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中图分类号:X925 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)06-0100-01
1、概述
“安全第一、预防为主”这八个醒目的大字矗立在尼尔基发电厂的大门前。这不光是一句口号,更是一份责任、一份使命作用在每名尼尔基发电厂干部职工的身上。
近几年来,尼尔基发电厂新入厂生产人员主要为应届毕业的的大学本专科毕业生。作为尼尔基发电厂的新生力量,他们有着其独有的特点:理论知识丰富、充满青春活力、积极进取……同时也有着不足的一面:冲动、现场经验缺乏等。因此,为了保证新入场生产人员的人身安全和设备安全,根据《电业安全工作规程》.《电业生产人员培训制度》等有关规定,必须对他们进行三级安全教育培训,即厂级、部门级、班组级。
2、三级安全培训的内容
2.1厂级安全教育培训内容
2.1.1发电厂基本生产过程及安全生产的重要性
通过发电厂基本生产过程和安全生产特点及安全生产的重要性的学习,使新入厂生产人员对本场的生产过程有一个初步了解,对本厂安全生产的特点和安全生产的重要性有一个比较明确的认识。
2.1.2《电力安全工作规程》中的通用部分
《电力安全工作规程》(以下简称《安规》)通用部分的内容主要包括:进入生产现场的安全注意事项、危险点、禁止进入活出碰的场所、设备,以及进入生产现场的着装和个人防护用品的使用要求等。这些规定和要求是根据发电厂安全生产的客观规律和电力行业历年来血的经验教训总结而制定的,是对生产人员进入生产现场的最基本的安全要求和保障。
2.1.3本厂所制定的安全生产规章制度
尼尔基发电厂以《安规》为基础,结合本厂实际情况于2009年制定了《尼尔基发电厂生产管理标准汇编》(以下简称《汇编》)。这是对《安规》等规定内容所做的有益而必要的补充,是将《安规》等安全生产法规内容条款的具体化,对现场生产人员的工作具有更强的指导性和实用性。
2.1.4典型事故案例
典型事故案例是用血的教训和付出的惨重代价换来的,非常具有代表性和说服力。通过观看和学习电力行业、本集团或本场的典型事故案例,使新入厂人员接受形象生动、直观感性的教育,更具有触动性和震撼性,更能强化新入场人员的安全意识,加强其对安全工作重要性的认识和体会。
2.1.5防止触电伤害的安全知识
发电厂带电的设备很多,必须学习防止触电的安全知识,防止误触误碰带电设备而造成人身伤害。内容主要包括,对各种带电设备及其标示牌、警示牌(线)的认识,各种电气设备的电压及其安全距离等知识,最重要的是学习一旦误触误碰如何应急处理,如何使触电者迅速脱离电源等知识。
2.1.6防止机械伤害安全知识
发电厂转动的机械设备很多,新入厂生产人员必须学习和了解防止机械伤害的安全知识。主要从着装、安全距离和安全警戒线、安全围栏和安全防护罩等方面进行教育,提出注意事项和要求。
2.1.7防止烧伤烫伤的安全知识
容易造成人员烧伤烫伤。因此必须掌握防止烧伤烫伤的安全知识,要懂得哪些设备具有高温高压,不能触碰;哪些地方不宜长时间停留或需要快速通过等。
2.1.8防止高空落物及高处
发电厂设备多层交错布置,工作人员经常在不同高度的工作面上工作,容易发生高空落物和高处坠落,因此必须掌握防止高空落物及高处坠落的安全知识。如进入现场必须正确佩戴安全帽,哪些地方或哪些情况下不能通过,哪些地方不能攀爬和停留,上下安全扶梯时的注意事项等。
2.1.9触电现场的急救和一般受伤的紧急处置
