熱能等等方面的工作指標(biāo)，使得其更加的符合規(guī)定，保障用戶的用電安全。第二點(diǎn)是電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度方面，在對(duì)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控的基礎(chǔ)之上，我們還要注重的是經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)。通過自動(dòng)化的調(diào)度手段來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值最大化，降低能耗、節(jié)約能源，達(dá)到最小的成本最優(yōu)的配置。第三點(diǎn)是電網(wǎng)運(yùn)行中安全事故分析和處理，電網(wǎng)出現(xiàn)故障的原因是多種多樣的。出現(xiàn)的原因也很復(fù)雜，過程根本來不及反應(yīng)。如果不能及時(shí)進(jìn)行預(yù)測(cè)和處理，不但人身安全會(huì)得到威脅，還會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)的大面積崩潰，大面積的停電狀況出現(xiàn)，造成國民經(jīng)濟(jì)的嚴(yán)重?fù)p失。所以增強(qiáng)自動(dòng)化調(diào)度勢(shì)在必行，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的安全分析，完善事故處理方式方法，避免造成重大損失。

3、在綜合自動(dòng)化技術(shù)和智能保護(hù)中的應(yīng)用

我國對(duì)智能保護(hù)和綜合自動(dòng)化技術(shù)的相關(guān)原理展開了大量研究，目前，我國的綜合自動(dòng)化在國際已處于領(lǐng)先水平，智能自動(dòng)化保護(hù)技術(shù)也位于國際前列，研制的分層式綜合自動(dòng)化裝置能夠適用于各種電壓等級(jí)電站。將先進(jìn)的綜合自動(dòng)化控制理論、人工智能理論、自適應(yīng)理論、微機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等引入到電力系統(tǒng)的自動(dòng)化保護(hù)裝置中，對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化保護(hù)的新原理進(jìn)行了研究，使得保護(hù)裝置更加智能化，大大提高了電力系統(tǒng)的安全水平和系統(tǒng)的可靠性，使得新型保護(hù)裝置具有智能控制的特點(diǎn)。經(jīng)過多年努力所研制成功的分層式綜合自動(dòng)化裝置，突破了傳統(tǒng)裝置所受的限制，能夠廣泛應(yīng)用于各種電壓等級(jí)的電站，極大地拓寬了綜合自動(dòng)化裝置的應(yīng)用范圍。

4、在空調(diào)設(shè)備中的應(yīng)用

對(duì)溫度與濕度的控制：裝設(shè)在通風(fēng)管的回風(fēng)濕度近似于潔凈室的溫濕度傳感器所檢測(cè)到的溫度與濕度，用比例加積分運(yùn)算控制把送到控制器與設(shè)定濕度進(jìn)行比較將輸出的電JK信號(hào)來控制回風(fēng)的濕度使其保持在45%，為了使?jié)崈羰覞穸纫詽M足GMP要求將蒸汽電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作控制在65%。對(duì)溫度的控制：裝設(shè)在回風(fēng)管的凈化空調(diào)系統(tǒng)采用DDC控制其溫度傳感器所檢測(cè)到的溫度送往DX－9100輸出相應(yīng)電壓信號(hào)并與設(shè)定點(diǎn)相比較，控制回風(fēng)溫度保持在12℃-26℃之間控制加熱電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或冷水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作，使?jié)崈羰覝囟确螱MP要求。

5、

三、電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1、電氣自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)優(yōu)勢(shì)

一般的電氣設(shè)備如變壓器、斷路器等等都需要進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，以對(duì)于一些臨時(shí)發(fā)生的故障進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整與排除，通過電氣自動(dòng)化設(shè)備就可以實(shí)現(xiàn)這種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的要求。通過對(duì)于電氣設(shè)備的一些關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過相應(yīng)的反饋進(jìn)行監(jiān)視，可以迅速的判斷出設(shè)備的故障原因并進(jìn)行及時(shí)措施的采取。

2、電氣自動(dòng)化有助于實(shí)現(xiàn)電氣工程設(shè)備的智能化

現(xiàn)代化生活所需要的是一種現(xiàn)代化的管理方式，隨著電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，對(duì)于人們生活的智能化管理、對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化運(yùn)行提供了便利。人們也對(duì)于這種智能化與人性化的管理模式越來越習(xí)慣。由于電氣系統(tǒng)中對(duì)于微型計(jì)算機(jī)的完美結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了生活生產(chǎn)的智能化，因此電氣自動(dòng)化在電氣工程中尤其得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

結(jié)束語

綜上所述，電氣工程是一個(gè)國家現(xiàn)代化文明發(fā)展水平的重要標(biāo)志，而電氣自動(dòng)化水平則是現(xiàn)代化生活生產(chǎn)水平的重要體現(xiàn)，不但支撐著現(xiàn)代電氣工程的發(fā)展，也是一切工業(yè)發(fā)展的前提與原動(dòng)力。正因如此，近些年來，電氣工程中電氣自動(dòng)化的應(yīng)用也有了十分迅速的發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域之中。

參考文獻(xiàn)

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[2]胡麗.電氣自動(dòng)化在電氣工程中的融合運(yùn)用分析[J].電子技術(shù)與軟件工程,2013,17:196.

第2篇：電力工程和電氣工程區(qū)別范文

論文關(guān)鍵詞：應(yīng)用型；課堂教學(xué)；工程實(shí)例；發(fā)電廠電氣部分

“發(fā)電廠電氣部分”課程是安徽工程大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我校”）電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的核心專業(yè)課，在專業(yè)教學(xué)體系中起承上啟下的作用，也是一門理論與實(shí)際結(jié)合較緊密的課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生獲得必備的發(fā)電廠、變電站電氣部分的基本知識(shí)和實(shí)踐技能，初步掌握發(fā)電廠、變電站電氣主系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算方法，樹立理論聯(lián)系實(shí)際的觀點(diǎn)，培養(yǎng)實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

根據(jù)培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”，具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力人才的精神，結(jié)合我校培養(yǎng)應(yīng)用型高級(jí)工程技術(shù)人才、服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的目標(biāo)，電氣工程及其自動(dòng)化系從學(xué)校實(shí)際情況出發(fā)，充分發(fā)揮自身資源優(yōu)勢(shì)和校企合作的特點(diǎn)，提出了工學(xué)一體化教學(xué)改革思路，即把課堂教學(xué)與工程實(shí)例有機(jī)結(jié)合起來，在課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐環(huán)節(jié)等方面作了一些探索和實(shí)踐，取得了一定的效果。

