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用电监察员在供电系统中起着重要的作用。他为供电企业和用户之间搭建了一个平台,这个平台能够保证企业和用户之间的相互信任、相互理解,并将国家有关电力的管理法规、政策进行宣传和解释,从而更好地服务客户,对供电双方的权利进行有效的监督和维护。但是,在实际的工作中,用电监察员会遇到各种各样的问题。为了有效地解决这些问题,我们需要对用电监察员进行电力实训,这不但可以提高用电监察员的专业素质和技能,同时也能解决实际中存在的问题。因此,电力实训对用电监察员的培训起着重要作用,下面就实际情况进行详细的探讨。
1 电力实训的目的以及主要内容
电力实训就是对员工的素质、技能以及经验进行全面的培训,主要目的就是提升员工的综合素质,从而更好地进入就业的岗位,为电力企业服务。电力实训与传统的教学课堂不同,传统的课堂主要是教师授课为主,进行理论类的教学,而实习则是将员工直接安排到工作岗位中去,主要培养的是员工的动手能力。电力实训结合了理论教学和实习的优点,以真实的案例为教学的背景,在教学的过程中,理论和实践相结合,员工能够主动地参与到学习中,并且在短时间内提高员工的专业技能、实践能力以及与团队的协作能力等。传统的理论教学都是参照课本进行授课,而电力实训则是根据授课的内容,结合实际的工作经验,再模拟实际的工作环境进行授课。经过这样的实训,就能够提高员工的实践能力和基本素养,这样进入企业之后,就能够担负起一个用电监察员的责任,更好地为电力企业服务。
在电力实训中,主要还是与实践相结合,比如对互感器的检测进行培训,现场的技术人员要对员工进行培训,使员工能够通过规范的操作,详细地分析测试现场的情况,进而熟练地掌握互感器的检测方法。另外,这种教学方式能够解决员工在实际情况中遇到的各种问题,从而达到较好的培训效果。除此以外,为了更好地进行电力实训,建设实训实验室是必要的。很多操作只有在实验室才能进行,员工也只有通过实际的操作,才能掌握更多的技能,从而提高自身的素质。当然,建立实验室时,也要与实践相结合,最大限度地为企业服务,真正起到用电监察的作用。
2 电力实训对用电监察员培训的意义
首先,进行电力实训的教师都对现场进行了充分的调研,对实际的情况进行了科学的研究,将有价值的素材写进了教材中。与传统的理论教学相比,它对员工的实际操作具有更多的指导,能够帮助用电监察员更好地进行实践操作。其次,电力实训最大的一个优势在于,在实际的操作中,员工会遇到解决不了的问题,并能够在现场提出自己的疑问,与培训教师进行共同探讨,这样就能够解决实际操作中的问题。对于用电监察员来说,在以后的实际工作中,就会减少出现错误的几率,从而达到监察的目的。从这一点上来说,电力实训对用电监察员的培训具有重要的意义。最后,在电力实训中,员工还能够进行自主的操作。员工可以带着自己的疑问,在教师的指导下,进行实际的操作与试验。这种开放性的试验可以帮助员工开拓思维,研究解决实际问题的方法,从而更好地指导实践。在日后的用电监察工作中,能够更好地发挥自己的作用。
3 电力实训在用电监察中的实际应用
随着社会的发展,人们的用电需求在不断增加。为了保证用户的用电需求,维护正常的用电秩序,电力企业从公共安全的角度出发,进行有效的用电监察,这样就能保证用户的经济安全与合理用电。但是,在实际的用电过程中,还是出现了很多问题,其中影响最大的问题就是窃电问题。随着科学技术的进步,窃电技术也在不断发展,窃电的主体构成也变得越来越复杂,这就给电力检察人员带来了很多的麻烦。随着窃电事件的不断增加,我们必须要采取一定的措施,维护正常的供电秩序。对于用电监察员来说,这是巨大的挑战。所以不但要学习国家有关用电的法律法规,还要总结用电监察的经验,对发生的窃电案例进行分析研究,从而提出更好的防窃电措施,这就更加说明了电力实训对于用电监察的重要性。下面,就电力实训在用电监察中的实际应用进行分析,探讨如何在实际中采取有效的防窃电措施。
