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从教学实践应用的角度上来说,电力系统同步电机准同期并列试验能够更为真实与有效的展开有关全自动准同期、半自动准同期以及手动准同期等多种同步电机装置运行作业的试验研究,教师也可以在此过程当中把握正确的教学时期,引入包括冲击电流、电压波形以及准同期并列极限允许值在内的相关知识,一方面可以辅助学生整个试验活动的进行;另一方面也能够有效加深学生对相关知识的认知与记忆程度。基于现阶段电力系统相关学科教学需求的满足,当前技术条件支持下的电力系统综合化自动试验台还配备有运行独立的微机保护装置,借助于芯片支持提高整个试验台对于电力系统真实情况下的继电保护动作行为加以精确且真实的模拟。此过程当中所涉及到的继电保护动作行为基本包括电压保护、发电机装置保护、变压器装置保护以及阻抗保护这几个方面。为确保电力系统相关学科专业教学有效性的充分发挥,整个电力系统综合自动化试验台还实现了借助于数码管装置对电力系统运行各类关键信息的及时且有效显示,此种功能的实现使得整个电力系统继电保护装置的操作与调试能够以一种更为有效与简便的方式进行。更为关键的一点在于:电力系统继电保护装置还表现出了针对事件进行有效分析、记录、顺序保护以及操作运行的突出应用优势。对于电力系统相关专业学科的教学应用而言,学生能够借助于电力系统继电保护装置所提供的此类功能针对整个试验过程以及试验结果进行合理且有效的记录。不仅如此,新一代电力系统继电保护实验过程中继电保护装置在运行状态下所生成的整定值数据信息能够在整个试验过程当中进行较为有效的浏览与修改,此功能的实现无疑充分强化了学生在整个试验过程中对电力系统继电保护相关概念的认知与分析,借助于对安全性的保障与提升确保整个教学作业能够有效开展。在当前技术条件支持下,整个电力系统综合自动化试验台有多级系统组合构成,实践应用过程当中能够借助于对短路选择按钮操作促使整个电力系统高度仿真的模拟包括单相接地、两相接地、两相相间以及三相短路在内的四种差异性的短路故障设置作业。基于此功能的实现,在将电力系统综合自动化试验台与电力系统相关专业学科教学实践相融合的过程当中,其能够有效完成包括静态稳定性试验以及暂态稳定性试验在内的多种试验教学作业。学生通过这部分试验的切身操作与完成能够有效加深对电力系统稳定性概念的认知与分析,并在此基础知识之上强化对电力系统安全运行的分析处理。
通过对实践教学研究结果的分析,充分证实电力系统综合自动化试验台能够应用于包括继电保护、电力系统自动化以及电力系统分析在内的关键学科教学中,其不单能够针对现代化的电能应用全过程加以有效分析,同时也能够将整个基于现代技术的电力系统自动化的综合性、智能性、信息性以及自动性特点充分呈现在学生面前。电力系统综合自动化实验台在与教学实践相结合的过程当中能够营造一个极为仿真与高效的电力系统运行环境,且各种操作的执行均不会对整个系统造成不良影响。从这一角度上来说,安全性极高的综合自动化实验台能够为学生展开创新性实验,发散创新性思维以及实践能力强化提供基础性支持与保障。
新时期电力行业科学技术及研究开发工作的持续推进对于高校所培养并输出的电力系统相关专业人才有着更为系统与严格的要求。除专业理论知识的熟练掌握以外,新时期电力系统工作还要求学生具备一定的实践能力与创新能力,这也就使得电力系统综合自动化试验台教学方式成为了现阶段整个电力系统相关专业学科教学模式的发展主流。总而言之,本文针对有关电力系统综合自动化试验台与教学应用相关问题做出了简要分析与说明,希望能够为今后相关研究与教学实践工作的开展提供一定的参考与帮助。
本文作者:冯雪君工作单位:广东省电力工业职业技术学校
关键词:供电企业;继电保护;存在问题;解决方法
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.153
0 引言
在供电企业电网运行中,一些故障的出现会对电网的正常运行、工农业的生产以及百姓的日常生活造成重要的影响。因此,我们需要一种行之有效的方式对供电企业的电网安全正常运行提供保护。而继电保护模式的出现就很好的解决了这个问题。但是,继电保护模式在实践应用中产生了一些问题。因此,为了保障供电企业电网的持久健康运行,我们需要对于这些问题进行认真的研究工作。并且运用科学的方法对这些问题进行解决。
1 供电企业继电保护存在的问题
1.1 数据测量出现误差
数据测量出现误差是供电企业继电保护中存在的一个问题。在继电保护的具体应用中,由于许多的工作是依靠人工来完成的,而这些人工对于相关电力数据的测量不够精准、出现了误差,对于供电企业的电力输送与管理带来了相当大的挑战。
1.2 覆盖面不广泛
电力企业继电保护存在的另一个问题是覆盖面不广泛。从整体而言,我国的配电系统的建设与规划还处于初级阶段,对于继电保护的规范与措施还有许多的不完善。比如:环网供电线路出现了较为严重的电路故障时,就有可能面临大规模停电的风险,而传统的利用保险丝断开或者是开启开关的方式是无法满足大规模的用电需求的。因此,加强继电保护模式的应用范围是必然趋势。
1.3 员工技术性不强
员工技术性不强也是供电企业继电保护模式应用存在的一个重要问题。比如:一些电力企业技术人员的专业技能水平不高、职业素质不强、工作态度不积极等等,这些情况的发生对于继电保护模式的有效应用产生了比较严重的负面影响[1]。
2 供电企业继电保护存在问题的解决方法
2.1 完善继电保护模式的覆盖面积
首先,进行供电企业继电保护的一个重要方法是完善继电保护模式的覆盖面积。比如:加大资金与技术的投入力量,对于传统的“保险丝模式”的电路故障管理方法进行改进与提高,利用现代的网络信息技术与之形成全面的保护网络模式增强其安全性与科学性,满足广大的区域性环网电路与众多的农村电网的用电保护需求,推进我国智能电网模式的早日形成,促进我国电网运行的科学性与持续性[2]。
2.2 进行精准的数据测量
其次,进行精准的数据测量也是解决供电企业继电保护模式存在问题的有效方法。对此我们可以采用两种方式来达到这一目标。第一,进行好理论计量值的研究工作。第二,在进行继电保护模式的应用中,进行科学的计量工作、避免计量数值与实际计量值之间的差距。
2.3 对于出现的漏洞进行及时修复
再次,对出现的漏洞进行及时修复也是解决电力企业继电保护模式存在问题的另一个方法。继电保护模式的应用具有很强的复杂性,因此会产生许多的漏洞。比如:校验器的漏洞会严重的影响到继电保护相关设备的有效性与仪器的灵敏性,因此我们需要对继电保护模式应用中对于已经出现的漏洞以及可能出现的漏洞进行及时的修复,使继电保护模式的功能与作用发挥出最大的效能[3]。
2.4 加强技术的开发力度
与此同时,还需要加大技术的开发力度以解决供电企业继电保护模式存在的问题,全面地促进继电保护模式技术的进步与发展,为我国电力系统的保护工作作出重要的贡献。为此,第一,对于继电保护模式的基本理论基础知识进行更加细致认真的研究工作,推动继电保护理论系统的建立与完善,为继电保护模式技术的研究工作提供重要的理论平台与基础。第二,利用现代的网络信息科技的软件与硬件设施与系统进行继电保护模式的模拟研究与网络技术平台的完善工作,可以找寻到继电保护模式研究的科学方法。第三,广大继电保护模式研究的科研人员要具有认真工作、默默奉献的精神,用顽强的意志品质,推动我国继电保护技术的快速进步与发展。第四,在对于继电保护技术进行实践的应用中,注重实际运用结果的收集工作,对于出现的问题进行认真的研究与总结,用正确的方法对这些问题进行探究,寻找出解决的方法[4]。
2.5 加强专业技术人员的培训
最后,加强对专业技术人员的培训也是电力企业进行继电保护模式有效应用的一个重要的方法。比如:电力企业定期聘请专业的技术人员与专业学者、专家对于企业的员工、尤其是专业的技术人员进行知识与技能的培训工作,提升他们对于继电保护模式进行应用的实际操作能力。同时,定期举办相关知识的竞赛与专业技能的学习与交流活动,对于提升电力企业专业技术人员的综合素质也会有积极的促进作用[5]。
3 结论
对于供电企业继电保护存在的问题以及解决的方法进行科学研究,有利于供电企业全面的提升自己电力系统安全保护的质量与效率,保障本辖区内工、农业生产与百姓生活的正常进行,更有利于我国智能电网的早日建设完成与完善。
参考文献:
[1]陈楠,晁智超.供电企业继电保护存在的问题及对策[J].民营科技,2016(08):41.
