1、 电气工程及其自动化 专业 核心 课程建设标准 贵州大学电气工程学院 二一六年 目 录 电机学 2-1 课程 建设标准 . 1 自动控制理论 课程建设标准 . 5 电力系统稳态分析 课程建设标准 . 10 电力系统暂态分析 课程建设标准 . 14 电力系统自动化 课程建设标准 . 19 继电保护原理 课程建设标准 . 24 电气一次部分 课程建设标准 . 29 1 电机学 2-1 课程 建设标准 电机学课程是电气工程及其自动化专业的一门主要专业基础课。其目的是使学生了解电机的基本结构，掌握电机的基本工作原理、基本分析方法和基本实验技能；培养学生分析问题与 解决问题的能力，培养学生一定的动手能力
2、，为进一步学习专业课以及毕业后从事专业工作打下必要的基础。 一、 课程教学团队 1、 课程负责人： 邹晓松 本 课程 负责人为邹晓松，具体负责电机学 2-1课程的教学组织、课程的建设与管理工作。 2、 课程团队 电机学 2-1 课程 团队成员由邹晓松、敖伟智、胡晓组成。团队成员中博士2 人，硕士 1 人，其中高级职称 1 人、中级职称 2 人。其中 邹晓松、敖伟智均有多年的 电机学教学经验， 胡晓 为新进博士 ， 团队 具有合理的知识结构和年龄结构。团队新成员可以在其他 成员的帮助下逐步 培养独立承担课程教学工作的能力。 二、 教学内容 1、 教学大纲 2013 年电机学 2-1课程为 3 学
3、分，每学分 16 学时 ， 共 48 学时，其中理论讲授 44 学时，实验 4 学时。 课程教学内容主要以理论教学为主， 含 一定的课内实验课。 2016 年根据要求对教学大纲进行了修改，学分仍为 3 学分，每学时18 学分 ， 总学时 54 学时。 2、 课程教学内容 电机学 2-1的 教学基本内容为： 变压器的基本作用原理与理论分析；三相变压器及运行； 三相变 压器的不对称运行及瞬变过程； 电力系统中的特种变压序号 姓名 性别 学位 职称 1 邹晓松 男 博士 教授 2 敖伟智 男 硕士 讲 师 3 胡晓 男 博士 讲 师 2 器；变压器 的 非 对称运行； 交流电机绕组及其感应电动势；交
4、流绕组的磁动势 。 （ 1）绪论（ 4学时） 电机在国民经济中地位，特别在电力系统中的地位；电机中常用的基本电磁定律及磁路基本概念； 常用的铁磁材料及其特性；直流和交流磁路的特点。 （ 2）第 1章 变压器的基本作用原理与理论分析（ 12学时） 主要介绍变压器的基本原理；变压器的结构；变压器的额定值。变压器的空载运行；变压器的负载运行；变压器参数的测定；变压器的运行特性。基本要求：了解变压器结构，弄清变压器的工作原 理和铭牌数据。掌握变压器的空载及负载运行时的平衡方程、等值电路，掌握变压器励磁参数、短路参数的测试方法，掌握变压器的运行特性。 （ 3）第 2章 三相变压器及运行（ 10学时） 三
5、相变压器的磁路；三相变压器的连接组；三相变压器绕组连接法及其磁路系统对电动势波形的影响；变压器的并联运行。 （ 4）第 3章 三相变压器的不对称运行及瞬变过程 （ 8学时） 对称分量法；三相变压器的各序阻抗及其等效电路；三相变压器 Yyn联接组单相运行；变压器次级侧突然短路时的瞬态过程；变压器空载合闸时的瞬态过程。 （ 5）第 4章 电力系统中的特种 变压器（ 6学时） 当前随着电力市场改革的不断深化 ,用户对供电质量要求越来越高。如何从设备设计与选型上消除或减少电力系统中的谐波 ,提高系统运行的稳定性和用户端的供电质量是电力工程研究的一个重要课题 .变压器是电力系统中重要设备 之一 ,承担着
