IDq7軟件在“建筑供配電”教學中的應(yīng)用

黃其新, 俞 娟

(三江學院 電氣與自動化工程學院， 江蘇 南京 210012)

IDq7軟件在“建筑供配電”教學中的應(yīng)用

黃其新, 俞 娟

(三江學院 電氣與自動化工程學院， 江蘇 南京 210012)

本文根據(jù)“建筑供配電”課程的特點，引入IDq7軟件用于建筑供配電與照明的課堂教學和課程設(shè)計，利用其簡便的計算、高效的繪圖、人性化的界面將理論課枯燥的原理講解與生動、形象的圖形、設(shè)計相結(jié)合，使學生能夠?qū)⒗碚搶W習與工程實際相結(jié)合，激發(fā)了學習興趣，學習更具針對性和實用性。

IDq7軟件；建筑供配電；教學改革

0 引言

IDq7是浩辰軟件公司與國內(nèi)眾多建筑設(shè)計院、工業(yè)設(shè)計院的專家聯(lián)合研制開發(fā)的電氣專業(yè)設(shè)計軟件，主要應(yīng)用于大型電氣工程設(shè)計、工業(yè)及民用建筑工程的電氣設(shè)計[1]。長期以來，該軟件一直跟蹤國內(nèi)和國際新標準以及圖形標準化，能與AutoCAD很好地兼容，還可以將圖紙符號、設(shè)計參數(shù)、設(shè)備參數(shù)等信息有機結(jié)合在一起，完成諸如自動統(tǒng)計、自動選型、集成設(shè)計等復(fù)雜的功能，極大地提高了設(shè)計效率。IDq7軟件是電氣工程標準化設(shè)計的有力工具。對于學生的學習和教師的教學能發(fā)揮很好的輔助作用[2]。

1 軟件功能簡介

IDq7軟件包含電氣工程設(shè)計的全部計算和繪圖內(nèi)容。

建筑電氣設(shè)計的內(nèi)容一般包括強電設(shè)計和弱電設(shè)計兩大部分[3-4]。強電設(shè)計部分包括變配電、輸電線路、照明電力、防雷與接地、電氣信號及自動控制等項目。弱電設(shè)計包括電話、廣播、共用天線電視系統(tǒng)、 火災(zāi)報警系統(tǒng)、防盜報警系統(tǒng)、空調(diào)及電梯控制系統(tǒng)等項目。

電氣工程圖是準備材料、組織施工和指導施工的重要資料，IDq7在這個方面包括6 kV至220 kV一次系統(tǒng)主接線設(shè)計，高、低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計；變電所的室外布置斷面圖；10 kV及以上室內(nèi)變電站設(shè)計；防雷接地設(shè)計；控制原理圖設(shè)計；動力、照明系統(tǒng)設(shè)計及各種電氣計算。

2 與教學相結(jié)合應(yīng)用實例

“建筑供配電”課程是建筑電氣自動化專業(yè)必不可少的專業(yè)課，其中涉及建筑供配電的一些基本概念和基本計算和設(shè)計。包括負荷計算、短路計算、供配電系統(tǒng)的一次接線(變配電所主接線，配電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)形式，自備電源等)、電氣設(shè)備及導線、電纜的選擇、供配電系統(tǒng)的二次接線以及供配電系統(tǒng)的繼電保護等內(nèi)容。

在該課程的課堂講授和實驗室實踐操作過程中，我們將IDq7和教學相結(jié)合，取得了良好效果。下面舉一些實例加以說明。

2.1 加深對基本概念的理解

(1)在“建筑供配電”的理論教學中，講授自然功率因數(shù)、補償前功率因數(shù)和補償后功率因數(shù)等概念時，往往浮于表面，不能深入理解。茲以無功補償為例進行說明。采用IDq7，調(diào)用其“電氣計算”→“無功補償” 菜單即可實現(xiàn)計算無功功率補償容量的功能，同時也有助于學生理解負荷系數(shù)的概念。如圖1所示。

圖1 電氣計算無功補償應(yīng)用界面

電容器分組投切進行無功補償，使功率因數(shù)得到提高，利用這個功能使無功補償?shù)膶崿F(xiàn)變得相當便捷，另外，還可以點擊圖1中的輸出“計算文件”按鈕，即可輸出如圖2所示的計算說明書。

學生可以根據(jù)計算說明書中的“公式和過程”，對整個計算過程中的負荷系數(shù)、補償后功率因數(shù)的設(shè)置和自然平均功率因數(shù)等概念有更加深入的了解，同時還能提醒學生：電容器是分組投切，不能連續(xù)平滑地進行調(diào)節(jié)，從而引出可以連續(xù)平滑調(diào)節(jié)無功功率的元件(調(diào)相機)和靜止無功補償裝置。此外，無功補償前后，對變壓器容量選擇的影響可以從計算過程中體現(xiàn)出來，讓學生具有較深的印象。