一、發(fā)電廠電氣部分課程特點(diǎn)

“發(fā)電廠電氣部分”是一門理論性、綜合應(yīng)用性較強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)課程，針對(duì)本課程的特點(diǎn)，通過“發(fā)電廠電氣部分”教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和綜合應(yīng)用能力就成為工程教育的首要任務(wù)。本課程與實(shí)際聯(lián)系緊密，教學(xué)內(nèi)容涉及電氣主接線、電氣設(shè)備、配電裝置以及監(jiān)控、保護(hù)等二次設(shè)備及回路接線圖等，其特點(diǎn)是課程內(nèi)容龐雜，連貫性差，系統(tǒng)性不強(qiáng)。該課程開設(shè)在第六學(xué)期，學(xué)生正處于由系統(tǒng)性強(qiáng)、條理清楚的基礎(chǔ)課轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)課學(xué)習(xí)的過渡期，在學(xué)習(xí)方法上略感不適。另外，絕大多數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程前沒去過電廠，對(duì)電能生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)缺乏必要的感性認(rèn)識(shí)，對(duì)各種電氣設(shè)備也感到陌生。采用傳統(tǒng)教學(xué)方式，學(xué)生們很難將書本知識(shí)與實(shí)際設(shè)備和電力系統(tǒng)聯(lián)系在一起來理解和掌握，建立工程的概念，特別是如何應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)去分析和解決實(shí)際問題的能力十分薄弱。因此打破“發(fā)電廠電氣部分”傳統(tǒng)的教學(xué)模式，加強(qiáng)課堂教學(xué)與工程實(shí)例教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生對(duì)“發(fā)電廠電氣部分”這門課由抽象到具體，是解決上述問題的有效途徑。

二、課堂教學(xué)改革與探索

1.精選課程教材和教學(xué)內(nèi)容

課程是專業(yè)目標(biāo)培養(yǎng)的體現(xiàn)，因此在進(jìn)行課程改革前首先要明確專業(yè)目標(biāo)，并充分認(rèn)識(shí)到本課程在整個(gè)專業(yè)目標(biāo)培養(yǎng)實(shí)現(xiàn)中所起的作用及地位，還要明確通過本課程的學(xué)習(xí)期望學(xué)生達(dá)到怎樣的認(rèn)知效果?；诖宋覀冞x用了華中科技大學(xué)熊信銀主編的教材（第四版），本教材是普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材，教材與時(shí)俱進(jìn)，能反映現(xiàn)代電力工業(yè)的現(xiàn)狀和特點(diǎn)，如節(jié)能減排，“一特四大”，100MW大容量發(fā)電機(jī)組的電氣主接線和特點(diǎn)，750kV超高壓和1000kV特高壓在電力系統(tǒng)中的作用，以及數(shù)字化發(fā)電廠和數(shù)字化變電站等。在課程學(xué)時(shí)不斷減少的情況下（我校設(shè)置的本課程課內(nèi)學(xué)時(shí)為30學(xué)時(shí)），結(jié)合大綱要求對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行合并和序化，經(jīng)研究，課程的主要教學(xué)內(nèi)容為：能源和發(fā)電；發(fā)電、變電、輸電的電氣部分－導(dǎo)體和電氣設(shè)備的原理與選擇－電氣主接線及設(shè)計(jì)；廠用電接線及設(shè)計(jì)－互感器－配電裝置－發(fā)電廠和變電站的信號(hào)和控制回路。

2.課程教學(xué)方法改革

每門課程都有自身的特點(diǎn)，所以在選擇教學(xué)方法和手段時(shí)，應(yīng)注意課程的特點(diǎn)，選擇適合本課程的教學(xué)手段和方法，以達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。對(duì)于“發(fā)電廠電氣部分”這門課程而言，內(nèi)容比較繁雜、抽象，電氣設(shè)備非常多，到了現(xiàn)場(chǎng)學(xué)生叫不出設(shè)備的名稱。針對(duì)這種情況，我們?cè)谑谡n時(shí)采用將工程實(shí)例貫穿整個(gè)教學(xué)過程并用多媒體技術(shù)授課的教學(xué)模式。工程實(shí)例貫穿整個(gè)教學(xué)過程是指選取當(dāng)?shù)氐湫偷?、有?shí)用價(jià)值的電力工程實(shí)例，以此來調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將課本知識(shí)點(diǎn)融入工程實(shí)例，隨著課程的展開，一步步深入到此實(shí)例中，而后隨著課程的結(jié)束，此實(shí)例中的相關(guān)問題也一一得到解決。在教學(xué)過程中我們選取了當(dāng)?shù)匾粋€(gè)發(fā)電廠的電氣部分設(shè)計(jì)作為全程實(shí)例。多媒體教學(xué)主要是將聲音、圖片、動(dòng)畫和視頻等引入到課堂教學(xué)中，有助于還原設(shè)備的真實(shí)面貌，增加上課的趣味性，使學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解更加深刻、形象和立體。教師在上課前可以到當(dāng)?shù)氐陌l(fā)電廠和變電站去拍攝一些設(shè)備的照片和視頻，同時(shí)還可以利用動(dòng)畫技術(shù)將一些設(shè)備的工作原理制作成動(dòng)畫演示文件。采用這種方式可以明顯提高學(xué)生的注意力，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，課堂氣氛非?；钴S。

3.應(yīng)用

根據(jù)課程大綱要求，以“一個(gè)發(fā)電廠的電氣部分設(shè)計(jì)”為全程實(shí)例。圍繞該實(shí)例，展開一個(gè)個(gè)知識(shí)點(diǎn)，最終完成整個(gè)課程的學(xué)習(xí)。

實(shí)例中，典型發(fā)電廠的選取非常重要，筆者選取了校企合作單位——蕪湖發(fā)電廠為實(shí)例。該發(fā)電廠具有125MW和600MW兩種不同的機(jī)組，既有普遍性又可與其他教學(xué)環(huán)節(jié)充分銜接。該發(fā)電廠也是我校學(xué)生實(shí)習(xí)的電廠，充分利用了資源。 　筆者針對(duì)“發(fā)電廠電氣部分”的課程內(nèi)容與工程實(shí)例的銜接做了如下安排：