3.1 对反窃电技术知识的学习
对于用电监察员来说,掌握必要的反窃电技术知识是必要的。这就需要在电力实训中,对现有的反窃电技术原理进行学习,并能够进行有效的分析,这样在实际的工作中,才能根据原理,采取针对性的反窃电方式。除了学会对反窃电的技术原理进行分析,还要结合实际情况和一些具体的案例,加强对反窃电专业技术知识的学习,才能更好地应对实际中的困难。尤其是在当今,科学技术如此发达,在窃电领域也应用到很多高新技术,这是对用电监察员的挑战,所以在电力实训中还要增加对最新科学技术动态的学习和研究,分析哪些高新技术可能被运用到窃电领域中,做好提前的防范,并且要结合实际的案例以及窃电的原理,采取针对性的预案,这样才能最大限度地降低窃电案例的发生。
3.2 对电流互感器误差因素的判断
在用电监察的过程中,电力互感器是一个重要的设备,只有正确地判断它产生的误差,才能确定是否发生窃电现象。所以,在电力实训中,要对电流互感器的误差问题进行实际的培训。
一般情况下,影响电流互感器误差包括内部因素和外部因素两种。内部因素是由互感器的铁芯结构和材料的性能造成的,另外还受到磁路长度、铁芯的截面积、导磁率的影响。而外部因素就比较复杂:首先,它会受一次电流的影响。当一次电流很小时,产生的导磁率就会降低,从而使电流互感器的误差增大。但是,当电流互感器处于额定电流的工作状态时,一次电流产生的影响就比较小了;其次,电流互感器的误差还受到二次负载阻抗的影响。当电流互感器的二次负载与额定负载有较大的偏差时,超过或小于额定负载时,都会导致误差增大。在实际运行中,二次负载超过额定负载的现象发生的很多,在检定中要特别注意;最后,铁芯剩磁也会对电流互感器的误差产生影响。一般情况下,在用电负荷较大时突然断电,铁芯就会产生剩磁,如果不去磁就进行检测,产生的误差会较去磁后大一些。除此以外,校验设备和电源的频率都会对电流互感器的误差产生影响,用电监察员必须对这些知识了如指掌。
例如,在某地炼钢炉的附近,10kV线损发现异常,具有窃电的嫌疑。用电监察员对其计量设备进行了现场的校验,检测的结果发现,电能表的误差接线均正常,但是测量的综合误差却慢了20%。然后对电流互感器的误差进行了观察和检测,发现互感器的铭牌标注有动过的痕迹,通过检测发现,用户将互感器的变流比私自由500/5改成了600/5,采取这种方式逃避检查,达到窃电的目的。而熟悉电流互感器的原理以及误差的影响因素,就能对其进行综合的分析和判断,从而保障了用电的安全,防止了窃电现象的发生。
3.3 加强对反窃电技术的创新研究
除了学习反窃电的专业技术知识,了解电流互感器的原理以及误差产生的原因,能够提高用电监察人员的反窃电技能。但是,仅仅学习反窃电专业知识是不够的,还需要对其进行研究创新。尤其是当今智能化设备的应用领域越来越广泛,这给不法分子提供了窃电的机会。所以说,为了有效防止窃电行为的发生,要不断强化反窃电的技术水平,并且对反窃电技术进行创新,从而应对各种窃电行为。目前,进行窃电的主要方式就是降低电压、减小电流,虽然智能电表的应用大大减少了窃电的行为,但是仍有一些窃电事件发生。因此,在电力实训中,必须要加强对反窃电技术的创新研究。