发电厂发生烧伤烫伤、电弧灼伤、中暑休克、重物打击、高处坠落、摔伤扭伤或骨折、酸碱沾染皮肤或眼睛、甚至是触电死亡的风险相对其他行业要高。在发生意外情况下能够进及应对处置是关键,如发生人身触电后,如果能在现场及时采取正确的方法抢救,对触电者获救非常重要和关键。因此从事电力生产的所有人员,都必须熟悉和掌握触电的现场急救方法、正确步骤和操作要领。例如,必须学会对受意外伤害者的意识判断、呼吸判断、心跳判断,学会复苏法的气道开放.人工呼吸和胸外按压三步曲的操作方法、要领和技巧等。有条件的单位,可以利用微电脑模拟人进行现场急救训练。
2.1.10消防基础知识及常用灭火器材的使用方法
发电厂可燃易燃的物品和容易发生爆炸起火的场所很多,为了在发生火情的初期及时扑灭火灾,生产现场一般都配备相应的消防器材,每一个生产人员都必须学习和掌握一定的消防知识和正确使用灭火器材的方法,以便在出现火情时,能够利用现场消防设备对火灾进行及时扑救。培训内容主要包括,燃烧的基本知识、火灾分类和灭火器材的使用方法和适用范围等。在理论知识学习和器材演示完毕后,还要聘请专业消防人员指导进行实际使用演练,保证遇到突发事件不会恐慌。
2.1.11其他应急预案知识的培训学习
其他应急预案知识包括:机组严重事故、厂用电中断、台风、雷暴、重大火灾、地震等紧急情况下的应对处理和紧急逃生知识。
新入厂生产人员在厂级安全培训结束后,必须经过以上相关知识的考试合格,方可进入部门级安全培训。
2.2部门级安全教育培训内容
(1) 本部门管辖范围内的设备系统的安全生产特点。
(2) 本部门与其他部门之间的相互关联和相互影响的特点。
(3) 本部门相关的典型事故案例。
(4) 《安规》中有关专业的部分。
(5) 本部门的安全工作制度和规定。
(6) 对本部门设备系统进行实地现场指认和安全教育。
新入厂生产人员在部门级安全教育培训结束后,要经过考试合格,方可进入班组级安全教育培训。
2.3班组级安全教育培训内容
作为发电厂最基层的生产管理组织,工作人员长期在班组工作,关系也最为紧密,因此班组级安全教育至关重要。
(1) 本班组管辖范围内的设备系统的安全生产的特点。
(2)本班组与其他班组之间的相互关联和相互影响特点。
(3)《安规》中有关本班组的部分。
(4)本班组使用的安全防护用品、安全工器具的使用方法及安全注意事项。
(5)本班组的有关规定和安全措施、制度
新入厂生产人员在班组级安全教育培训结束后,必须经过考试考核合格,方可进入下一阶段跟班实习和上岗培训。
【关键词】电力工程实践教学校企结合仿真软件电力仿真实验室
新时期的高等职业教育,必须以培养工作于生产、施工、服务第一线必须的高等技能应用型人才为根本目的,高等职业教育的实践教学环节,是高等职业教育的核心内容,在一定意义上来说,高等职业教育实践教学体系决定了高等职业教育的特征,决定了高等职业教育培养目标的实现。因此,高等职业教育实训教学体系是高职院校教学建设的基础和重点。
近期我校大力开展了实践教学的改革创新活动,通过教研会讨论和教学过程中的实践结合,不断的创新出具有我校特色的实践教学制度。为我校学生毕业后顺利被用人单位接受创造了有力条件。
在过去的两年教学过程中,我先后担任了我校发电厂专业06、504级和07、505级的电力工程课程,在教学的过程中,通过不断总结,对这门课程有了更加深入的理解,并发现了一些实践教学环节上需要改进的地方。
一、课程性质