[2]朱友林,叶美授.探析供电系统继电保护运行中存在的问题及对策[J].通讯世界,2014(22):197-198.
[3]吴达华.供电企业继电保护存在的问题及对策[J].电子制作,2015(03):234.
关键词:继电保护;课程;教学模式
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2013)01-0033-02
电力系统、计算机技术、电子技术与通信技术的飞速发展给电力系统继电保护不断注入了新的活力,提出新的要求。现代电力系统是高度数字化、信息化和自动化的超大区域网络结构,电力系统继电保护是对其安全稳定运行至关重要的一门技术[1]。21世纪继电保护的未来发展趋势是计算机化;网络化;保护、控制、测量、数据通信一体化;智能化[2]。以新疆农业大学(以下简称“我校”)为例,在现有教学模式基础上,本文探讨继电保护课程教学中提高学生实践与创新能力的方法,为将学生培养成具有实践能力、创新精神的人才而努力,为该课程的教学改革提供理论支持和智力保证。
一、电力系统继电保护课程的特点
我校“电力系统继电保护原理”课程理论教学36
学时,网络教学6学时,总计42学时,作为电气工程及自动化及农业电气化与自动化的专业必修课,设置在大四上学期初;“微机继电保护”课程共26学时,均为课堂理论教学学时,作为专业选修课安排在“电力系统继电保护原理”结束后的大四上学期末开设,目的是顺应现代电力系统高度数字化的趋势,让学生了解现代数字式继电保护硬软件的知识,内容涉及到原理、保护算法、硬软件设计方法等;“继电保护课程设计”为期一周,与“微机继电保护”同时安排在大四上学期期末,目的是培养学生综合运用所学的基础理论知识分析与解决电力系统中的实际问题的能力[3]。
二、继电保护课程教学存在的问题
为适应现代数字电力系统继电保护技术的新发展,目前我校继电保护的教学内容已加入“微机继电保护”,作为少学时内容与“电力系统继电保护”共同设置在大四上学期,同时开设的其它几门专业课使得学生大四上学期课程较为集中,学习任务量较大。此时学生即将面临毕业设计开题、复习考研或找工作,第一学期过高的学习任务和课程的相对集中对其学习效果有一定影响;在课程教学上,基本停留在传统模式:即利用板书或者多媒体课件形式,将继电保护原理及其实现方法按照教材的章节和顺序进行课堂讲授,这主要存在以下几个问题。
(一)重理论,轻实践,无法提高学生的实践能力与创新精神
对教师而言,继电保护原理单纯靠板书或多媒体课件较难讲透;对学生而言,继电保护内容比较抽象且实践性强,知识描述更需要形象化演示去理解,配合学生自主实践学习才会有好的效果。比如,“零序过电流保护原则上是按照躲开在下级线路出口处相间短路时出现的最大不平衡电流来整定”,若单纯由教师口头讲授原理,学生难以理解; “微机继电保护”课程主要分析现代数字式继电保护软硬件相关知识,内容涉及原理、保护算法、硬软件设计方法等。若单纯讲解微机继电保护算法,使学生难以消化,从而会削弱其学习的积极性。
(二)教学理念不够强,教学内容需要优化
继电保护课程组与“单片机技术”、“数字信号处
理”、“电力系统自动化”、“高低压电气设备”等课程有很多联系,但教学上往往孤立、脱节,缺乏全局梳理,使学生对继电保护完整系统缺乏全面认识。课堂上,教师若能将继电保护教学作为一个整体,以实例联系相关课程内容,紧跟行业发展前沿并且结合实践,教学效果会更好;此外,目前继电保护教科书内容繁多,与其他专业课程也有所重复,需要对课程内容进行整合优化。
(三) 学生自主选择力不强
学生对继电保护内容的兴趣点各有不同,部分学生未来并不从事继电保护工作,或考研方向与此关系不大。目前情况是,继电保护课程组教学课时相对较多,内容较为宽泛,对于上述内容部分学生显得索然无味,学生根据自己情况自主选择的能力不够强。为此,以学生为本,可以在课程形式上稍做一些调整。
三、教学模式的探索及实践
针对继电保护课程教学存在的问题,本文探讨了几种改进模式和方法,且部分已开始具体实施,取得了一定的教学效果。
(一)优化专业培养计划
将原本设置在大四上学期分开教学的“电力系统继电保护原理”和“微机继电保护”两门课整合为一门,设置在大三下学期。“继电保护课程设计”可设置在大四上半学期。这样设置有两方面考虑:内容上,减少学生学习任务量,突出重点,使教学有针对性。比如,可缩减“电力系统继电保护原理”教材中电磁型继电器、断路器等与“高低压电气设备”教材有所重复的内容,减少或者删除“微机继电保护”教材中与“微机原理与应用”、“单片机技术”“数字信号处理”等相关课程的重复内容;时间上,我校电气专业学生于大三至大四暑假期间设置了为期5周的发电厂生产实习,实习前对继电保护内容的理论学习,为生产实习期间学生对继电保护装置、电力系统设备等内容建立感性认识打下基础,从而提高学生的实践与创新能力。
(二)改进教学手段与教学方法
教师可采用多样化的教学手段和方法进行教学。以传统教学手段为辅,以现代化网络媒体、实验教学等方式为主。以提高学生学习的积极性及其实践创新能力为目的,建立学生对电力系统继电保护的整体概念,使学科前沿知识与教材内容相结合,课堂教学与实践教学相结合。
1.网络课程建设。利用学校现有网络平台,上传电子教案、视频,演示动画等资源,并建立一套自测系统,使学生可以主动借助网络课程平台观看和使用这些资源。教案、课件既可以作为学生的预习资源以及弥补疏漏的课后复习资料,也可以作为教师选择的教学资源库;视频资源以声、像集合的形式使学生直观了解继电保护的动作过程及原理;具有交互性的演示动画可以提高学生学习的趣味性,比如,利用FLASH将继电保护动作过程制作成SWF动画,或用Visual C++开发保护动作演示模块[4];自测系统可以使学生在正式考试前自我检测,弥补疏漏的知识点。利用网络交互平台有助于增强课后教师与学生之间的互动性,使教师及时了解学生遇到的问题并展开网上讨论,以提高学生对课程学习的主动性。因此,网络资源的建设需要教师有针对性地选择教学内容,或利用专业软件开发演示模块,并及时更新资源。目前,我校网络课程建设已取得初步成果。
2.实验平台建设。微机保护已成为当前继电保护的主要形式。华北电力大学、湖南大学等高校先后自主开发了微机型线路保护教学仿真实验装置。实验平台建设思路为面向实践平台的建设,使学生能够对本专业内容形成完整的知识链[5]。我校可采用引进设备或者利用现有教师队伍和资源对微机继电保护实验设备进行开发。目前,我校基于TMS320F28335+PC机的继电保护教学实验平台的研制正在进行。
实验平台可作为本专业教学科研平台,不仅方便用于学生实验、课程设计和毕业设计,也可以作为教师的科研平台。该平台能够使学生直观了解微机继电保护硬件结构,并且通过配置不同的软件模块实现不同原理、不同对象的继电保护功能;开设综合性实验和设计性选做实验,有利于提高学生的积极性及实验、设计能力,有助于开阔学生的视野、发挥创新能力。
3.课程设计内容优化,加强毕业论文设计。课程设计是培养学生的实践能力、创新能力和综合能力的重要环节[6],在传统设计内容基础上可以充分利用实验平台,先进行整定计算,后在平台上模拟故障时继电保护动作;建立以任务驱动,由教师引导、学生进行自主探究学习的框架。根据继电保护原理建立主题,比如,电流保护、距离保护、纵差保护等;也可以根据继电保护对象形成“主题”,比如,电力变压器保护、输电线路保护等。
课程设计可以在大三下学期上课期间布置下去,使学生带着问题学习,并结合大三暑假为期五周的“发电厂生产实习”,使课程设计更具针对性、实践性,从而激发学生的创新意识。此外,通过毕业论文的设计强化为工作打下基础。
4.完善评价体系。适应新的教学方法与手段,改进传统课程考核评价方式。继电保护理论课成绩应综合考勤、课堂表现、小组讨论、平时作业、网络自测、综合实验等教学环节进行考评。将平时成绩比例增大,有利于激发学生平时学习的积极性;课程设计可以对每个学生进行公开答辩及严格书面考核;毕业论文(设计)成绩评定标准应以提高学生的实践与创新能力为目的,综合文献综述、论文质量、创新能力、实验态度等因素进行考评。
本文以新疆农业大学电气工程专业、农业电气化专业为例,对继电保护课程的教学模式进行探索与实践,重点激发学生平时学习的主动性,使其能够掌握必要的工程技术、测试方法以及先进设备的研究方法。若能将每个环节都做好做实,师生就能在一整套良好有序的教学体系中受益,从而培养出适应智能电网时代、具有实践能力、创新精神的人才。
参考文献:
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[2]付乔.继电保护发展现状综述[J].攀枝花学院学报,2006,(2).