例如,在某地区安装了智能电表,通过监控系统的监控,发现其存在异常,但是用电监察人员在入户调查时,并没有发现异常现象,电能表本身也没有任何问题,窃电的现象却在发生。于是,聘请专家进行检查,经过仔细的检查发现,铅封是被伪装过的。在将电能表拆开之后才发现,电能表中安装了反监测的窃电装置。该装置的工作原理是,在触动电能表时,反监测装置就能终止窃电的行为,电能表的计数就会恢复正常,3小时之后,就能自动恢复窃电。而且,该窃电装置使电能表的读数仅为正常读数的三分之一,而三分之二的电能就会被窃走。
这个实例说明,在对用电监察人员进行电力实训时,要加强对反窃电技术的应用和创新,这样才能提升反窃电的效果。同时,用电监察人员也要从自身出发,提高自己的责任意识,在工作时充分发挥自己的作用。
3.4 注意计量装置电流回路开路的情况
用电监察人员在对某一工厂的计量装置进行现场校验时发现,L2相的二次电流为零,对一次电流进行检测发现,三相的电流都处于平衡的状态,然后对二次回路的接线进行检查。检查发现,电能表L2相的进线以及电能表尾的压线被套上了塑料管,这样就导致L2相电流回路处于开路的状态,电能装置就不会记录这一相的电能。另外,在对另一工厂的电能表进行现场校验时发现,L1相二次回路的电流是其他两相电流的一半,检查发现三相电流是平衡的。经过仔细检查发现,电流回路导线在电流互感器二次端子的接头颜色与其他的具有明显不同,于是将这段导线拆下进行测量,发现这是一段漆包线,在压紧接头时,压坏了一部分绝缘漆,但并没有处于开路的状态,所以电流回路的阻抗就明显增大,从而降低了二次回路的电流,使计量装置出现较大的负误差。因此,用电监察人员要特别注意计量装置电流回路开路的情况,防止窃电行为的发生。
论文摘要:介绍了西南交通大学建成的教学用模拟变电所实训基地的结构、功能、特点、实践项目。使用表明,该基地具有国内领先技术水平,完善的教学、培训和科研的综合功能。由于采用最新的远程监控技术,该变电所可作为目前铁路牵引变电所技术改造的参考。
0引言
西南交通大学有部分直接服务于铁路现代化建设的专业,其中“铁道电气化”专业作为教育部、铁道部的重点特色专业而一直受到重视。
分布于铁路沿线的牵引变电所,是电气化铁道供电的枢纽。随着我国电气化铁路和城市轨道交通的发展,变电所综合自动化技术水平的不断提高,对从事牵引变电所设计、运行、管理等方面的专业技术人才的需求数量增加,同时对其掌握知识的广度和深度特别是具有较强的实践动手能力方面提出了更高的要求。因此,在教学环节中,应加强学生理论和实践相结合的能力的培养。在教育部“示范性教学实践基地”基金支持下,2002年西南交大在峨眉校区建成一座集教学、实习、培训和科研为一体的模拟变电所实训基地。
1模拟变电所简介
我校模拟变电所分为两期建成:
I期是与实际变电所相同的开关控制屏柜和继电保护屏柜、中央控制盘、交直流电源盘、以及自行设计的模拟负载电量和故障盘。如图1所示。
Ⅱ期是模拟一段地方电力网或电气化铁路的环境下,一个调度中心使用远动监控系统控制的五个变电所,图2是这五个模拟变电所的一次接线图。该项目综合了地方与铁路、不同主变、不同接线类型的各种变电所,且负载的大小和相位均可调节,其中S”模拟变电所采用了WBH-891型电铁主变微机保护装置、WKH-891型电铁馈线微机保护装置、DQWC-03牵引变电所二次设备测试系统。
模拟变电所中被监控设备的位置状态信号、保护动作信号、预告信号、事故信号等遥信信号通过电缆与RTU (Remote Terminal Unit远方终端)的开关量输人/输出模块相连接,电流、电压等遥测信号将通过信号变送器柜,输人RTU的模拟量输人模块;控制中心下发的遥控命令,通过以太网传输,实现遥信、遥测、遥控的功能。远动监控系统结构图如图3所示。RTU是采用施耐德电气公司的PLC系列中模块式结构的Momentum,其编程软件Con-cept是一个基于Microsoft Windows环境的编程软件套件,具有很强的设计性、可扩展性;主站组态软件iFix支持工业标准,具有开放性、可组态性、兼容性及可开发性。