《电力工程》是电气工程及其自动化等相关专业的专业基础课程。能较好地适应高等学校人才的培养目标,以及社会对理论知识面广博和工程应用能力强的人才培养需求。同时注重对学生的素质教育、工程应用、实践以及创新能力的培养。
二、课程学习目标和基本要求
电力工程是我校发电厂及电力系统专业的一门专业课。本课程遵循电力生产“安全、可靠、优质、经济”的方针,以电能生产和传输为主线,主要讲解电力系统的组成,发电厂、变电站与输电网的接线方式,输电网主要电气设备的结构、参数与运行特性,电力网的潮流计算、调压调频、电力系统稳态与暂态特性及其分析计算方法和电力系统的继电保护。让学生能充分掌握好电能生产、输送、变配等相关的系统工程基础理论和计算方法,以及电力工程技术在国民生产与生活中的应用。同时让学生了解电力工程领域科技发展的最新成就和内容。使学生不仅具有广博的电力工程专业理论基础知识,而且具有较强的工程计算分析能力和应用能力。
三、课程的主要内容
1、发电厂概述。知识点:能源开发与有效利用;火力发电和水能发电的生产过程与生产原理;风力和太阳能发电、以及其他新能源的发电的原理。
2、电气主接线。知识点:电气主接线的基本形式与种类;各种发电厂和变电站电气主接线;高、低压配电网的接线方式;工厂供电系统的主接线;建筑配电系统接线;配电装置。
3、输电网运行分析。知识点:电能质量分析;电网各元件的参数和等值电路;电网的等值电路;输电网的潮流分析;电力系统频率分析。
4、配电网运行分析。知识点:配电网的电压计算;配电网的损耗计算与降损措施;简单配电网的潮流计算;复杂配电网的潮流计算;配电网的无功补偿和电压调整;配电网的短路电流计算。
5、电力设备的选择。知识点:电力设备的发热和电动力计算分析;电气设备选择的条件;母线、电缆、绝缘子的选择;高压电器的选择;低压电器的选择;发电厂和变电所
6、电力负荷特性与计算分析。知识点:负荷曲线与特性分析;负荷计算的方法;工厂、建筑供电负荷的统计计算;负荷预测简介。
7、继电保护基础。知识点:继电保护的基本知识;单侧电源电网相间短路的电流保护;电网的接地保护;主设备保护;10kV配电系统的保护;工厂、民用建筑供电系统的保护。
8、防雷与接地。知识点:接地概述;雷电的形成与危害;防雷装置;输电线路和变电所的防雷;工厂供电、建筑配电系统的防雷。
9、电力工程设计。知识点:电力工程制图的基本知识;电力设备图形符号;电力工程CAD简介;变电所电气设计示例;工厂供电设计示例;建筑配电设计示例。
四、实训课程的改进
为了实现高职院校人才培养目标,“大力发展职业教育,大量培养高素质的技能型人才特别是高技能人才”,我觉得关键在于改革实训课程和理论课程的比例,加强校企合作。
《电力工程》作为发电厂专业的一门必修主干专业课。通过本课程的学习,可使学生获得从事发电厂及电力系统或工矿企业供电部门工作所必须的理论基础和专业技能,而这些部门也正是本专业学生毕业后就业的主要领域之一。也为进一步选修其他电力类课程奠定必备的专业基础。原授课计划中更多的是侧重于理论课的讲授,强调电力系统设计与短路电流的计算,但是针对于目前的就业情况,高职学生已经很难从事电力系统设计工作,更多的毕业生会从先一线的生产,监控和操作任务。因此,在教学过程中,需要更多的实训条件与学生动手机会。
电力系统静态仿真模拟实验及暂态仿真模拟实验,国内只有少数几所学校拥有此实验条件,因需要投巨资购买基于VLSI的多机系统仿真软件,并且实验目的主要是针对与锅炉与汽轮机操作,及电气自动化专业电网控制方面,对我校发电厂专业作用并非十分显著。可适当调整,在此基础上,增加一定课时的发电厂电气部分仿真上机实验,通过更多的实际操作了解电厂生产现场的操作流程及应付突发状况的方法。