[3]李文武,袁兆强.继电保护课程组教学改革的探索[J].中国电力教育,2010,(12).
[4]曾煜晓.继电保护教学培训辅助软件系统的开发与设计[D].济南:山东大学,2008.
关键词:电力系统;继电保护器;定值;在线校核
继电保护器是电力系统中非常重要的二次装置,可以确保电力系统的安全运行。世界上许多实例表明,大部分停电面积比较大的电力系统事故,基本上都和继电保护器的错误动作有着直接关系或是间接关系。所以,科学、合理、正确地设计继电保护的定值,提升继电保护安全运行的管理水平,才可以保证国家电网的正常运行。
一、继电保护器的定值在线校核的研究现状
在进行现实操作运作时,继电保护器的定值与每一项性能指标都是在设备停止运行状态下获取的最大值和最小值,通常在运行过程中不会调整。但是,系统在运行时会出现变化,尤其是在相对特殊的运行状况下,系统中设置的固定标注和数据缺乏灵感,不能满足运行需求,在此种情况下就很可能发生安全事故。数据或是标准无法及时调整或变化,还会出现重大安全事故[1]。因此,要想确保电力系统可以安全、正常有序运行,必须引进、利用在线校核形式、程序。在线校核主要指以现实运行数据作为依据,完成实时运行情况有针对性的保护,进而确保电力系统可以正常、安全运行。近些年来,社会经济的快速发展,人们生活水平的提高,对电力质量提出了新的要求,在电力工程项目中设置电网专用的数据传输系统与电网的自动调节系统,可以对电网的现实运行数据和信息完成相对详细的记录和采集,进而为在线校核工作提供了数据支持。另外计算机技术水平的逐渐提升,硬件的开发和运用,使软件应用更为快捷、便利。在上述背景下,可以为在线校核提供相对可靠的依据和基础,确保外部条件的充足。
二、在线校核继电保护器定值的方法
在线校核主要是获取电力系统中实时数据,对目前电力系统的继电保护器的定值性能完成在线校验的过程[2]。一般情况下,在线校核依据EMS/SCADA系统搜集电力系统的实时数据,通常包含系统拓扑结构和系统运行形式及保护配置的定值等等。而实时判别系统中的每一个保护性能都会对存在的误动隐患、异常发出报警信息,使工作人员随时准备进行实时保护状态,同时为合理、正确、有效的调整工作提供相关知识支持。继电保护定值在线校验的主要流程如图1所示。
图1 继电保护定值在线校核的主要流程示意图
当开启在线校核系统时,依据电力系统的实时数据,获得网络拓扑的机构和配置的保护,一般是对保护中用在出口跳闸位置的整定项完成校验,本文选择的校验方式主要有故障点和故障类型及过渡电阻大小等的方式,完成仿真校验或是保护动作的分析,经过判别保护的准确与可靠性以及灵敏度,判别继电保护定值的正确性。
三、在线校核系统的研究
(一)系统的主要模块
1.短路计算。短路计算作为继电保护的整定计算与定值校核的重要基础,可以完成电力系统中所有简单故障和相对特殊的网络结构下故障等多种故障计算。
2.整定计算与定值校核。整定计算可以对电网和变电站中任何设备的继电保护装置进行整定计算,在整定计算完成之后,能够依据计算的结果数据库对需要修改的定值保护设备进行扫描,同时可以自动形成定值通知单,将定值但运用Word文档的方式输出。
3.故障综合统计与装置动作行为的分析。其中故障综合统计主要包含如下内容:对电力系统范围之内出现的故障时间次数,可以依照时间或是、变电局、变电站、变电厂完成统计,为用户提供各式各样的查询与检索功能[3]。方便用户完成各种条件下的查询需求,能够以地区名和厂站名及设备名称等作为关键字查询有关故障信息和相应的录波信息,然后输出对应的查询结果报表,同时还可以完成查询过后的转存备份与统计分析以及打印历史等多种工作。
(二)系统的主要结构
在线校核系统主要包含获取数据和定值校核以及输出结果三个方面。系统的主要结构如图2所示。
图2 在线校核主要结构示意图
首先是数据的获取,该层的主要功能就是搜集完成校核功能与保护动作的模拟功能所需求的电力系统有关参数。其中数据主要分成系统基本参数和系统状态参数及预先设置参数三个部分,系统基本参数主要指电力系统里保持不变的数据,例如发电和变电及输电等相关设施的配置和参数,电力系统中设备信息和参数主要由工作人员输入和维护系统状态参数,包含反映开关的开合、设备的应用状况。其次是定值的校核,其具有的功能就是依据已知信息,明确电力系统目前的运行形式,完成保护的每一项性能指标在线校验。其主要包含网络分析、在线校核两个重要模块。其中网络模块主要是依据获得的数据,明确整个电力系统的拓扑结果与运行状态[4]。而在线校核模块一般是在设定的校核标准之下,完成电力系统线路中保护定值的校核,同时对其他相关元件保护的定值进行校核。最后是结果的输出,其具有的功能是完成输出结果的校核,满足用户的任何结构查询的需求。另外,校核结果的输出多种作样,不但能够把结果以报表和文档及数据文件等诸多方式输出,利于保存存档,还能够在拓扑接线图上比较直观的呈现出校核的结果。电力系统运行模式、在线校核结果能够直观地呈现在图形上,还可以对事故隐患利用特殊的颜色或是状态进行标识。
(三)系统的工作方式
在线校核的系统工作属于在线模式,可以对电力系统的运行情形进行实时监测。而且在线模式下,电力系统的状态参数能够作为电力系统的实施运行数据。电力系统实时保护定值的在线校验结果,能够为电力调度人员建立安全运行方案和出现故障时设计紧急处理的决策提供参考。除此之外,电力系统还能够处在工作离线模式,电力系统的状态参数可以有各个用户任意给定,并且在离线的状态下对用户给出的保护定值完成判断,判断出用户给出保护定值是否合理。该功能不仅能够实现整定电力系统的定值校验,还能够当作整定工作人员平时训练的工具。
结束语:
随着电网规模的逐渐扩大,其结构变得非常复杂,以往的继电保护器离线的整定形式在可靠性与实时性等方面要面临严峻挑战。当前,信息技术的与网络技术的发展,促进了电力系统的数字化,其中在线校核系统的研发,可以对保护定值完成事实校核,同时为工作人员与整定人员提供相关参考依据,确保电力系统的正常运行。■
参考文献
[1]王广学.电力系统接地故障点的分析计算方法[J].电力系统自动化,2012,(7).