为了比较和研究,我系的教师正在进行一系列的科研开发,其目标是在模拟变电所二次系统中采用测控、保护一体化的分布式控制系统(DCS)实现变电所自动化管理,其结构图如图4。
2教学实践基地的开发
1)校内学生及现场工程技术人员,可对照变电所各种屏柜,提高阅读二次系统接线图、安装施工图的能力,通过开闭操作、设置故障等项目的训练,可以培养他们对现场运行中出现的故障的分析和处理能力,包括一次设备的故障范围的判断、二次系统的故障判断、查找和处理。
2)变电所基本电器及二次接线方面实训项目n个。如断路器结构、原理;断路器参数的测量与调整;变电所二次接线、电缆的数字编号法以及“相对标志法”的识别;二次接线盘后安装图及实际安装技术;变压器控制、保护盘结构、接线、检测、调试及整套保护联动实验(包括整定计算);在以上各盘设置不同故障(可达几百种)练习查找及消除故障的方法等。
3)运动系统遥测、遥信信号源接线的校正及采集的遥测量的精度实验。
4)利用便携式计算机对遥控设备进行合、分实验,让学生了解远动系统是如何驱动被控设备动作。转贴于
5)利用一般的浏览器访问各RTU中PLC的网页,实时了解该PLC的运行、通信等状态的实验。
6)上位机各种功能的校核实验。通过该实验让学生了解调度员的工作职责、工作内容、iFix软件的各种功能的使用,从而对远动系统有更深层的了解。
7)利用组态软件Concept对PLC进行配置,使学生熟练掌握利用Concept按照所用的PLC型号及设计要求对PLC进行配置;利用Concept对PLC遥控、遥信和遥测功能的编程,使学生熟练掌握Concept编程方法。
8)自动化组态软件iFix系统的安装,熟悉掌握iFix系统软件的运行环境及其安装过程。
9)通过在iFix系统新增6#模拟变电所的实验,使学生了解iFix系统的可组态性及可扩展性。
10)进行继电保护单体测试及数据管理。
11)进行继电保护盘上测试及数据管理。
12)微机保护装置的调试与特性实验。
3实践意义
模拟变电所实训基地自1998年投入使用后,至今已连续培训了五届毕业生和一批现场工程技术人员,经总结,其实践意义在于:
1)为学生提供专业技能训练的条件与场所。能完成供变电工程、继电保护、变电所二次接线、微机监控技术等几乎全部专业课程的大量综合性实验,以及电气设备的实际操作技能、检修调试技术、查找故障及排除方法的实际训练。而且充分利用学校具有的学科优势,以模拟变电所为基地,配合学生专业课和专业基础课学习,开发如电工理论、电气装备、自动化、计算机应用、网络与通讯等领域的多个应用性、研究性实验;同时由于人员和设备的集中,能够按项目组织学生进行综合性实训,尽可能使学生参与以教师为主导的科研活动。
2)对于现场技术和施工人员,很重要的一点就是要能阅读二次回路图纸、熟练地掌握接线、配线工艺,能查找和处理运行故障和设计缺陷。通过实地培训,能大大的提高他们的读图、判断、查找、处理故障的能力。该基地于2000年为乐山电力股份有限公司培训和考核职工283人,取得良好的效果。
3)目前西南地区铁路已完全实现电气化,全区拥有牵引变电所200多座,其中大都为上世纪70~80年代所建,技术水平落后。而我校模拟变电所实训基地的建成,对其技术改造具有借鉴的意义,在应用新技术、新设备和进行技术创新方面起到示范的作用。
【关键词】继电保护 教学内容 教学方法
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2016)08C-0072-02