（1）能源和發(fā)電；發(fā)電、變電和輸電的電氣部分。圍繞實(shí)例，引出發(fā)電廠的類型。介紹發(fā)電廠的類型，發(fā)電、輸電、用電相互間的關(guān)系，發(fā)電廠如何把一次設(shè)備通過主接線搭成通路將電能輸送出去。旨在引導(dǎo)學(xué)生對(duì)供電回路有個(gè)整體理解和認(rèn)識(shí)。

（2）導(dǎo)體和電氣設(shè)備的原理與選擇。圍繞實(shí)例，介紹導(dǎo)體載流量和短路時(shí)發(fā)熱溫度的計(jì)算方法及應(yīng)用，講述各種開關(guān)的作用、種類，選擇的標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)學(xué)生注意斷路器和隔離開關(guān)的區(qū)別。

（3）電氣主接線及設(shè)計(jì)；廠用電接線及設(shè)計(jì)。圍繞實(shí)例，分別介紹該發(fā)電廠125MW機(jī)組和600MW機(jī)組主接線的形式及其特點(diǎn)，廠用電接線是如何進(jìn)行選擇的，并演示了發(fā)電廠升壓站運(yùn)行工況的視頻。

（4）互感器。介紹一次回路中設(shè)置互感器的作用，一般電廠或變電站在哪些點(diǎn)設(shè)置互感器，互感器在實(shí)際工程中的接線方式，并引導(dǎo)學(xué)生注意電壓互感器和電流互感器在正常工作狀態(tài)的區(qū)別。

（5）配電裝置。圍繞實(shí)例，講解根據(jù)電氣主接線的連接方式，開關(guān)電器、保護(hù)、測(cè)量電器、母線和必要的輔助設(shè)備是如何組建成供電整體的，各電器設(shè)備又是如何布置的，有什么樣的特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生討論配電裝置布置方式的區(qū)別等。

（6）發(fā)電廠和變電站的信號(hào)和控制回路。圍繞實(shí)例，講解該電廠發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路等主要部分布置了怎樣的保護(hù)，介紹回路哪些點(diǎn)要作常規(guī)測(cè)量；遇到故障線路如何通過二次回路進(jìn)行自處理或向運(yùn)行人員發(fā)出信號(hào)，繼電保護(hù)如何使斷路器跳閘等。

如此，就可以很好地將課本知識(shí)滲透到工程實(shí)例中去，使得學(xué)生對(duì)電能的生產(chǎn)、輸送等環(huán)節(jié)有了整體的、深刻的認(rèn)識(shí)，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、開展現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)

對(duì)實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課，教學(xué)過程中要注意理論和工程實(shí)際結(jié)合，配合教學(xué)進(jìn)度及時(shí)到發(fā)電廠、變電站對(duì)照實(shí)物進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)各種電氣設(shè)備的感性認(rèn)識(shí)。為了避免現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)流于形式、“走馬觀花”式的參觀，教師事先必須做好準(zhǔn)備工作，選擇合適的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)點(diǎn)和合適的教學(xué)內(nèi)容。比如在講授電氣主接線及配電裝置等章節(jié)時(shí)，在課堂上只用理論講述電氣主接線圖上符號(hào)所代表電氣設(shè)備的外形結(jié)構(gòu)及功能，學(xué)生沒感性認(rèn)識(shí)。在現(xiàn)場(chǎng)看到變電站或發(fā)電廠的電氣主接線，如單母線兩分段接線、雙母線帶旁母接線等，就能將書本上這些抽象、難理解、易混淆的理論知識(shí)，變得一目了然，便于區(qū)分和記憶。再比如屋外配電裝置的布置種類非常多，如中型配電裝置、高型配電裝置、半高型配電裝置，比較難區(qū)分和記憶，現(xiàn)場(chǎng)看了實(shí)物后，它們各具特色，既有共性又有差別，學(xué)生豁然開朗。再比如主變壓器的中性點(diǎn)接地、母線的防雷等，學(xué)生們接觸到了，就比較容易理解，避免一知半解。

四、課程設(shè)計(jì)改革與探索

發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)實(shí)踐性很強(qiáng)，是一個(gè)完整的認(rèn)識(shí)過程，也是結(jié)合實(shí)際的一項(xiàng)工程。課程設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生自學(xué)能力、綜合分析能力、團(tuán)隊(duì)合作能力等的培養(yǎng)是一個(gè)很好的機(jī)會(huì)。我們?cè)诓贾谜n程設(shè)計(jì)題目時(shí)，應(yīng)充分注意以下幾點(diǎn)：

（1）選擇本地或附近比較典型的實(shí)際工程進(jìn)行訓(xùn)練，這樣避免了題目太理想化，要考慮的工程矛盾比較少，學(xué)生分析問題、解決問題的能力得不到鍛煉的問題；在設(shè)計(jì)過程中要嚴(yán)格按照工程實(shí)際設(shè)計(jì)步驟，查閱相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)和設(shè)備手冊(cè)，了解行業(yè)規(guī)范，所繪電氣主接線圖等要嚴(yán)格按照行業(yè)規(guī)范要求，使整個(gè)課程設(shè)計(jì)工程化。

（2）為了避免抄襲，課程設(shè)計(jì)題目多樣化。我們?cè)谶M(jìn)行該課程的課程設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)置了多個(gè)設(shè)計(jì)題目，比如110kV變電站、220kV變電站、熱電廠、凝氣式發(fā)電廠等，根據(jù)學(xué)生學(xué)號(hào)的不同，分配不同的課程設(shè)計(jì)題目。由于工程原始資料不同，在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過程中不僅很好地杜絕了抄襲現(xiàn)象，也很好地提高了學(xué)生們分析、解決實(shí)際工程問題的能力。

第3篇：電力工程和電氣工程區(qū)別范文

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)分析；教學(xué)研究；教學(xué)方法；教學(xué)手段

中圖分類號(hào)：G71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-0118（2012）-03-000-02