[2]国家电力调度通讯中心.电力系统继电保护规定汇编[M].中国电力出版社,2013.
关键词:微课;专业教学;教学设计
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)23-0023-02
微课程,即对常规课程的微缩,是基于“微学习”而建立的“微内容”。具体地,就是用10~20分钟的教学设计,将一个知识点讲解通透,并以网络媒体作为平台展示给学习者。由于微课程具有“位微不卑”“课微不小”“步微不慢”“效微不薄”等优势,随近几年高等院校也掀起了微课程的研究之风。[1,2]但是,目前高校的微课程研究多集中于基础课程教学,而在专业课程的教学中应用甚少。因此,本文探索了电气工程及其自动化专业的“电力系统继电保护原理”专业课程的微课设计与实践,取得了一些教学心得。
一、微课的设计定位
微课程作为网络远程教学终端,服务于本校电气专业或非电气专业,甚至校外社会人群。既可以做电气工程及其自动化专业本科学生的校内课程“电力系统继电保护原理”[3]的有益补充,方便学生的课前预习、课后复习等,也可为未修过该门课程的学习者开启专业知识的大门。
此外,微课应以学习者角度设计,而非教师角度,从而充分发挥学习者自主学习的潜力。[1]
二、微课的制作方法
微课程以网络媒体为平台,终端以视频的形式呈献给学习者,因此微课的制作有如下软硬件的要求:
1.录制微课的专业录播教室
需要配备多机位的高清摄像机。按照笔者制作经历,至少需要一个针对主讲教师的机位,一个针对听讲学生的机位,如果有师生全景镜头,效果更佳。多机位的目的,是为了方便后期制作时镜头切换更加游刃有余。当然,录制风格可以不拘一格,比如有些采用“画中画”的预期方式也是不错的选择。但无论采用哪种形式,制作的效果应该是提前考虑,做到心中有数。
来自各摄像机位以及PPT自动播放的多路信号收集完毕后,需要进行合理的剪辑。此外,需要增加字幕的输出,以及制作必要的反应微课内容和教师信息等信息的片头、片尾。
3.展示微课的网络媒体平台
微课制作完成以后,需要放在一定的网络平台上展示,方便学习者使用,如本课程的微课便放在本校的BB教学平台。[4]
三、微课的选题方向
由微课的定位出发考虑,选题应偏重基本知识点。应用到本课程,比如“对继电保护的基本要求”“阻抗继电器的动作特性”等,都比较适合制作成微课形式。但是,如果是面向职业培训的微课,宜跳过基础阶段选择面向工程的具体案例来强化知识点。[5]
本文以“电力系统继电保护原理”课程为例,进行一个知识点的微课设计案例――“对继电保护的基本要求”。
1.教学背景[6]
“电力系统继电保护”是电气工程专业本科学生的必修课,设置于第七学期。先修课程主要为“电力系统基础”“供配电技术”等。
学生在学习本门课程之前,已经对电力系统的一次设备、接线方式、运行方式等有了基本的认识,也已经掌握了潮流计算、短路计算等计算方法。“电力系统继电保护”围绕电力系统二次设备,对典型集中传统保护原理进行介绍。
本次微课内容,是该课程第一章《绪论》中的第三小节,根据教学安排,是本门课程的第二次课。第一次课,学生对继电保护的基本任务有了一定的认识。这次课,承接上堂课的内容,继续讨论“对继电保护的基本要求”。
从整个课程体系来看,本节内容“对继电保护的基本要求”是贯穿全课程的最重要基本线索,处于一个纲领性的地位。
2.教学目标
本节课的教学目标:掌握“对继电保护的基本要求”,即选择性、速动性、灵敏性、可靠性。要求理解四项基本要求的含义,并能够分别举例说明。其中选择性和可靠性是难点,而选择性又是重点。
3.教学方法
授课形式采用以多媒体教学为主,板书为辅。教学手段采用启发式、案例式、类比法、阐述法、比较法、列举法等多种方法结合。
4.教学路线
在上课伊始,通过播放一个“变压器故障”的视频短片,让学生复习“电力系统故障”的概念以及“故障的危害”。通过视觉和听觉的冲击,增加学生对以上知识点的感受。
由“启发式”教学法,提出问题:为了避免以上损失,故障能否及时从电网中切除?若可以,又由谁来完成?通过上节课程可知,继电保护可以扮演这样的角色,继电保护是电力系统安全运行的三道防线之首。
再利用“启发式”教学法深化问题,进一步提出:继电保护如何能够完成基本任务,即对继电保护有何基本要求?从而自然而然地引出本节课的主要内容。
利用多媒体课件的演示,在进入正式内容之前,联系工程实际,补充了“几个位置称谓”。
同时,采用“类比”法,类比电力潮流的“上下游”的相对关系,明确“上下级”线路的关系。此时,板书演示电力潮流流向。
利用“阐述法”,介绍本节主要内容“对继电保护的四项基本要求”,即选择性、速动性、灵敏性、可靠性。同时指出选择性和可靠性是“难点”。
关于“选择性”讲解(难点之一)如下:先利用“阐述法”,介绍了“选择性”的概念;再利用“启发式”,引出进一步的探讨“什么样的保护行为是具有选择性的行为”,然后利用“案例法”借助多媒体演示(如图1)解释以上问题。继而联系工程实际,进一步考虑现场会出现的各种问题导致主保护不能动作,引出“后备保护的概念”。再利用“案例法”,借助多媒体演示,解释“近后备保护”和“远后备保护”。利用“比较法”,比较远、近后备保护的差异,取决于安装位置是异地还是本地。最后利用“类比法”总结“选择性”,用“自扫门前雪”的生活例子来类比主保护、近后备保护、远后备保护的关系,深化对选择性的认识。
关于“速动性”的讲解设计如下:先利用“阐述法”,介绍了“速动性”的概念;再利用“列举法”,通过多媒体演示,介绍保护动作时间和断路器的动作时间的具体要求;然后联系先修课程中关于“暂态稳定”的知识点,利用“板书”画出曲线(如图2)解释继电保护要求速动性的其中一个重要原因。
关于“灵敏性”讲解如下:先利用“阐述法”,介绍了“灵敏性”的概念;再利用“案例法”,通过多媒体演示,解释“什么叫做保护具有灵敏性”;最后提前说明后续章节内容与“灵敏度的计算”相关。
关于“可靠性”讲解(难点之二):首先利用“阐述法”,介绍了“可靠性”的概念以及“影响可靠性的因素”;然后利用“案例法”,指出可靠性中的两个方面互有矛盾。“板书”演示联系薄弱的系统和联系紧密的系统,两种情况下考虑可靠性的侧重点分别是什么。
小结“四项基本要求”:利用“案例法”,举例说明“选择性与速动性是一对矛盾体”以及“灵敏性与可靠性是一对矛盾体”,然后分别用一句话小结四项基本要求,并指出用辩证统一和矛盾对立的眼光看待四者之间的关系。
最后总结:强调“四项基本要求不仅是评价已有保护原理的标准,也是设计新型保护原理的依据,因此四项基本要求将是贯穿整门课程的线索”。
四、微课设计总结
本节微课内容围绕“对继电保护的四个基本要求”,采用启发式、案例式、类比法、阐述法、比较法、列举法等多种教学手段结合,以多媒体课件为主、板书和现场视频为辅的教学形式,对教学路线进行了精心的设计,将教学内容深入浅出地传达给学生,达到了较为理想的教学效果。
“电力系统继电保护”这门课程的特点是不仅理论性强,而且面向工程实际。因此,本节课程的设计不拘于原始教材,讲解过程中适时引入工程实际的案例,理论联系实际,以就业为导向,激发学生的学习兴趣,课堂效果更佳。
另外,本次微课的设计注意联系先修课程中的相关知识点作为新内容的支撑。而且,对本门课程后续内容也适时引导,有助于帮助学生养成“温故而知新“的学习习惯。
本次微课内容中,关于四项基本要求的辩证统一和矛盾对立的关系,也是一种哲学思想,可以启迪学生的哲学思维,养成科学的世界观、价值观、人生观。
综上,本次微课的教学设计会推动教师对整门课程的深入思考,具有重要的现实意义。
参考文献:
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[2]梁乐明.微课程设计模式研究[J].开放教育研究,2013,(19).