同时,应适当组织学生到发电厂和变电站参观,直观地感受各种电气设备;并安排学生进行断路器控制及操作等实验。大力推行学校和企业进行合作,开展工学结合的培养模式。对教学过程进行改革,以学校和课堂教育为中心的传统模式,向着工学结合、半工半读、订单式培养的模式转换。
近年来,我校通过不断的改善教学条件,与河南煤化集团下属多个电厂通过协议达成了“双赢”的合作机制。建立了多个校外实习基地,使得学生可以有充分的时间和条件,到现场去,与工作人员同吃同住,实实在在的操作设备,按时按质的完成各项工作任务,加深对课本知识的了解,甚至通过思考,提出的某些创意可被应用到生产中,为企业创收。实现了人才培养模式的创新,并带动了其他专业的教学改革。因此,应充分利用学校优势资源,增加实践教学力度,发展具有职业院校特色的职业教育。
参考文献:
一 安全方面
防止事故发生,保证人身安全是电力部门首要的工作。我在跟随师傅对设备进行的多次操作及维护工作中,始终坚持贯彻执行"安全第一,预防为主,综合治理"的方针,严格执行电力安全工作规程,认真分析安全工作中各类难点,针对各个工作任务的特点,有意识、有目标、有重点地做好各项安全措施。除此之外,还认真学习班组组织的日常安全学习,细心体会,并认真讨论分析安全事故案例,从中吸取经验教训,防止安全责任事故的再次发生。
二、学习工作方面
1、基础理论的提高
在大学里面,我们所学习的更多的是理论上的东西,而对现实的实物、实例了解较少。理论联系实际方面做的不够,理论与实际相脱节,这对深入学习是不利的,是所谓的闭门造车,没有实践的指导,理论不会得到很高提升。而来到景洪电厂之后,以前理论的东西得到了实物的指导,使原本模糊的概念变得清晰。突出表现在对发电机转子、定子、水轮机,励磁系统、调速系统、水工建筑等的结构有很深感性认识。
2、专业技能的提高
在运行期间,我跟随班组师傅首先从如何巡检设备开始学习,在巡检过程中要注意哪些事项及如何使用巡检仪,在师傅们的带领下,我们慢慢地开始学习监盘及一些简单的操作,在监盘过程中需要重点监视的对象、设备的正常运行状态及如何判断机组故障及故障处理,在每次运行值守期间,师兄都要对我们提出问题,争取在每个八小时中学会一项简单的操作。值班期间,一定要做好事故预想,一定要掌握当前全厂设备的状况,对存在缺陷的设备要加强监视。
在on-call期间,我们主要学习了如何写操作票、如何办理各种工作票,在机组检修时候,随同师傅做好检修机组的安全措施,在检修工作结束后,学习如何恢复安全措施。这些工作,无一不需要我们认真对待、仔细检查,只有这样,才能保证机组的安全稳定运行。运行期间我多次参加了机组的开、停机操作,对开停机的流程及需要检查注意的事项有了一定程度的认识。
在维护期间,在师傅的指导下我学会了看电气二次图,了解了励磁系统和调速器的基本工作原理,学习了一些电气控制器与plc基本原理及应用。在5号机组检修期间,我主要跟随师傅学习仪表方面的知识,掌握了功率变送器、频率变送器、压力表、数字显示表等测量元件的工作原理和校验方法;并且掌握了我厂主要油温、油压、油位、瓦温等非电量测量点的布置情况及其整定值。同时掌握了一些实验设备的使用方法。在热工仪表方面,了解了其它传感器的工作原理及其作用。除此之外,我还参加了5号机组调速器的检修工作,通过现场学习,我对调速器系统有了更深的认识,对图纸上的东西也有了系统的理解。