一、引言

“電力系統(tǒng)分析”是電氣工程學(xué)科一門重要的專業(yè)必修課，在整個(gè)電氣工程專業(yè)課程體系中起著承上啟下的作用，一方面它將先修的課程，如“電路”、“電機(jī)學(xué)”、“電磁場(chǎng)”、“自動(dòng)控制原理”、“計(jì)算機(jī)編程”、“高等數(shù)學(xué)”、“線性代數(shù)”等知識(shí)綜合運(yùn)用于電力系統(tǒng)運(yùn)行分析與計(jì)算，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程問題的能力有著重要的案例教育作用；另一方面，課程涉及電力系統(tǒng)分析中最基本的知識(shí)和分析方法，可為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)電力系統(tǒng)相關(guān)專業(yè)知識(shí)以及將來從事電力系統(tǒng)相關(guān)研究或工作打下重要的基礎(chǔ)。“電力系統(tǒng)分析”課程的特點(diǎn)是，涉及面廣、理論計(jì)算多、工程性強(qiáng)、內(nèi)容抽象難懂，電力系統(tǒng)背景強(qiáng)的院校一般分為兩個(gè)學(xué)期來講授，時(shí)間一般在80個(gè)學(xué)時(shí)以上，并同步開設(shè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和工程實(shí)踐環(huán)節(jié)。

結(jié)合前人的經(jīng)驗(yàn)及筆者自身用心的摸索，筆者提出“一明確，二聯(lián)系，三重視”的課程教學(xué)方法，經(jīng)實(shí)踐證明，該教學(xué)方法受到學(xué)生和學(xué)校督導(dǎo)組的肯定，學(xué)生表現(xiàn)出較強(qiáng)的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)校效果也良好。現(xiàn)總結(jié)出來，希望能給其他開設(shè)有少課時(shí)“電力系統(tǒng)分析”課程的兄弟院校提供有益的參考。

二、所提出的教學(xué)方法

“電力系統(tǒng)分析”課程的特點(diǎn)是，涉及面廣、理論計(jì)算多、工程性強(qiáng)、內(nèi)容抽象難懂，教學(xué)過程中，學(xué)生容易思路渙散，抓不住重點(diǎn)，聽不懂，最終失去學(xué)習(xí)興趣等。針對(duì)少課時(shí)“電力系統(tǒng)分析”課程特點(diǎn)，筆者探索出了一種有效的教學(xué)方法，即“一明確，二聯(lián)系，三重視”教學(xué)法。

（一）一明確

“一明確”是指在教學(xué)內(nèi)容上，既要明確課程總的教學(xué)目標(biāo)，又要明確每一部分的教學(xué)目標(biāo)，以及每一節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)，即，采用“總分總”的授課思路，讓學(xué)生清楚課堂每一時(shí)段教師所講的內(nèi)容是什么，講這些內(nèi)容的目的是什么，以及這些內(nèi)容在整個(gè)課程中處于什么樣的位置，在電力工程實(shí)際中有什么用途等，從而讓學(xué)生對(duì)授課內(nèi)容有清楚的把握，置身其中，融入其中，從宏觀和微觀上掌握全部課程內(nèi)容。例如，“電力系統(tǒng)分析”包括電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析和電力系統(tǒng)暫態(tài)分析兩大部分，主要講述了電力系統(tǒng)的三大常規(guī)計(jì)算，即潮流計(jì)算、短路計(jì)算和穩(wěn)定性計(jì)算，而課程中諸如電力系統(tǒng)的基本概念、基本理論、數(shù)學(xué)建模和計(jì)算方法等都是為這三大計(jì)算做的鋪墊，這些計(jì)算的結(jié)果又是為電力系統(tǒng)的各項(xiàng)工作。對(duì)教師而言，把握了這個(gè)教學(xué)目標(biāo)，也就掌握了教學(xué)方向，對(duì)教材內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)能做到心中有數(shù)，傳授知識(shí)時(shí)效率更高。對(duì)學(xué)生而言，有明確的目標(biāo)來指引課程學(xué)習(xí)，學(xué)生也就清楚了自己所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)及其用途，同時(shí)也容易對(duì)這門課產(chǎn)生興趣。

筆者認(rèn)為，在講授“電力系統(tǒng)分析”課程的第一堂課時(shí)，應(yīng)該首先明確本課程的教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)是什么，本課程在電氣工程專業(yè)中處于什么樣的位置，有什么樣的用途，應(yīng)該重點(diǎn)掌握哪些知識(shí)，從而讓學(xué)生對(duì)本門課程有個(gè)大致了解，對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)在哪里，有較為清晰的知識(shí)的方向感。在講每一常規(guī)計(jì)算時(shí)，也要首先明確每一子主線，如在講潮流計(jì)算時(shí)，這一子主線是：各電力系統(tǒng)元件的參數(shù)計(jì)算和等值電路電力系統(tǒng)的等值電路節(jié)點(diǎn)間的電壓降落和串并聯(lián)支路的功率損耗電壓和功率分布計(jì)算潮流計(jì)算（采用直角坐標(biāo)或極坐標(biāo)；迭代求解：牛頓拉佛遜法和PQ分解法）電壓調(diào)整頻率調(diào)整經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。潮流計(jì)算是主線，潮流計(jì)算前面的內(nèi)容是基礎(chǔ)知識(shí)，潮流計(jì)算后面的內(nèi)容是進(jìn)行潮流計(jì)算的目的。明白了它們之間的聯(lián)系、關(guān)系，整個(gè)章節(jié)內(nèi)容就能連成一條線進(jìn)行理解和分析，潮流計(jì)算貫穿于整個(gè)內(nèi)容，學(xué)起來也就相對(duì)容易些。其它兩個(gè)常規(guī)計(jì)算（分支線）也可按如此方法講解。