圖2 截取的部分計算說明書

(2)在“建筑供配電”課程中，包括“電力工程”課程中，負荷統(tǒng)計一直是難點，需要系數(shù)和利用系數(shù)這些概念很多學生難以理清，可以在課程教學內(nèi)容中安排利用IDq7軟件進行某廠區(qū)的供配電負荷計算，如圖3所示。在圖上，可以輸入回路編號、設(shè)備編號、額定容量、選擇相位，還可以修改工作電壓、需要系數(shù)和功率因數(shù)，從而完成廠區(qū)總負荷計算或配電箱的負荷計算。

當設(shè)置好了淺色背景變量的參數(shù)后，深色背景的數(shù)據(jù)項會被自動計算出來，包括有功、無功、視在功率、電流。學生可以根據(jù)公式手工計算，然后再與軟件計算結(jié)果相對比，有助于基本概念的理解和掌握。

圖3 需要系數(shù)法負荷計算

2.2 便捷的電氣主接線的設(shè)計

在“建筑供配電”課程中，設(shè)計變配電所的電氣主接線是其中的重要內(nèi)容，在IDq7的供配電系統(tǒng)功能模塊中，可以調(diào)用“回路繪制”功能繪制系統(tǒng)單線圖，然后標注。如圖4所示。

圖4 回路繪制功能模塊

同時還有豐富的電氣設(shè)備圖標和典型的設(shè)計圖庫用于設(shè)計主接線，使用非常方便，如圖5所示。

圖5 標準圖圖庫

2.3 在其它各種計算中的應(yīng)用

在高壓一次的標準圖庫中，有變電典型計算方案、大型發(fā)電計算方案、風力發(fā)電計算方案和小型發(fā)電計算方案等，如圖6所示。

圖6 典型案例

在這些典型案例中，均給出了系統(tǒng)的等值電路圖，便于學生學習和理解短路、電壓損失、電機起動和繼電保護等各種計算。

這些計算可以通過軟件快速便捷地實現(xiàn)，具體的計算原理和過程都可以通過計算書詳細了解。

2.4 靈活的測試功能

使用IDq7軟件可以靈活地設(shè)置各種基礎(chǔ)題和操作設(shè)計題，如如何選擇變壓器，如何控制變壓器的實際負荷率？也可用于工程項目應(yīng)用中，如使用軟件負荷計算功能對一個有20條回路，2個變壓器的工程方案進行負荷計算，要求一臺變壓器負載60%，另一臺負載40%，進行變壓器選型。又如實際工程中，有時燈具并不是吊頂安裝而是距離頂棚有一定距離(如大廠房)，該如何處理？若墻面有大的窗戶(如落地窗)，該如何處理？對一個布置3種不同燈具的房間進行照度值的計算等測試題，這些題目既讓學生熟悉了基本概念，又有自檢自測功能，理論聯(lián)系實際，使學生的工程能力得到了很好的培養(yǎng)。

3 結(jié)語

本文從“建筑供配電”課程教學的角度介紹了IDq7軟件在相關(guān)專業(yè)課程教學和課程設(shè)計中的應(yīng)用，從幫助學生理解基本概念，促進課程設(shè)計，強化難點教學，利于自檢自測等幾個方面進行了闡述，并與實際工程應(yīng)用相結(jié)合，所述內(nèi)容既能激發(fā)學生的學習興趣，又能提升學生的感性認識。。

[1] 浩辰CAD電氣軟件操作指南.中國蘇州

[2] 王娜君, 王杰, 李旦, 等. 基于工程能力培養(yǎng)的實驗教學改革探索[J]. 哈爾濱:教育探索,2011,(10):49-50.

[3] 王曉麗，孫宇新，等. 建筑供配電與照明 上冊 供配電系統(tǒng)[M]. 北京: 人民交通出版社,2008.

[4] 黃民德，郭福雁. 建筑供配電與照明 下冊 照明與電氣安全[M]. 北京: 人民交通出版社,2008.

[5] 王如玫,石笑寒.關(guān)于電氣專業(yè)基礎(chǔ)課教學創(chuàng)新的討論[ J].天津:電力系統(tǒng)及其自動化學報, 2002, 14( 6): 82-84

[6] 基于Matlab的Pow erg ui性能在電力工程教學中的應(yīng)用[ J].天津:電力系統(tǒng)及其自動化學報，2004，16(2):81-84

Using IDq7 in Teaching of Power Distribution for Architecture

HUANG Qi-xin， YU Juan

(SchoolofElectricalengineeringandAutomation,Sanjianguniversity,Nanjing210012 ,China)

With the character of Power Distribution Architecture of course, it is presented to introduce the IDq7 software into class teaching and curriculum design. By means of its simple calculation ,efficient mapping and humane interface,IDq7 combines the boring principle with vivid design.At the same time some complicated problems associated with actual engineering is designed, which can improve the ability of a student to analyze the actual engineering and favorable to stimulate student′ interests.

software IDq7; power distribution for architecture; teaching reform

2015-05-26;

2015-01- 05

黃其新(1980)，女，碩士，講師，主要從事電力系統(tǒng)相關(guān)專業(yè)課程教學和研究，E-mail：hqx_qx@126.com

TM76

A

1008-0686(2016)02-0146-03