随着我国国民经济的快速发展,对电力的需求越来越大,对电力人才的要求也越来越高,面对新的形势,高职教育要主动适应社会的需求,对原有的教学进行改革。供电系统继电保护是供用电专业的核心课程,对于培养合格的电力人才具有较大的作用,然而,由于这门课程涉及的内容很多,学生学起来很费劲。为了提高学习的质量和效率,满足用人单位对技术工人的要求,本文试以广西电力职业技术学院为例,从课程内容改革、教学方法改革、教学模式改革三个方面对供电系统继电保护课程教学改革进行探索。
一、课程内容改革
随着高校的扩招,高职教育的普及,越来越多的人能走进了大学,但是也带来了一个问题,学生的质量参差不齐,差别很大,一个专业既有文科生也有理科生。要上好供电系统继电保护课程,这对于教师来说压力很大。面对这样的情况,首先必须从教学内容上进行改革。以广西电力职业技术学院为例。该院教师走访企业,与一线的技术人员进行交流,请来专家对课程内容提出问题及整改意见,并从中总结出电力职业所要具备的理论知识、基本技能和职业素养。根据调研的一手资料,广西电力职业技术学院对课程内容进行了整合,不再一味地追求大而全的知识,而是把学生定位具有专业技能的技术人员,与一线岗位进行对接,更注重学生对现场问题的解决和设备的维护方面,注重学生的动手能力和实用性。于是我们打破现有的教学内容按章节来上的习惯,不在以灌输继电保护的所有知识点为出发点,而是针对这个专业的典型工作任务总结了五大模块、十二个子项目,其中五大模块分别是基础模块、线路保护模块、主设备保护模块、自动装置模块和信号控制模块。这门课程的定位就是为后面开展的实训课程做好理论知识的储备。通过这样的改革,改变了教师一味的教授理论知识、不重技能的缺点,也改变了教师把理论知识讲得很深入,而学生又不能理解的两难情况,把教师从繁重的理论知识给解放出来。本团队对照典型工作任务里面的所要求的理论知识,重新梳理这门课的知识点,把很多用得少,但是理论性很强的内容给删除,比如距离继电器的灵敏角、线路在有分支情况下的距离整定等。把典型任务里面要求的基本知识点给讲透。这样教师不会再有课时紧张的情况,有了更多的时间对着门课程进行项目化改革,学生有了更多时间去练习和提问,从而提高他们对于知识点的掌握,增强他们学习的主动性和积极性。通过任务式教学,传统教学方法里的两条“平行线”――理论内容和实践能够得到很好的结合。
二、教学方法改革
以往上继电保护都是教师满堂灌,课堂是教师的独角戏,师生互动很少,这导致很多学生并没有真正理解里面的知识点。为了满足用人单位对学生的专业知识的要求,就必须要对传统的教学方法进行改革,要使学生成为学习的主体,让他们从被动接受知识转变为主动学习知识,充分调动学生的积极性。
(一)充分采用各种教学媒体
现代社会,教师和学生都能很轻易地接触到网络和各种媒体,为了使枯燥而乏味的继电保护知识变得更加生动,在课堂上教师可采用“多媒体+案例”的教学方式。为了找到学生易懂的多媒体资料,可通过网络收集大量与继电保护相关的视频和动画,通过一些编辑软件对它们进行加工处理,转化为上课的课件。而对一些网上没有的视频,还可以深入电力企业,把企业一些培训员工的视频和图片拿回来编辑,变成上课的视频文件和动画,使得学生能通过这些视频和动画的展示,更容易理解和掌握保护动作的相互过程,从而产生事半功倍的教学效果。现在智能手机已经在学生中广泛普及,为了使学生课后也能充分学习继电保护的知识,教师可建立微信群,一些网络上制作比较好的继电保护的视频和文件,让大家有空的时候都能下载这些文件学习,弥补课堂上时间短的弊端,也能够对一些难懂的知识点进行有益的补充。通过多媒体,很多书本上枯燥乏味的知识点变成了看得到、摸得着的东西,从而能够大幅度提高学生的积极性,也便于学生更好地理解继电保护的原理。