（二）二聯(lián)系

“二聯(lián)系”是指在授課方法上，一是要理論聯(lián)系實(shí)際；二是要前后知識(shí)聯(lián)系。

“電力系統(tǒng)分析”課程的主干內(nèi)容是三大常規(guī)計(jì)算，多數(shù)教材的主干內(nèi)容圍繞著此三大計(jì)算進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和分析，理論性較強(qiáng)，很少聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用。對(duì)于少課時(shí)的”電力系統(tǒng)分析”課程來說，第一，絕對(duì)不能按照傳統(tǒng)“電力系統(tǒng)分析”教材照本宣科，應(yīng)著重推導(dǎo)思路的講解，揭示其中的難點(diǎn)、重點(diǎn)和注意點(diǎn)，應(yīng)更加格外的著重聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用，向?qū)W生講解清楚，所講理論計(jì)算在實(shí)踐中有什么用途，什么場(chǎng)合會(huì)用到，如何運(yùn)用。第二，可結(jié)合實(shí)際電力系統(tǒng)，進(jìn)行實(shí)例教育，而不是僅僅浮于書本上文字。比如，可以以某個(gè)地區(qū)的電網(wǎng)為例進(jìn)行講解，如何建立該實(shí)際電網(wǎng)的等值電路和數(shù)學(xué)模型，如何進(jìn)行潮流計(jì)算和分析，如何將計(jì)算結(jié)果運(yùn)用于電網(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和運(yùn)行控制中去，并且給學(xué)生提供計(jì)算機(jī)例程，讓學(xué)生了解如何運(yùn)用計(jì)算機(jī)手段進(jìn)行電力系統(tǒng)的計(jì)算和分析。這樣，將一個(gè)實(shí)際的地區(qū)電網(wǎng)作為教學(xué)例子，始終貫穿于教學(xué)中去，從穩(wěn)態(tài)分析到暫態(tài)分析，再到穩(wěn)定性分析，從而給學(xué)生提供一個(gè)實(shí)際應(yīng)用的例子，讓學(xué)生加深理解課本內(nèi)容，真正掌握電力系統(tǒng)的計(jì)算分析方法，提高活學(xué)活用的能力，避免出現(xiàn)課堂所學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際相脫節(jié)的常見弊病。

二是要前后知識(shí)聯(lián)系，包括本課程內(nèi)容前后知識(shí)的聯(lián)系，以及本課程知識(shí)與先修課程“電路”、“電機(jī)學(xué)”、“電磁場(chǎng)”等知識(shí)的聯(lián)系。例如，“電路”中，學(xué)生熟悉的是直流電路和簡(jiǎn)單的單相、三相交流電路的計(jì)算，已知量和待求量是電壓、電流，多采用解析法進(jìn)行精確求解。在“電力系統(tǒng)分析”中，涉及的是復(fù)雜電力系統(tǒng)三相交流電路，屬于工程計(jì)算，工程計(jì)算的一個(gè)特點(diǎn)是近似計(jì)算，應(yīng)向?qū)W生闡明這一點(diǎn)，避免有的學(xué)生鉆入牛角尖。在“電力系統(tǒng)分析”中，已知量和待求量不再是電壓和電流，而是功率和電壓矢量，方程的物理本質(zhì)也發(fā)生了變化，不再是節(jié)點(diǎn)電流守恒，而是節(jié)點(diǎn)功率守恒。所以，在學(xué)習(xí)“電力系統(tǒng)分析”時(shí)，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生注意轉(zhuǎn)換思維，從所熟悉的“電路原理”的思維，轉(zhuǎn)換到系統(tǒng)的、高壓的、三相的、具有工程特點(diǎn)的“電力系統(tǒng)分析”的思維，避免理解錯(cuò)誤和錯(cuò)誤理解，這是在“電力系統(tǒng)分析”課程教學(xué)實(shí)踐非常常見的問題。再例如，在電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析中和電力系統(tǒng)暫態(tài)分析中，所用的分析方法是不一樣的，在穩(wěn)態(tài)分析中用的是相量分析法，而分析電力系統(tǒng)暫態(tài)過程不能直接使用相量分析法?！盀槭裁茨?？”通過問題提問，引導(dǎo)學(xué)生去主動(dòng)思考。接著，可簡(jiǎn)單回顧“電路”中講授的相量分析法的基礎(chǔ)，以及電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)有什么特點(diǎn)，為什么電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)可以運(yùn)用相量分析法，而電力系統(tǒng)暫態(tài)過程不能直接運(yùn)用相量分析法，而相量分析法又是三相交流電路分析計(jì)算的基礎(chǔ)，那么如何才能使用相量分析法呢？這樣一步一步地讓學(xué)生能夠理解到事物的本質(zhì)，既知道其然，也知道其所以然，從而讓學(xué)生知道如何運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去解決工程實(shí)際問題。在講這一節(jié)時(shí)，還應(yīng)補(bǔ)充講解相量和向量、矢量的區(qū)別，避免出現(xiàn)混淆和用錯(cuò)。通過這種教學(xué)方法，既能鞏固先修課程所學(xué)的知識(shí)，加深對(duì)先修知識(shí)的理解，又能加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)學(xué)知識(shí)的理解。再例如，電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析、暫態(tài)分析和穩(wěn)定性分析中，所使用的發(fā)電機(jī)模型是不一樣的，在講后面章節(jié)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)解釋清楚本章節(jié)所涉及的電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的特點(diǎn)，為何在本章節(jié)使用了與前面章節(jié)不同的發(fā)電機(jī)模型，或?yàn)楹吻懊嬲鹿?jié)的發(fā)電機(jī)模型不適于本章節(jié)所述的電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)等。從而，通過聯(lián)系、對(duì)比前后知識(shí)，讓學(xué)生能對(duì)所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通，概念清楚，避免出現(xiàn)用錯(cuò)和錯(cuò)用的情況。

（三）三重視

“三重視”是指在教學(xué)要素上。教學(xué)是以教案內(nèi)容（知識(shí)）為載體，教師將教案內(nèi)容傳授給學(xué)生，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握教案內(nèi)容的活動(dòng)。以“教”而言，教師為主體，不僅傳授知識(shí)，而且展開其內(nèi)涵；以“學(xué)”而言，學(xué)生為主體，不僅承繼知識(shí)，而且深入其內(nèi)涵。而學(xué)生的學(xué)是教學(xué)的最終目標(biāo)。因此，教案、教師和學(xué)生組成了教學(xué)的三大要素。為了達(dá)到理想的教學(xué)效果，既要重視教案的質(zhì)量和水平，又要重視教師的自身水平和講授水平，更要重視學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，即，要同時(shí)重視課堂教學(xué)的三大要素，任一要素不理想，都會(huì)影響最終的教學(xué)效果。