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[4]王颖.我校电力系统类课程教学实践的思考[J].电气电子教学学报,2012,(34).
[5]程岚.微课教学设计思路探讨[J].江西电力职业技术学院学报,
通过自身的不断努力,无论是思想上、学习上还是工作上,都取得了长足的发展和巨大的收获。思想上,积极参加政治学习,关心国家大事。以下是和大家分享水利水电专业职员述职报告参考资料,欢迎你的阅读及借鉴。
水利水电专业职员述职报告一
透视过去一年,工作的风风雨雨时时在眼前隐现,但我却必须面对现实,不仅仅要能工作时埋下头去忘我地工作,还要能在回过头的时候,对工作的每一个细节进行检查核对,对工作的经验进行总结分析,从怎样节约时间,如何提高效率,尽量使工作程序化、系统化、条理化、流水化!从而在百尺杆头,更进一步,达到新层次,进入新境界,开创新篇章为了更好地做好今后的工作,总结经验、吸取教训。
本人xx学校毕业。xx进入xx县供电公司工作,分配在大昌变电站工作任变电运行工,XX年九月考取xx学院电力系统及其自动化专业(函授),XX年七月毕业。XX年被巫山县水利局评为先进工作者,同年被巫山县供电公司评为先进生产者。
本人特就这一年的工作总结如下:
一、 思想工作方面;工作以来,在单位领导的精心培育和教导下,通过自身的不断努力,无论是思想上、学习上还是工作上,都取得了长足的发展和巨大的收获。思想上,积极参加政治学习,关心国家大事,认真学习“三个代表”的重要思想,坚持四项基本原则,拥护党的各项方针政策,自觉遵守各项法律法规及各项规章制度。
二、工作上;能吃苦耐劳、认真、负责、在同事的热心指导下很快了解到电力系统的工作重点,明白到变电运行的重要性。变电运行的正常和千千万万人们的正常生活工作紧密联系在一起。不管遇到什么问题,不管出现了什么问题,都需要虚心诚恳的请教随时笔记随时总结随时反省,绝对不允许出现自欺欺人,让师傅以为你是一个很聪明的人,电力行业是不需要这样的聪明,在这个行业对自己不认真就是对生命不负责。
工作在不同的时间段要有不同的侧重点,这是必然的也是必需的。我不但要了解而且要积极的配合。我要抛弃个人的利益,把我的聪明运用到学习技术上,把我的能力以团队的形式发挥出来,不搞个人的表现主义,这样既损害公司,也伤害了自己。为了工作的顺利进行,我们的分工也明确了,不是意味着埋头苦干,恰是因为这样我们更加要互相帮助互相检查。公司需要有干劲的人,但一个人的力量永远是不够的。
只要有能力,大家是有目共睹的,不但要发挥自己的特长,还要知道别人的特长。用行动证明自己,用成绩征服大家。俗话说:“活到老,学到老”,本人一直在各方面严格要求自己,努力地提高自己,以便使自己更快地适应社会发展的形势。通过阅读大量的道德修养书籍,勇于解剖自己,分析自己,正视自己,提高自身素质为能保质保量地完成工作任务,我在过去的基础上对电力系统的相关知识进行重学习,加深认识。使之更加系统化,从而融会贯通,使电力系统专业水准提到了一个新的起跑线。
经过这样紧张有序的煅练,我感觉自己工作技能上了一个新台阶,做每一项工作都有了明确的计划和步骤,行动有了方向,工作有了目标,心中真正有了底!基本做到了忙而不乱,紧而不散,条理清楚,事事分明,从根本上摆脱了过去只顾埋头苦干,不知总结经验的现象。
总结一年来的工作,之所以能够实现安全生产的长期稳定,主要是得益于局领导和职能部室大力支持、鼎立帮助;得益于公司干部职工之间团结共事,相互信任,互相支持,共同维护班子的团结和整体效能的发挥积极努力和拼搏奉献。
就这样,我从无限繁忙中走进这一年,又从无限轻松中走出这一年,尽管我做了大量的工作,取得了一定的成绩,但与上级的要求和先进单位相比,仍存在一定的差距,我将在今后的工作中不断努力克服和改进。
水利水电专业职员述职报告二
本人于xx年xx月毕业于xx电力学校,所学专业为发电厂及电力自动化。后分配至xx市供电公司,于xx年xx月xx日在公司人力资源部报到至今,已年满四年。通过公司组织安排进行了入局教育培训,后工区组织进行二级教育培训,在20xx年3月进入电气修试工区继电保护班,在班组进行了班组教育培训,这几年来在身边师傅同事及领导的帮助下做了一些专业技术工作,现做如下介绍:
xx年期间:第一次跟随师傅参加现场实践工作,参加了110kv高崖变电站、110kv新添变电站春季检修工作;参加了新建110kvxx变电站的安装调试工作,安定变电站110kv部分采用先进gis室内一次设备,全站实现无人值班站;参加了110kv新添变电站技改工程工作,实现保护微机化改造;参加了35kv内官变电站、宁远变电站、阳坡变电站实行无人值班站的改造工作;期间,一直参加其他各变电站的消缺工作。在期间工作中逐步熟悉设备和工作程序,熟悉电业安全工作规程中有关条文;在这一年工作中,对变电站、继电保护工作有了系统地初步认识,会合理使用常用工具和专业工具,并做好维护保养工作,正确选用测量仪表、仪器,做好维护保养工作,能正确执行电力安全工作规程及继电保护有关规程,会按整定值通知单整定各种继电器,能正确执行继电保护与自动装置整定通知单中的跨线连接和连片投切等各项要求措施。
xx年期间正值“非典”:我随工区师傅及工区领导、公司领导参加了110kvxxx变电站新增x2主变、四条110kv线路保护装置、10kv线路保护、母差装置、低周减载装置、35kv和10kv母联备投装置安装调试工作,期间,现场有新旧设备并存现象,对保护知识有机会全方位认识。在工程验收阶段,xxx遇到了暴雨遭遇洪水,我施工人员在公司领导带领下冒着生命危险进行抢险工作,使电力设备完好无损,本人也受到公司表扬;参加了新建110kv洮阳变电站综自设备的安装调试工作;参加了各变电站消缺工作;在这一年中,对继电保护知识有了更进一步掌握,能进行简单的继电保护整定值计算和变比计算,能看懂控制信号、测量、以及继电保护与自动装置等二次回路图,并能熟练地按图查线,判断其回路接线的正确性,能核查继电保护装置检验报告填写的正确性和完整性,能正确执行继电保护与自动装置反事故措施内容,处理回路缺陷,对发生的一般故障能调查、分析和处理。
xx年期间:参加了xx330kv变电站的验收工作,xx330kv变电站是我公司首座330kv电压等级的变电站,使我有机会认识学习,对高电压等级更深入学习电气知识;参加了110kv高崖变电站gis室内一次设备及其二次设备的安装调试工作;在这一年中,对继电保护工作已很大程度上掌握了技术。
xx年期间:参加了110kvxx崖变电站、xx变电站、xxx变电站的旧直流系统的电池更换工作;参加了110kv渭源变电站、高崖变电站的低周减载安装调试工作;参加了110kv洮阳变电站110kv线路新增、母联保护装置安装调试及投运工作,在这工作中,我在师傅的指导下,学习独立完成工程负责人应该掌握的。在这一年当中,有了独立负责一项普通工程的能力。
xx年,刚参加了110kvxx变电站、xx变电站、xx变电站的春检工作任务。在这新的一年中,努力使自己在工作中更成熟、技术更全面、思想更先进,在今年公司会议精神开展“爱心活动”、实施“平安工程”作为抓安全、保稳定的工作主线,摆在20xx年各项工作的首位,这一主线使自己在这新的一年内有更突出的表现。
在这工作的几年中,我对继电保护工作应知应会、应掌握的基础知识已掌握,对继电保护工作中遇到的诸多问题,有了一定的经验知识,在以后的工作任务中,还是继续向师傅们虚心请教、刻苦钻研继电保护知识,使自己在继电保护工作岗位上发挥得更出色。
在这几年来的专业技术工作中,自己利用所学的专业技术知识在生产实践中做了一些实际工作,具备了一定的技术工作能力。但是仍存在着一些不足,在今后的工作中,自己要加强学习、克服缺点,力争自己专业技术水平能够不断提高。