6、传输和分配电能的重要任务。 （ 6）第 5章 交流电机绕组及其感应电动势（ 6学时） 介绍 交流绕组的基本要求和分类；三相单层绕组和三相双层绕组的结构；正弦分布磁场下绕组的电动势的计算及非正弦分布磁场下电动势中的高次谐波及其削弱方法。基本要求：了解三相绕组的构成原则和连接方法 ，其中以三相双层短矩叠绕组为主。掌握交流绕组电势的分析和计算方法。 （ 7）第 6章 交流绕组的磁动势（ 8学时） 分析 单相绕组的脉振磁动势；三相电枢绕组产生的基波合成磁动势；三相电枢绕组合成磁动势的高次谐波及两相电枢绕组产生的磁动势。基本要求：掌握交3 流电机磁势的性质及分析法，分清脉振磁势和圆形旋转磁势的区别和相互
7、关系，着重掌握圆形旋转磁势的振幅、相位、转向、转速，并了解谐波旋转磁势和漏磁通的基本概念。 3、 教学方法和手段 本课程采用课堂多媒体授课为主的教学方式，运用启发式、讨论式以及案例式等教学方法，首先激发 学 生 的 学习兴趣，以问题为引导 有效调动学生的学习积极性，鼓励学生运用 网络资源、学校图书数据库开展 自主学习探究式学习。 4、 实践教学 电机学 2-1是一门 实践性较强的 重要 的专业 基础课 ， 理论 分析需通过实验环节的验证来得到进一步加深，同时学生可以通过实验内容扩展课堂知识提升对电机实际运行特性的全面掌握。 本课程 实践 教学主要 采用课内实验的形式， 共 4 个 学时， 变压
8、器参数测定 2学时，变压器连接组别和运行特性 2 学时。 课内实验 促进学生将 理论知识与 实验装置相结合， 在 深入掌握课堂 讲授 的 知识， 引导学生 积极思考，将理论 知识转变为解决问 题的能力 。 5、教材及相关资料 理论课 选用 “十一五” 国家级 规划 教材 电机学（ 胡敏强、黄学良编 著 , 电机学 . 北京：中国电力 出版社， 2014），该教材有由出版社统一提供的课件。任课 老师 结合 自己实际教学需要在 统一课件 的基础上 对 内容进行 修订 ， 适当 增加部分电机结构示意图、动画及视频，达到提高教学效果的作用。 参考书： a.电机学 王正茂等编著西安交通大学出版社， 20
9、00。 b.电机学 蒋豪贤编华南理工大学出版社， 1997。 c.电机学第 2 版 汤蕴璆等编著 机械工业出版社 2005。 三、 教学过程 1、 教学 组织 本课程教学团队在 课程负责人组织下， 每学期定期开展相关的教研活动，进行教学经验交流和效果评估，及时保证本课程教学按教学大纲和教学日历执行。教学 过程中跟踪教学效果， 任课老师间相互 听课 ，切磋 教学 方法。 4 2、 课堂教学 任课老师课堂教学中需认真负责，每次上课准备好课堂所需的教学大纲、教学日历、教学计划、教案、教材、点名册等教学材料，课后认真辅导和批改作业，注重教学反馈，根据学生反馈适当改变教学进度和在大纲标准下适当改变教学内
10、容，介绍本学科的新知识、新成就等以增强学生兴趣；课堂上多采用驱动式、互动式、讨论式、研究式及 案例式的教学方法，培养学生兴趣与积极性。 注重能力培养，概念明确，重点突出，难点讲解清楚，逻辑性强 。 3、 成绩考核 本课程考核方式为考试，其中期末考试成绩占 70%，平时成绩占 30%（以考勤、作业、研讨、答问、自主学习、实验为依据）。每次考试有难度相同或相近的 A、B 两套试题，题型 多样 ，考试内容覆盖大纲要求，难易程度 合适， 考试成绩 能反映学生对教学内容的掌握程度 。 四、 教学研究与改革 积极开展 与教学内容、教学方法、实践性教学等相关的教学研究 。首先 引进国外先进的教学资源 ， 包
11、括教材、课件、习题等，吸收国外先进的教学理念和方法。 整体上完善电机学 2-1教学 体系，从教材、课件、教学方法、 题库 、案例、工程实例等多层面 加大 建设力度，推进教学改革， 积极开展 重点 和 双语课程建设 ， 从院级 教改 课题立项开始，逐步申报校级、省级，甚至国家级重点或双语课程教改项目。 五、 教学评价 1、 学生评价 鼓励 学生积极参与 教学 过程 ， 增加老师 与 学生的互动， 每学年主讲教师的学生总体满意度需达到 90%以上。 2、 同行评价 接受专家和同行教师评价，教学效果需达到优良。 3、 学生素质和能力 使学生在 电机学 基础理论、基础知识和实验技能 方面打下坚实的基础