教案內(nèi)容是教師的教和學(xué)生的學(xué)的對(duì)象，為了達(dá)到理想的教學(xué)效果，首先，教案內(nèi)容應(yīng)該是學(xué)生感興趣的東西，在主觀上愿意并樂意持續(xù)去學(xué)習(xí)并掌握的東西。因此，應(yīng)清晰掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)心理，并在教學(xué)內(nèi)容上，盡最大可能的滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)預(yù)期。經(jīng)調(diào)查，大學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)時(shí)往往注重實(shí)用、能學(xué)到東西、有助于未來職業(yè)發(fā)展，如果簡(jiǎn)單易懂、充滿趣味，那么更好。而“電力系統(tǒng)分析”的主干內(nèi)容是三大常規(guī)計(jì)算，理論抽象，枯燥難懂，那么，如何將課程內(nèi)容往學(xué)生感興趣的方向去靠，是值得研究的問題。筆者經(jīng)過幾年來的用心探索，總結(jié)出來以下幾點(diǎn)：1、教案內(nèi)容不應(yīng)是課本內(nèi)容的簡(jiǎn)單重述和再現(xiàn)，應(yīng)是補(bǔ)充了當(dāng)今生產(chǎn)實(shí)踐中活的實(shí)際內(nèi)容，應(yīng)與生產(chǎn)實(shí)際相同步，讓學(xué)生能了解到校門外、課本外、學(xué)術(shù)外的生產(chǎn)實(shí)際，而不僅僅是課本上死的文字和虛而不實(shí)的理論知識(shí)；2、教案內(nèi)容應(yīng)充滿知識(shí)性，應(yīng)向?qū)W生適量提供一些與本課程或本專業(yè)相關(guān)的科學(xué)與技術(shù)，以提高學(xué)生的專業(yè)能力，擴(kuò)大知識(shí)面和信息量，讓學(xué)生切實(shí)感受到學(xué)有所獲，而不是感到虛度光陰；3、由于本課程大量運(yùn)用了先修的課程內(nèi)容，如“電路”、“電機(jī)學(xué)”、“電磁場(chǎng)”、“數(shù)值分析”等，在準(zhǔn)備教案時(shí)，應(yīng)將先學(xué)的課程知識(shí)巧妙的融會(huì)貫通于本課程內(nèi)容中，一來加深對(duì)先學(xué)知識(shí)的理解，二來給學(xué)生提供一個(gè)活學(xué)活用的實(shí)例，讓學(xué)生可以以此為例，在以后的工作中舉一反三，提高知識(shí)應(yīng)用能力；4、應(yīng)補(bǔ)充本課程領(lǐng)域國內(nèi)外同行當(dāng)前的技術(shù)狀況和發(fā)展動(dòng)態(tài)，從而讓學(xué)生了解就職于工作崗位上的前輩們正在從事的事情，從而對(duì)自己的未來職業(yè)有個(gè)初步的了解，意識(shí)到在學(xué)校里、課堂上還應(yīng)補(bǔ)充的知識(shí)；以上四點(diǎn)是在準(zhǔn)備教案時(shí)應(yīng)注意的地方，高水平的教案是教師的水平和責(zé)任心的體現(xiàn)，需要多年用心的摸索、推敲和積累。

在教學(xué)中，教師的作用是編寫教案、課堂教學(xué)以及解答疑惑。除了按上文提出的原則準(zhǔn)備教案內(nèi)容和進(jìn)行課堂教學(xué)外，教師還應(yīng)注重自身水平的不斷提高與進(jìn)步，包括自身知識(shí)水平的提高和講授水平的提高。高水平的教案內(nèi)容和講課水平需要教師日復(fù)一日、年復(fù)一年的用心積累和不斷摸索，平日里應(yīng)心系學(xué)生，認(rèn)真推敲，站在學(xué)生的角度去思考問題，準(zhǔn)備教案。課堂師生互動(dòng)環(huán)節(jié)，首先，可以引導(dǎo)學(xué)生去主動(dòng)的思考，而不是被動(dòng)的接受；二是可以讓學(xué)生參與到教學(xué)中來，而不是死板地坐在下面，麻木的機(jī)械式的收聽教師的講演；三是，可以對(duì)課堂節(jié)奏，稍事停頓和修整，讓學(xué)生緊繃的腦神經(jīng)也得以休整。當(dāng)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果與預(yù)期出現(xiàn)偏差時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整課程進(jìn)度和節(jié)奏、教學(xué)方式和方法。

三、結(jié)論

根據(jù)“電力系統(tǒng)分析”課程內(nèi)容的特點(diǎn)，筆者結(jié)合前人的經(jīng)驗(yàn)與筆者自己多年的摸索，針對(duì)缺乏實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)支持的少課時(shí)“電力系統(tǒng)分析”課程，探索出了“一明確，二聯(lián)系，三重視”的教學(xué)方法，其涵義是：“一明確”是指在教學(xué)內(nèi)容上，要明確教學(xué)目標(biāo)；“二聯(lián)系”是指在授課方法上，要理論聯(lián)系實(shí)際，后面知識(shí)聯(lián)系前面知識(shí)；“三重視”是指在教學(xué)要素上，要同時(shí)重視教師、學(xué)生和教學(xué)內(nèi)容三要素的影響，在教學(xué)過程中形成以學(xué)生掌握知識(shí)為中心，以培養(yǎng)能力為重點(diǎn)，以提高專業(yè)素質(zhì)為目標(biāo)的教學(xué)方法。該教學(xué)方法在實(shí)踐教學(xué)中取得了良好的教學(xué)效果，學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解更透徹，對(duì)知識(shí)的掌握更扎實(shí)，同時(shí)也促進(jìn)了學(xué)生知識(shí)應(yīng)用能力的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃,黃滿花,羅慶躍.“電力系統(tǒng)分析”課程教學(xué)模式的研究與實(shí)踐[J].中國電力教育,2010.

第4篇：電力工程和電氣工程區(qū)別范文

明確“工程電磁場(chǎng)”在輸電線路工程專業(yè)課程體系中的定位

三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院輸電線路工程專業(yè)在大二上學(xué)期開設(shè)“工程電磁場(chǎng)”課程，此前學(xué)生只學(xué)習(xí)了“電路原理”這門學(xué)位課程，并未涉及其他專業(yè)或?qū)W位課程。因此，為學(xué)生講解輸電線路工程專業(yè)課程體系并明確“工程電磁場(chǎng)”在課程體系中的定位對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)這一課程顯得至關(guān)重要。

因輸電線路工程專業(yè)培養(yǎng)的是“從事輸電線路設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行維護(hù)等行業(yè)的卓越工程技術(shù)人才”，其課程體系與傳統(tǒng)電氣類專業(yè)（電氣工程及其自動(dòng)化）有本質(zhì)區(qū)別，主要涉及機(jī)械類和電氣類兩個(gè)方面。