关键词:继电保护及自动化;专业英语;教学方式;考核模式
作者简介:王灿(1981-),女,重庆人,重庆大学电气工程学院硕士研究生,重庆电力高等专科学校,讲师(重庆?400053)。(重庆?400044)
基金项目:本文系2010年重庆电力高等专科学校校内教研课题的研究成果。
中图分类号:G642?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)28-0152-02
专业英语是重庆电力高等专科学校(以下简称“我校”)发电厂及电力系统专业、电力系统继电保护及自动化专业及供用电技术专业的一门必修课,虽然学时较少,以2009级电力系统继电保护及自动化专业为例仅为28学时,但它是公共英语课的延伸,是专业课程和英语相结合的课程,对于培养大学生英语实际应用能力有重要作用。对于一名专业英语教师来说,一定要清楚专业英语课程的定位,并且按照此定位合理的选择教学内容,采用合理的教学方式,争取在大学阶段培养学生的专业文献阅读能力、赴国外与专家交流的能力以及对国外先进技术的学习能力。
一、专业英语教学情况
1.学生英语基础和专业基础较差
我校电力工程系电气、继保、供用电、电力营销等专业学生以理科类居多,本来部分学生的英语基础就较差,学习基础英语的过程就已经比较吃力,再加上电力类专业课程较难掌握,导致这部分学生在专业英语的学习中很难理解专业词汇。
2.课程安排不够协调
专业英语课程的学时一直远少于基础英语,如我校继电保护及自动化专业,由于只有26~28个学时,因此在教学进度上较为紧张,不利于教师扩展专业知识,也不利于教学方式的多样化安排。此外,在课程安排上也不够协调,例如专业英语课程在其他专业课程之前开设,或者在一个学期同时开设,学生还没熟悉理解专业知识,就开始讲授英文部分,自然会对学生的专业英语学习带来很大困难。
3.教学方式单一、学生缺乏兴趣
在专业英语教学中,教师有时太看重翻译,以教师的翻译讲解为主,而对于听、说、读、写以及实践方面的要求较少,导致学生觉得专业英语枯燥沉闷,缺乏学习积极性。此外,因为专业英语的专业性很强,授课的教师一般都是专业课教师,虽然他们熟练理解这些教学内容,但由于不是英语专业出身,因此在教学方式和口语能力方面始终是弱项,教学效果不理想,导致学生学完后,觉得英语应用能力并没有提升,听说方面的能力也没有明显的进步。
4.考核模式不全面
我校专业英语一般为考查课,即考核过程是由教师自行组织,不列入学校期末统考,更没有获取证书的要求,教师一般通过最后一次笔试成绩来考核,而笔试题大多为翻译题,对于学生的听、说、实践方面的能力难以考核,造成专业英语听、说、读、写、译和实践全方面提高的教学目的难以实现。
二、专业英语教学方式和考核模式的试点研究
1.研究的主要内容和基本思路
本次研究对象主要为我校2009级电力系统继电保护及自动化专业学生,研究目标是针对该专业所需的听、说、读、写、译和实践等方面,改进专业英语课程的教学方法和考核方式,帮助学生更好的利用专业英语课程中所学知识,获取最新的专业科技知识、资料和招聘等信息,并为学生今后从事的工作积累必备的英语知识。
(1)主要研究内容。
1)教学内容的设置:在教学过程中,应根据专业不同,合理的选择教学内容,围绕本专业的特色介绍专业英语的文体特点,基本的专业术语,辅以翻译和读写的技巧。
2)教学方法的改进:增加多种教学方式,培养学生的兴趣,提高学生在读、写、译、听、说及实际应用等多方面的能力。
3)考核方式的多样化:笔试、口试、平时考核等多种考核方式相结合,考核学生的综合能力。
(2)研究基本思路。
1)针对本学期电力工程系开设专业英语课程的班级进行调研,收集学生对于现有内容设置的意见和建议,再根据不同专业的人才培养计划和专业英语大纲要求,改进授课内容的设置。
2)组织任课教师和学生代表讨论教学方法的改进,针对如何调动学生对于专业英语课程学习的积极性,如何达到教与学的互动,如何更好的改进专业英语考核方法,真正使学生的综合能力得到考核等方面进行探讨。
3)收集国内外各高校不同专业关于专业英语教学过程中的多种方式,重点收集对培养学生听、说、读、写、译和实践等多方面能力提升有益的方式。
4)在教学过程中应用多种教学方式和考核方式,并在课程结束时对学生进行问卷调查,主要涉及本课程专业知识的接受程度、课程内容设置的难易程度、学生的满意度等方面。
2.研究过程
(1)选取合适的教学内容。选择合适的教学内容对于专业英语的教学非常重要,选择的内容要涵盖本专业的基础内容和重点内容,因此在内容的选择过程中,需收集大量的英文原版资料,并针对本学期电力工程系开设专业英语课程的班级进行调研,收集学生对于现有内容设置的意见和建议,再根据不同专业的人才培养计划和专业英语大纲要求,改进了授课内容的设置。最终确定了以下6个单元的内容作为2009级电力系统继电保护及自动化专业2011~2012学年上学期专业英语教学的主要内容,具体为:
1)能源的产生:各种能源的特点,包括各种新能源的优缺点,并配套视频及图片。
2)电力系统中基本主设备:发电机、电动机、变压器等设备的运行特点,结构特点及基本原理。
3)电网部分:变电站和电网部分、配电网的组成等相关知识。
作者简介:张莉莉(1982-),女,汉,河南省洛阳人,讲师,硕士,毕业于江苏大学,主要研究方向为电气自动化、现代控制等。
电气工程及其自动化是与电能生产和应用相关的技术,也是工程教育体系中的一个学科[1]。随着社会经济的发展,电力需求越来越大,电力后备人才的培养迫在眉睫。目前,我国许多大学都开设有该专业,是我国高校招收学生最多的专业之一。洛阳师范学院也开设了该专业,专业包含电力系统及其自动化、过程控制及其自动化、电力电子与拖动三个方向。 该专业安排的课程都是从事电力系统相关工作的基础知识,有理论性强、且与实际工程联系密切的特点,它要求学生有较高的动手能力。但由于传统教学方式存在不足,所以至今教学效果不够理想[2]。该文在已有教学改革和实践的基础上,引入CDIO工程教育理念,并将教学与工程实践相结合,确定课程教学方案,最终得出一套基于CDIO的电气工程及其自动化专业(电力系统及其自动化方向)的教学方法,进而培养出工程能力较强的学生。
1 洛阳师范学院电气工程及其自动化专业发展和现状
我校是师范院校,电气工程及其自动化专业开设较晚,与重点工科大学相比,在学校软硬件方面都存在一定的差距。我校原为师范院校,开设该专业后在课程体系及教学方面还沿用了师范教学的一套理论,难免出现各种问题。
在课程体系和教学内容中,出现了一些问题:一是注重理论教学,忽略了实践教学,学生实践能力较差;二是各门课程老师交流较少,各课程教师只是专注于自己教学课程,与相关课程老师交流过少,导致学习内容上的连贯性不是很好;三是校企合作还有待提高;四是教学设备和设施不完善,校内实验实训基地和校外实践教学基地尚未建设好;五是电气工程及其自动化是长线专业,具有很大的社会需求,尤其服务洛阳地方经济和相关行业的能力仍待提高。
2 改革思路及方向
2.1 基于CDIO的理论教学改革
CDIO由构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)和运作(Operate)四个英文单词的首字母组成。它涵盖了从产品研发到产品运行的整个周期,引导学生主动学习工程,并注重实践以及课程之间的联系,集中体现了“做中学”和“基于项目的教育和学习”的理念,因此理论教学时应注重实践中的应用内容的讲授。
2.1.1电力系统及其自动化方向专业课程设置