(二)充分利用仿真软件
供电系统继电保护是一门理论课,是为后面的微机保护和二次接线实训的实训课提供理论支撑的。如果这门课没学好,后续微机保护和二次接线实训的课程就不好开展。供电系统继电保护除理论性强外,还存在大量的计算。对于本专业有部分学生是文科生和对口招生的学生,他们的计算水平的底子并不是很好。为了提高他们对知识点的理解能力和计算能力,一味地强化项目式教学,效果并不是非常理想。例如,对于继电保护的电流三段式保护这个知识点,可利用电力的仿真软件PSCAD,利用仿真软件可视化好的特点,在课堂上搭建线路模型,设置故障点。给仿真软件里面的示波器加载线路电流,通过可视化的软件,把短路前和短路后的电流展示给学生,让他们充分体会电流的变化量对线路造成的影响。接下来就是引导学生如何有效地对线路进行保护,通过对电流设定整定值来保护线路。通过这些方法使学生很自然地掌握了计算整定值的方法,加深了对公式的理解和记忆。有了电流三段式的计算的基础后,对于距离三段式保护的计算,教师可对学生采用启发式教学,让学生模仿电流三段式的计算方法来算出距离保护的整定值,再把学生算出的整定值设置到PSCAD搭建的模型中来进行验证。通过这个的手段使学生对自己的计算水平和能力产生较强的自信,也能检验出他们易出错的地方,便于他们在日后的学习和工作中能有所改正。事实证明,通过仿真软件辅助教学,三段式电流的的整定计算学生的掌握率提高10%以上。
(三)充分利用实物元件
看懂二次接线图是供电系统继电保护课程必须教会学生掌握的技能,传统的教学方法既费力气,也很难达到预期的效果,而采用任务式教学方法,可以大幅加强学生对该知识点的掌握。例如,过电流二次动作的原理图,教师可首先通过视频的演示,把二次图的过电流保护动作原理演示出来,学生掌握基本的原理后,把学生领到已经安装和调试好的由电磁继电器组成的二次电路的屏柜面前,结合图纸对照实物,对学生布置任务,让他们找出过电流保护的继电器以及它们之间的连线。结合实物接线,画出它们的接线图纸,这个过程使学生能轻易掌握识图方法,教师再也不用反反复复地演示过电流的保护原理图,从而达到一举两得的效果。
三、教学模式改革
由于受到教室和设备的局限,许多电力院校供电系统继电保护、微机保护和二次接线实训被割裂成三门独立课程来开设,这既耗费课时,也不利于学生理解这三门课程之间的内在联系和对构建课程整体意识。为此,随着学校硬件逐步完善,应实现传统教学模式向一体化教学模式的转变,将供电系统继电保护与微机保护、二次接线实训整合成一门课。目前,许多电力院校都在这方面做出了探索,一些好的电力系统的学校已经开始实施。这将对教师的综合能力提出了更高的要求。教师应将知识点融入项目教学中,对学生进行教、学、练、做的一体化教学模式的设计。一体化教学大致的实施步骤如下:教师讲解这个任务要涉及的知识点,紧接着布置任务,学生根据拟定的方案完成任务,提交成果,教师根据学生的过程和成果进行点评、打分。通过一体化教学,把真实的场景搬到教学中来,不仅可以锻炼学生的学习能力,还能提高学生的分析能力、协作能力和创新能力,极大地调动教师和学生的积极性,增强学生的综合素质。
综上,供电系统继电保护是一门涉及多个基础专业、综合性较强的课程,这使得教与学的难度都比较大,因此,有必要在结构安排、内容选择、教学方法和方式方面做出一些新的创新,充分利用网络和多媒体技术调动起学生的积极性。整个课堂的教学不应是一个照本宣科的过程,而应是一个不断增长见识、消除困惑和分享经验的过程。应充分调动教师和学生的主动性和创造性,使整个课堂的氛围变得充满活力。
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