首先，以工程實(shí)踐為學(xué)生講解機(jī)械類專業(yè)課程，如：西電東送工程中，需要將電能由貴州送至廣東。項(xiàng)目實(shí)施的第一步便是需要設(shè)計(jì)一條貴州至廣東的輸電線路，其中又包括支撐輸電線路的桿塔和基礎(chǔ)。因此本專業(yè)開設(shè)了“架空輸電線路設(shè)計(jì)”和“輸電桿塔及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)”。設(shè)計(jì)工作審核完成之后，需要施工作業(yè)才能將設(shè)計(jì)好的圖紙轉(zhuǎn)化為實(shí)際的輸電線路，因此“輸電線路工程施工”便是本專業(yè)課程體系的另一專業(yè)課程。施工完成的輸電線路投入運(yùn)行時(shí)，在各種惡劣氣象條件下，輸電線路會(huì)出現(xiàn)斷線、倒塔等故障，故必須對(duì)運(yùn)行的輸電線路進(jìn)行維護(hù)，“架空輸電線路運(yùn)行與維護(hù)”便是為讓學(xué)生掌握輸電線路運(yùn)行故障而開設(shè)的專業(yè)課程。同時(shí)，這些專業(yè)課程都與學(xué)生今后的工作密不可分，如：電力設(shè)計(jì)院工作的學(xué)生需要熟練掌握“架空輸電線路設(shè)計(jì)”和“輸電桿塔及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)”，施工單位（如送變電公司）工作的學(xué)生則側(cè)重“輸電線路工程施工”，檢修公司工作的學(xué)生更需要“架空輸電線路運(yùn)行與維護(hù)”這方面的知識(shí)?？傮w說來，不同崗位的學(xué)生雖然要求的側(cè)重點(diǎn)不同，但因設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)維之間的相互關(guān)聯(lián)性，必然要求學(xué)生對(duì)每個(gè)方面都有所涉及，才能為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

輸電線路雖然偏向機(jī)械，但其功能是為了傳輸電能，故輸電線路工程專業(yè)的學(xué)生必須具備相關(guān)電氣類專業(yè)知識(shí)，其主要包含有兩個(gè)方面。一是大一下學(xué)期已經(jīng)學(xué)習(xí)的“電路原理”，這是從“路”的角度研究輸電線路，它將實(shí)際的輸電線路簡(jiǎn)化成電阻、電感及電容等集中參數(shù)，研究輸電線路總的電流、電壓及功率等；“電路原理”是后續(xù)專業(yè)課程“電力工程基礎(chǔ)”和“電力系統(tǒng)分析”的基礎(chǔ)課程。二是本文探討的課程“工程電磁場(chǎng)”，這是從“場(chǎng)”的角度出發(fā)，研究輸電線路中導(dǎo)線的電流分布、輸電線路附近的電磁場(chǎng)及絕緣子串的電場(chǎng)分布等；“工程電磁場(chǎng)”是后續(xù)專業(yè)課程“高電壓技術(shù)”的基礎(chǔ)課程。

綜上所述，在輸電線路工程專業(yè)體系中，“工程電磁場(chǎng)”屬于電氣類專業(yè)課程的一門基礎(chǔ)課程，它為“高電壓技術(shù)”提供相關(guān)電磁場(chǎng)的理論基礎(chǔ)。此外，因開設(shè)輸電線路工程專業(yè)的高校較少，本專業(yè)學(xué)生如需繼續(xù)攻讀碩士、博士研究生，一般選擇“高電壓與絕緣技術(shù)”這一研究方向，這就使得“工程電磁場(chǎng)”在輸電線路工程專業(yè)體系中占據(jù)一定的地位。

輸電線路專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)“工程電磁場(chǎng)”意義重大

輸電線路工程專業(yè)的學(xué)生對(duì)“工程電磁場(chǎng)”課程不重視的主要原因之一即是認(rèn)為這門課程對(duì)自己今后的工作沒有益處，這也是老師需要為學(xué)生解決的第一個(gè)問題：輸電線路工程專業(yè)的學(xué)生為什么要學(xué)習(xí)電磁場(chǎng)？首先，掌握電磁場(chǎng)知識(shí)將為輸電線路工程專業(yè)學(xué)生今后的工作安全提供保障。電力行業(yè)本身具有一定的危險(xiǎn)，稍不留意便有危及人身安全的隱患。隨著電網(wǎng)的發(fā)展，為傳輸更大的輸電功率，同塔雙回輸電線路已成為我國主干電網(wǎng)網(wǎng)架的發(fā)展趨勢(shì)，這就為輸電線路檢修、運(yùn)行和接地開關(guān)設(shè)備的選型帶來新的問題。如：1000kV同塔雙回輸電線路一回正常運(yùn)行、一回停電檢修時(shí)，若沒有學(xué)習(xí)電磁場(chǎng)知識(shí)，會(huì)誤以為停電檢修回路因?yàn)榫€路開路不存在電壓或電流。實(shí)際上，因?yàn)殪o電感應(yīng)和電磁感應(yīng)現(xiàn)象，停電檢修回路中存在很高的感應(yīng)電壓，有時(shí)甚至高達(dá)100kV，這一電壓對(duì)工作人員的人身安全有極大的威脅。其次，與用戶溝通亦需要學(xué)生具備電磁場(chǎng)知識(shí)。優(yōu)質(zhì)服務(wù)是供電企業(yè)的生命線，解決用戶問題是優(yōu)質(zhì)服務(wù)的基本條件。如：某些居住在輸電線路下方的居民反映金屬類工具帶電、電視機(jī)信號(hào)差等問題。只有掌握電磁場(chǎng)知識(shí)，才能理解為什么會(huì)存在這樣的問題，才能為用戶更好地解決這一問題。最后，電磁場(chǎng)幾乎存在于我們身邊的每一個(gè)角落。當(dāng)今的無線通信、廣播、雷達(dá)、遙控遙測(cè)、微波遙感、無線廣域網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、衛(wèi)星定位以及光纖通信等信息技術(shù)都是利用電磁波作為載體傳輸信息的?？梢哉f，現(xiàn)代文明離不開電磁場(chǎng)技術(shù)，這就是輸電線路工程專業(yè)開設(shè)電磁場(chǎng)以及學(xué)生必須學(xué)好電磁場(chǎng)的原因。