电力系统是由多个环节组成的电能生产与消费系统,包括发电、输电、变电、配电和用电等。为保证系统的良好运作,还在各个环节和不同层次之间设立了相应的信息与控制系统,用来测量、调节、控制、保护、通信和调度电能生产的全过程,以保证用户获得安全、经济、优质的电能。电气工程及其自动化(电力系统及其自动化方向)主要任务就是理解、掌握并能设计电力系统各个环节。因此该专业主要开设的专业主干课程有:电力电子技术、高电压技术、发电厂电气部分、电力系统分析、电力系统继电保护、计算机仿真、电力系统规划等课程等。
2.1.2理论教学改革
学生通过学习专业主干课程对电力系统有一个全面深入的了解,为今后从事相关的工作打下坚实的理论基础。为了达到好的教学效果,以上各门与实际联系紧密的课程讲授时应以CDIO的教学方式进行教学,使学生主动学习,牢牢掌握电力系统的相关知识。
以《电力系统继电保护》课程为例[3],对课程基于CDIO的教学,讲解内容应分步实现。首先,要让学生透彻理解继电保护的内涵,引导学生通过对大型事故案例的分析来主动地发现问题并构思(conceive)。因为继电保护作用重大,能保护一次系统的安全稳定运行,学生们只有在分析系统正常运行和故障运行的电气量特性差别的基础上,才能设定保护方案,所以学生必须牢牢掌握。其次,掌握继电保护方法是思考和解决保护问题的基础,学生只有在此基础上,才能对一次系统故障进行分析,找出相对的办法来切除故障,并完成设计(design)和实现(implement)过程;再次,典型完备的保护方案应从企业那里借鉴,因为企业在这方面配置十分成熟,启发学生在配置保护时形成完整的概念,完成运作(operate)过程。上述这种教学内容设计,弥补了原来的继电保护课程偏重于基本原理的介绍、不注重应用的缺陷。
2.2 基于 CDIO 工程教育模式的实践性教学环节的改革与实践
目前我国工程教育不仅重视科学基础,还重视对学生个人能力、团队合作能力以及系统适应和调控能力的培养。要真要做到这些,要改革工程人才培养模式。参照CDIO理念进行改革是一种有效可行的思路。这种理念以项目设计为导向、以能力培养为目标,可通过项目设计将整个课程体系系统地、有机地结合起来。该研究为学生设置了1级、2级、3级三个级别的项目。1级项目涵盖该专业核心课程,体现专业主要能力要求,贯穿于整个本科教学阶段,对学生进行构思、设计、实现、运作的整体训练;2级项目则仅涉及一组相关核心课程的学习,重点突出对某项能力的要求;3级项目则针对单门课程,专为增加学生对该门课程的理解而设。各级项目设立的必要性、所涉及的能力要求等,均根据课程需要而定。通过以上设计,整个培养计划形成有机整体。
2.2.1基于 CDIO 模式的课程设计的设置(3级项目)
该校电气工程及其自动化专业有多达二十几门的专业课课程设计,为了达到实际效果,电力系统及其自动化方向的学生重点对电力电子技术、高电压技术、发电厂电气部分、电力系统分析、电力系统继电保护、电力系统调度自动化、电力系统自动装置原理、Matlab控制系统与仿真、单片机原理及应用等课程进行课程设计环节。通过增加实践环节,增设每一门课的课程设计,可以很好的提高学生的动手能力,改善学生对知识的理解水平,为使学生形成完整的知识体系以及应用能力打下良好的基础。
3级项目设计旨在鼓励学生主动学习和综合学习。项目通过开展学术研讨活动,推动学生学习系统建模、模型分析、仿真开发等技能。教师在课程设计项目中要引导学生通过技术研讨、方案选择等形式启发创新思维。在这种新型模式的课程设计下,学生对研究对象进行系统模型分析计算,可培养其用数学逻辑方法精确描述电力系统的能力。项目内容设计时要考虑学生个体能力的差异,为不同水平的学生提供不同复杂程度的选择。按照各自的要求完成设计任务,也可以达到巩固知识和锻炼能力的目的。比如电力电子技术课程设计设置:⑴单结晶体管触发电路的设计;⑵正弦波同步移相触发电路的设计;⑶单相半波可控整流电路的设计;⑷单相桥式半控整流电路的设计;⑸单相桥式全控整流电路的设计;⑹三相半波可控整流电路的设计;⑺三相桥式半控整流电路的设计;⑻三相桥式全控整流电路的设计;⑼单相正弦波脉宽调制SPWM逆变电路的设计;⑽半桥型开关稳压电源的设计;⑾单相交流调压电路的设计。以上设计难易程度有所差别,适合不同水平的学生,使不同层次学生都能得到锻炼。
2.2.2基于 CDIO 工程教育理念的“课程群“综合设计或实验设置(2级项目)
2级项目则引导一组相关核心课程的学习,重点突出对某项能力要求。我校把电气工程及其自动化专业的所有课程建立了四个课程群,其中专业课程群有四个:电子电路课程群、自动控制类课程群、电力系统及自动化课程群、嵌入式系统课程群。这里重点讨论电力系统及其自动化方向的课程群。
电力系统及自动化课程群主要涉及电能的产生、变换、输送、分配、控制的理论,电力系统的规划、设计、安装调试、运行规律,以及相应的设备、测量、保护、调节、控制系统的理论和技术。本课程群建设的目的就是将电力电子、电力系统分析等相关的理论课程和继电保护、发电厂电气部分、高电压等技术课程同实际电气设备和电力系统有机地结合起来, 通过上述训练,学生能掌握电力系统的设计方法,并锻炼了分析、计算和解决实际工程问题的能力。因此,该课程群的设置对培养从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、技术开发、信息处理、设计施工等领域工作的应用型工程技术人才具有重要意义。
课程群综合设计或实验项目的设置有个原则,那就是必须注重专业核心课程之间知识点的相互联系,强调设计或实验构思、设计、实现、运作都要基于项目进行。让课程群综合设计给学生更多参与实践的机会。如该院进行不同电压等级变电站设计与保护的课程群综合设计时,将具有很强内在联系的电力系统分析、电力系统继电保护、发电厂电气部分、计算机仿真等课程融合成一个课程群设计。以发电厂电气主接线方案为平台,依托短路计算和潮流计算来实现电力系统中设备选择与运行,通过分析故障特征并进行整定计算来设定保护、最后通过计算机动态过程仿真分析等环节[4]。在这一个课程群设计下,学生工程实践能力得到提高,而且在学习理论课之前,就能对立电力系统整体知识点有宏观把握。综合性设计通过利用开放性实验室实践,可以获得远远超过课内实验学时的实践操作训练时间。通过自主性、综合性、设计性、创新性实验内容的设置,可以进一步提高学生的学习效率和质量。
2.2.3基于 CDIO 模式的“产、学、研”相结合的毕业设计过程改革(1级项目)
CDIO 工程教育思想要求学生主动学习工程技术,并将课程和实践有机联系起来。这符合当前高等教育改革和发展趋势:即将教学过程与相关行业发展紧密联系起来。该院1级项目必须完整的贯穿于整个本科教学阶段,使学生完整的得到构思、设计、实现、运作等方面的系统训练。该校电气工程及其自动化专业的1级项目分初级阶段和高级阶段。初级阶段在一到三年级完成,任务是:了解CDIO理念,通过解剖产品实例来了解其组成部分及设计原理,使学生增加感性认识,并了解本专业核心课程与实际产品之间的对应关系,让他们可以未来工程师的角色定位去看待所学知识;学生经历项目构思与设计的实践过程后,对专业的兴趣会大大提高,创新思维也能得到锻炼。毕业设计是1级项目的高级阶段,任务是:学生在完成课程学习与项目训练后,利用所学知识,完成一个产品项目的构思、设计、实现、运作等的训练。设置1级项旨在让学生从解决实际问题出发学习专业知识,激发学生对工程问题的兴趣,引导其探索并掌握解决问题的方法。