12、 ，具备较强 的电机学 分析 及实践能力，达 到教学大纲要求，体现一定的创新性 。 5 自动控制理论 课程建设标准 自动控制理论课程是电气工程及其自动化专业开设的一门专业基础课程，也是该专业的核心课程之一，在第 7 学期开设。本课程是以原理为主的理论性课程，主要从数学模型出发，介绍经典控制理论的基本原理和控制系统的分析与设计基本方法。通过本课程的学习，使学生获得一套完整的分析、设计控制系统的思维方法，并能将掌握的知识初步应用在自动控制系统的建模、分析与校正上，同时为后续的相关课程打下理论基础。该课程在电气工程及其自动化专业已开设多年， 课程的建设将围绕以下 五个方面展开。 一、 课程教学团队
13、1、 课程负责人 邱国跃 2、 课程团队 自动控制理论的课程团队成员如上表所示，团队成员主要由青年骨干教师组成，由具有较强教学实践经验和科研背景的教师领导，教师队伍的知识结构和年龄结构合理，成员都能独立承担课程教学任务。 二、 教学内容 1、 教学大纲 由于自动控制理论历来是电自专业的专业核心课程，所以多年以来本课程一直开设，但是其教学大纲却不是一成不变的，一直在不断 改进和完善，总体来说， 自动控制理论 课程 教学大纲 的 建设 经历了由初步探索到积累经验两个阶段。 自动控制理论课程原来的开设课时为 72 学时， 课程教学内容主要以理论教学为主，采用的是传统的板书式教学方式 。之后，电气工程
14、及其自动化专业序号 姓名 性别 学位 职称 1 邱国跃 男 硕士 副教授 2 赵 菁 女 硕士 副教授 3 陆之洋 男 硕士 副教授 6 的教学计划根据人才市场的需求变化，在培养学生的核心竞争力的指导思想下不断修改完善，相应的课程的教学大纲在 2013 年及 2016 年也进行优化。自动控制理论的由原来的 72 学时调整至 2016 年的 54 学时，课程的目标及教学内容和教学手段都不同程度进行了新的优化设计 ,明确了本课程在专业人才 培养方案中的地位和作用，充分体现了教学内容的前沿性和科学性，以及对人才综合素质和创新能力的培养。 2、 课程教学内容 根据最新的 2016 年版教学大纲的设置，
15、课程教学团队进行了 课程 教学内容的 调整与优化 ， 特别将 MATLAB 这一数字仿真工具在控制系统中的辅助分析方法引入到实践环节，使得复杂、抽象的 理论教学转化为 具体、易懂 的理论教学与实践教学相结合 的方式，不仅提高了学生对所学理论的理解程度，还加强了学生的综合实践能力。 在课程 优化 获得初步成功后， 课程教学团队将对自动控制理论课程 做 进 一步的优化改革，以 适应企业对高技能应用 型 、创新型 人才的需求 。 主要教学内容如下： （ 1）对控制工程的基础理论（自动控制理论、现代控制理论）包含的内容、应用及其进展有完整的概念。 （ 2）完整地了解应用线性理论分析控制系统的全过程及可
16、用方法。 （ 3）掌握线性定常系统（含线性化系统）以传递函数为核心和各种数学模型的建立方法，以及典型环节的输入输出关系在不同数学模型时的表示式。 （ 4）掌握线性定常系统的各种稳定分析方法（判据）的原理及判定方法。 （ 5）掌握线性定常系统及典型环节的动、静态响应性能及其各种分析与计算方法。 （ 6）了解综合与校正的概念，并掌握 各种校正方法原理、应用场合以及校正过程的计算方法。 （ 7）了解非线性系统的含义，基本了解分析非线性系统的内容及方法。 （ 8）了解计算机仿真在控制系统分析与校正中的应用及其重要作用；基本掌握 MATLAB 这一工具在控制系统中作辅助分析的方法。 3、 教学手段和方法