如何學(xué)好“工程電磁場(chǎng)”是關(guān)鍵

怎么學(xué)是學(xué)生最關(guān)心的問題。要學(xué)好工程電磁場(chǎng)，首先必須對(duì)電磁場(chǎng)有一個(gè)總體的認(rèn)知，總結(jié)為三個(gè)方面：散度與旋度；高斯定律與安培環(huán)路定律；麥克斯韋方程組。散度和旋度是電磁場(chǎng)中最重要的兩個(gè)概念。在學(xué)習(xí)散度和旋度的時(shí)候，一定要從物理意義上去理解它們；然而很多學(xué)生學(xué)習(xí)散度和旋度時(shí)，大部分精力花在了散度或旋度相關(guān)公式的推導(dǎo)，導(dǎo)致認(rèn)為學(xué)好電磁場(chǎng)必須要很強(qiáng)的數(shù)學(xué)功底，這樣可能會(huì)打擊學(xué)生學(xué)習(xí)電磁場(chǎng)的信心。散度，從字面出發(fā)，即表征場(chǎng)的發(fā)散性；若散度為零，表明場(chǎng)不具有發(fā)散性，即不會(huì)觀察到從一點(diǎn)會(huì)源源不斷地發(fā)散出場(chǎng)，反之則說明場(chǎng)具有發(fā)散性。以正的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)為例（圖1（a）所示），其產(chǎn)生的電場(chǎng)由正的點(diǎn)電荷出發(fā)，終止于無窮遠(yuǎn)處，即電場(chǎng)源源不斷地由正的點(diǎn)電荷發(fā)散出來，場(chǎng)具有發(fā)散性，說明靜電場(chǎng)是散度場(chǎng)。旋度，從字面上理解則是表征場(chǎng)是否具有渦旋性。以無限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線為例（圖1（b）所示），其產(chǎn)生的磁場(chǎng)以導(dǎo)線為圓心，首尾相接形成閉環(huán)，即場(chǎng)具有渦旋性，說明恒定磁場(chǎng)是旋度場(chǎng)。掌握散度和旋度的物理意義，建立“散度即發(fā)散、旋度即渦旋”的思維方式，是學(xué)好工程電磁場(chǎng)的第一步。

工程電磁場(chǎng)之所以難，主要原因是其計(jì)算涉及大量微積分的知識(shí)。但是，不管計(jì)算過程如何復(fù)雜，高斯定律和安培環(huán)路定律都是電磁場(chǎng)計(jì)算問題的基礎(chǔ)。高斯定律用于計(jì)算電場(chǎng)，安培環(huán)路定律用于計(jì)算磁場(chǎng)；在場(chǎng)域內(nèi)選擇適合的計(jì)算域是運(yùn)用高斯定律和安培環(huán)路定律的關(guān)鍵。計(jì)算域的選擇，其實(shí)就是對(duì)場(chǎng)的分布性質(zhì)的把握。計(jì)算正的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)時(shí)，選擇的計(jì)算域是以點(diǎn)電荷為球心的一個(gè)球面。因?yàn)檫@一球面上電場(chǎng)強(qiáng)度大小處處相等，方向與高斯面方向一致，運(yùn)用高斯定律相當(dāng)便利。計(jì)算無限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線的恒定磁場(chǎng)時(shí)，選擇的計(jì)算域則是以直導(dǎo)線為圓心、垂直于直導(dǎo)線的圓環(huán)。因?yàn)檫@一圓環(huán)上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小處處相等，方向與圓環(huán)平行，運(yùn)用安培環(huán)路定律即能計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度。掌握高斯定律與安培環(huán)路定律，有助于學(xué)生更進(jìn)一步理解場(chǎng)的性質(zhì)。

麥克斯韋方程組是工程電磁場(chǎng)的物理基礎(chǔ)，這一方程組主要包括四個(gè)方程，分別從電場(chǎng)的散度與旋度及磁場(chǎng)的散度與旋度出發(fā)全面闡述了電磁場(chǎng)的性質(zhì)，是這門課程的核心內(nèi)容。對(duì)于輸電線路工程專業(yè)的學(xué)生而言，希望通過對(duì)這門課程的總體認(rèn)知及學(xué)習(xí)，達(dá)到以下目標(biāo)：能夠通過散度與旋度理解電磁場(chǎng)的性質(zhì)，并能運(yùn)用其定性分析輸電線路的電場(chǎng)分布、絕緣子的電場(chǎng)分布等；能夠熟練運(yùn)用高斯定律與安培環(huán)路定律定量計(jì)算某些典型的電磁場(chǎng)數(shù)值；同時(shí)能夠理解麥克斯韋方程組，并能基于此方程組變換得到靜電場(chǎng)方程、恒定磁場(chǎng)方程等。

散度與旋度、高斯定律與安培環(huán)路定律、麥克斯韋方程組等內(nèi)容使學(xué)生對(duì)電磁場(chǎng)有了一個(gè)全面總體的認(rèn)知。此外，需要將方程的物理意義、積分形式、微分形式及場(chǎng)源特點(diǎn)等四個(gè)方面的內(nèi)容結(jié)合起來理解，才能達(dá)到更好的教學(xué)成果。以真空中的靜電場(chǎng)為例，其方程為：

大多數(shù)學(xué)生接觸到這一靜電場(chǎng)方程時(shí)，只是將之作為一個(gè)單純的數(shù)學(xué)表達(dá)式記憶；然而，只有理解與方程相關(guān)聯(lián)的物理意義才有助于掌握這一方程。方程左邊表示的是：電場(chǎng)強(qiáng)度E沿任一閉合曲面S的通量；方程右邊表示的是：閉合曲面S所包圍的體積V內(nèi)自由電荷的總量與真空介電常數(shù)之比。于是方程的物理意義即是：真空中的電場(chǎng)強(qiáng)度E通過任一閉合曲面S的通量等于該閉合面包圍的自由電荷的總量與真空介電常數(shù)之比。通過掌握方程的物理意義，能使靜電場(chǎng)方程變得更為形象。

同時(shí)，注意到通量與散度總是成對(duì)出現(xiàn)，即通量是積分形式、散度是微分形式。積分方程的左邊表示的是通量，其對(duì)應(yīng)的微分形式就是對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度求散度；積分方程的右邊表示的是體積分，根據(jù)散度的定義，其對(duì)應(yīng)的微分形式即是對(duì)自由電荷總量求體密度。于是基于上述靜電場(chǎng)方程的積分形式，可直接寫出積分形式的微分表達(dá)：