该院鼓励学生的毕业设计与工矿企业相结合,具体参与到某个产品或者是某个电力建设过程中去,通过毕业设计着重培养学生综合分析和解决问题、组织管理、社交、独立工作等各种能力,以及严谨、扎实的工作作风和强烈的事业心、责任感。只有具备这些能力和素养,学生将来走上工作岗位后,才能顺利完成所承担的建设任务。
电气工程及其自动化专业毕业设计的任务是,通过学习和训练,使学生了解电气工程设计基本原理和方法,掌握一般电气工程设计的基本技能;根据情况合理选择实施方案;熟练进行电气工程各方面的计算,并设计出合乎规范的电气工程施工图纸。评估学生毕业设计时,要将实施过程和成果相结合进行,要重视过程和社会需求者的评价,对于结果则可以看得轻些,做到以社会需求为导向进行评价。学生毕业设计成绩评估由毕业设计撰写(40%)、毕业设计项目实施过程(40%)、社会需求评价(10%)和平时表现(10%)四部分组成。以项目实施与理论掌握情况考核为主,兼顾社会需求与平时成绩,这样才可以较为全面地评估学生的能力。
关键词:220kV 变电站 无人值守
1 变电站无人值守的概述
无人值守是近些年来广泛应用于各大企业、公司或公共场所的一种新型管理模式,可在自动化设备的协助下,利用集控室远程对变电站进行三遥(或四遥)调度。简单来说,变电站无人值守即是在变电站未安排值班人员进行操作、监控与管理的情况下,变电站可正常运行和作业的一种管理方式。通过对变电站实行无人值守改造,不但可以减少电力公司的人力资源投入,提高工作效率,同时也是电力公司简化管理环节、创造更多经济利益以及适应新时期社会发展需求的一种表现。目前,本站已经实现了五遥功能。“五遥”是指遥信、遥测、遥控、遥调和遥视。保护装置都是装设的微机保护,通信装置都是光纤通道。在主控制室后台机,可以实现对断路器、刀闸的操作。但是,我们操作断路器在后台机操作,操作刀闸还是去现场操作,因为刀闸有个分合到位不到位的问题。可以加装摄像头,加强遥视。一次设备、二次设备的各种状态、各种装置的报警信号、保护装置的动作信号、也能在后台机显示。电压、电流、有功、无功等实时数据都在后台机显示。对设备送出去的有功、无功统计计算还没有实现自动化,还需要值班人员记录计算。
2 220kV变电站的无人值守改造
结合笔者所在的220kV变电站为例,我站有两台主变运行,一台主变容量为120MVA,另一台主变容量为150MVA,两台主变并列运行。220kV双母并列运行,220kV有两趟进线,一趟出线。110kV双母并列运行,有8趟出线。35kV单母分列运行,Ⅰ段带4组电容器,带1#站用变。Ⅱ段带3组电容器,带2#站用变。1#、2#主变都是两套微机保护装置,1#主变保护装置为PST-1200和RCS-978,2#主变保护装置为RCS-978和SGT756。其微机监控改造模式与其他220kV变电站并无太大差异,需要依靠网络结构、通信接口等来实现。改造方式主要如下。
2.1 网络结构方面 首先,220kV变电站系统的站控层、间隔层均基于以太网设计,将网络拓扑结构作为本次改造的系统结构。其次,将变电站作为集控室,负责站内外的日常调度,并拥有站内独立系统,同时为了起到220kV变电站系统的监管作用,还需要集中对变电站站内PC机操作系统进行设置。再者,将远动装置统一安排在继电器室内部,设置方法按照“相对集中”原则进行。最后,经网络口以及串行通信口等实现变电站内的PC机操作系统与远动装置之间的数据互换。
2.2 接口配置方面 一般来说,220kV变电站的通信接口除了站内接口外,还有各大智能装置的接口,例如继电保护装置、安全自动装置等。在改造过程中,可选择数据网作为远动通道,远动通道通过2兆口以太网与监控系统、调度自动化系统等实现连接。同时,通信接口还需与IEC60870-5-103的标准相符合,在继电保护装置的通信协议方面,还需确保通信接口能够支持。并选择串行接口作为监控系统的通信接口,实现监控系统与其他装置(如UPS系统、直流系统等)的连接。若有加设自成系统的防误操作闭锁,可经过通信接口将其接入到监控系统当中。
2.3 保护装置及其系统 保护管理机和监控管理系统的接口,能够对相关的信息流进行监控和管理,例如继电保护实时信息、动作报告,或是对保护装置的定值进行设置,对故障录波信息的提取等。一般来说,保护装置主要有网络、串行通信两种功能,可用来处理普通信号,以确保保护管理机能够正常通信,并由保护装置对其进行转换并上传至拥有103规约的监控系统上;但在需要重点保护的信号方面,则选择以硬接点的模式将其接入到测控系统当中。通过这种方式,能够确保重要保护信号具有理想的实时性,使得其他装置接收到保护装置传输来的相关保护信息时,不需要保持高度的实时性,相反,还可以延时1分钟到10分钟左右。
2.4 继电保护的改造 在对220kV变电站的继电保护系统及安全自动装置进行改造时,同样需要遵循相对独立的原则,在功能上将其与测控系统加以区分。通常情况下,等级高于110kV、主变等都是经电磁型保护装置进行设计的,原则上可以不对其进行改造。而对于其他不属于微机保护装置,且没有网络、串行等通信功能的,则可通过硬接点的形式加以改造,并将信号送往测控系统。对于等级低于35kV则将其保护管理装置、测控装置改造成统一装置。同时,由于本220kV变电站是以综合自动化系统模式进行改造的,在该系统当中,有不少部分为保护故障信息系统的硬件结构,所以在对变电站进行改造期间,同时对变电站的保护故障信息系统加以改造并不需要再新建一个硬件系统,可以说,该改造方案的可行性相对较高。
此外,220kV变电站在实现无人值守的改造过程中,例如母差保护、监控设备、基于微机保护的高压线路以及公共失灵保护等可不进行改动。
2.5 测控装置 在实现无人值守改造中,原220kV变电站选用的控制屏需要进行拆除,并替换成线路模拟屏等设备。通过测控单元来完成对数据信息的监控与采集,根据电气单元的相关要求,对监控单元进行集中组屏配置;在配电装置中的特殊老站布设低于35kV等级的保护设备;同时在其内部的不同间隔中对间隔层设备进行充分分散布设。对于110kV、220kV等线路和主变,需要给予配置一整套独立测控装置;对于等级低于35kV者,则将其保护装置、测控装置等统一改造成“4合1”装置。此外,还需布设一套可用于采集公共信号的公共测控屏。
2.6 其他改造 在PC机监控系统下,将220kV变电站内全部断路器、刀闸、变压器以及不同装置状态信号等纳入监控范畴,并实现远程遥控操作。为了确保改造后对时误差在2ms以内,需要为同步对时设备选择同一套卫星时钟,并将软对时之外的对时设备设置成一钟多授时口的形成。同时也可利用GPS脉冲对时网的方式,对各装置运行过程中每秒钟所产生的一次脉冲进行对时。
3 220kV变电站实行无人值守的经验交流
在对220kV变电站进行无人值守改造时,有以下几个方面需要注意:①在选用设备时,需要重视与厂家沟通的环节,确保厂家提供的设备型号、功能等相一致;②施工前期,需要为设计组织工作预留一定时间,在所有工作准备就绪后再停电施工;③加强对系统对时精度、远动通道质量等项目关键质量点的管理,以免影响整个改造系统的正常运行;④验收阶段,需要在一路验收符合要求后,再对另一路进行验收,信号的准确性可由运行部门来进行确认。
4 结束语
220kV变电站实行无人值守,能够促使220kV变电站的安全、可靠运行得到进一步提高,降低值班人员工作强度,提高电网管理水平,是新时期电力公司获得更好更快发展的必然趋势。本研究通过网络结构、接口配置、保护装置及其系统,以及继电保护和测控装置改造等多个方面对220kV变电站的改造进行了探讨,认为综合自动化系统在220kV变电站的改造中具有可行意义,适用于新时期220kV变电站的自动化改造。
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