17、 在以教学质量（学生知识点掌握程度）为控制目标，教学难点、重点梳理7 为前馈环节，学生教学质量评价为反馈环节的闭环系统中，采用多媒体课堂教学为主、实践上机为辅的经典教学模式的基础上，从教学难点重点梳理、教学内容设计、多媒体课件制作、课堂教学组织、学生考评等环节进 行教学方法和手段创新的探索。 （ 1）教学难点、重点梳理 在根据上一学年期末考试试卷分析学生教学知识掌握情况的基础上，还要在教学过程中加入课堂讨论、定期答疑，分析作业完成情况等多种方式，真正弄清学生容易出错的知识点，确定课程教学的实际难点，并为教师提高教学质量提供基础数据。 （ 2）教学内容设计 通过教学团队组织集中讨论教学难点、重点
18、，发挥集体智慧，相互取长避短，形成合理的教学内容设计。 （ 3）制作多媒体课件 根据教学内容设计环节的成果，实时修订多媒体课件，避免教学内容与实际生产发展脱节、课件内容陈旧、滞后的情 况，力求做到突出重点，简化经典控制理论中一些不常用的内容。 （ 4）学生反馈 除了定期对学生进行答疑外，还要定期向学生进行学习情况调查， 对调查反馈结果进行综合分析，对（ 2）至（ 3）环节进行重新优化。 同时， 充分利用 网络教学平台，开辟 “ 网上讨论 ” 功能，学生之间通过网络在线讨论课程的有关问题，老师与学生之间通过网络在线答疑；将各种课程资源上网，实现共享为提高教学质量，高水平教学效果的延续等起到重要作
19、用 。 4、 实践教学 课程组围绕培养 电气工程 高技能人才，不断提高专业核心技能的核心思想，一直不断改革发展，课程教学内容 实 时更 新，教学环节、教学方法不断完善，逐步形成了教育特色鲜明的一套教学体系，保证了教学质量的稳步提高。 自动控制理论配套的实践环节采用的是 MATLAB 数字仿真软件， 具体的实践教学内容及学时分配如下： （ 1） 用 MATLAB 进行瞬态响应分析， 2 学时 8 （ 2） 用 MATLAB 作伯德图和奈魁斯特图， 2 学时 （ 3） 用 MATLAB 作根轨迹图， 2 学时 实践教学采用现场操作指导方式。实践环节可与课程教学并行进行或相对教学滞后进行，并视设备情
20、况及学生人数分组进行，每组不宜超过二人，每个实践环节为 2 学时。 5、 教材及相关资料 理论课 选用 “十一五” 国家级 规划 教材 自动控制理论，该教材在各章中都有 MATLAB 应用方面的实践环节的内容，同时也可以作为本门课程实践环节的指导教材。 推荐教材： 邹伯敏 主编 .自动控制理论 . 第 3 版 .北京 ： 机械工业 出版社， 2016 参考书： 1 张晋格主编 .自动控制原理 .第 2 版 .哈尔滨 ： 哈尔滨工业大学 出版社，2007 年 2 孙杨声主编 .自动控制理论 .北京： 中国电力 出版社， 2000 年 三、 教学过程 1、 教学组织 课程团队每学期定期开展相关的教
21、研活动，进行教学经验交流和效果评估，及时保证本课程教学按教学大纲 和教学日历执行。 2、 课堂教学 在教学实施的过程中，老师应及时的把教改教研成果或学科发展成果引入教学的各个环节，同时要不断总结和归纳学科重大成果和前沿方向，不断更新课堂教学内容，保持教学的前沿性和时代感。 在具体课堂教学是，应该将 多媒体教学和课堂 板书 教学相结合 ， 课堂讲授注重师生互动，教学中，首先针对大纲要求、教材、教学目标及授课对象，设计每堂课的重点、难点的处理方法。授课时，采用多种方式，从多个不同角度进行讲解，举一反三，使学生易于理解，使绝大多数学生透彻理解。利用多媒体课件把图象、动画、文字等媒体有机的结合， 把在课堂中讲述的内容形象、 具体 地演示出来 ， 使学生 易于理解和接受 。同时 ， 结合网上教学辅导；并以创新性和实践性