在检修工作任务外,我们经常随同师傅去进行消缺,对有异常的设备进行故障处理。在工作中师傅经常让我们假定自己是工作负责人面对问题应该如何处理,调动我们面对问题独自解决的积极性,给了我们很大的思考空间。通过师傅的谆谆教诲,我总结了在处理设备故障时应注意的事项:首先,我们要对设备的结构、原理以及其在系统中的作用很熟悉;然后,我们才可能认识到故障应该出在哪,如何去处理,以及在处理过程中可能会牵涉到其它哪些设备;这样,我们才可以判断应该做哪些安全措施避免伤害到自己,伤害到设备。
三、培训学习
自从进入电厂以来,公司通过各种途径提供给我们良好的学习环境。从一开始的入职培训到每周班组安排的专业知识培训、每月部门考试培训,在厂家代表来协助工作时候,领导们也是抓住机会,邀请厂家技术人员给我们讲各个专业的知识,如plc基础知识及应用的培训,调速器基础知识的培训,在09年4月份的时候,电厂还派我们参加"水轮发电机组运行高级值班员"的培训。在不断的培训过程中,我们每个人都收获到不少东西。我除了参加集体组织的各种培训工作外,还利用业余时间看一些有关电厂运行维护的书籍,如《水电厂自动装置》、《水电站运行值班》、《plc原理及应用》以及《电力系统继电保护》等,以此充实自己的专业知识。
四、存在的不足和今后的努力方向
1.对电厂生产环节的理论知识学习的深度不够,因为是"运维合一",相对以前老的生产模式来说,我们知道的稍微广了一点,但是在专业知识学习方面还不够深入,以后在学习中,要不断加强某一方面专业知识的学习,争取早日达到"一专多能"的要求。提高自己的综合能力,以跟上电厂的发展需要。
2.在平时的工作中,虽然参与了很多的具体工作,但是鉴于检修期间每个人的分工不同,对整个系统的认识基本还在停留在理论层面,并且对系统的学习还比较零散,缺乏整体的明晰的认识,还不能够独立的负责重要复杂设备的故障诊断和检修任务。这方面的能力的提高也是我在以后的工作学习中的主要任务。 (1)
助理工程师申报技术总结 的相关参考:
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3.对系统的认识还没有达到精细化的要求,因此还缺乏系统的设计和改造能力。而具备较强的系统设计和改造能力,是我们对系统认识程度,专业能力的重要标志。在以后的工作中还要对系统的宏观及微观方面的强化学习,提高自己对系统的整体认识,加强考虑问题的全面性。
4.在对社会科技信息的关注不够,了解不多,要尽可能的多渠道了解行业信息,跟上当今电力行业科技的更新速度。为我们解决当前的问题尽可能多的方法和技术支持。
5."前车之辙,后车之鉴"在工作中,坚持与同事和师傅之间的工作交流,吸取他们的工作经验,加快自己的进步。
尽管在师傅、领导的关心,同事的帮助下,通过自己的努力,我取得了不小的进步,但还存在着很多的问题和不足,在以后的工作学习中,我要不断加强专业知识的学习,以提高自身素质和工作能力;在从理论到实践的过程中要以一丝不苟的态度来对待,踏踏实实,拒绝似懂非懂;多与师傅、同事们交流,积极吸取他们丰富的实际经验,及时的发现总结存在的问题,并立刻改正;勤勤肯肯,态度端正,真正从思想上做到"静、悟、实",严格要求自己,以饱满的热情全身心地投入到今后的学习和工作中去,努力做一名优秀的电力工人。
(2)
助理工程师申报技术总结 的相关参考:2010年软件测试工作总结
建筑公司项目部技术员工作总结
测试人员年终工作总结
维修保养技术支持工作总结
美术设计师个人工作总结
笔记本维修工程师年终工作总结
炼铁厂技术人员工作总结
关键词:应用型本科院校;热动;燃机;仿真实习;教学研究
中图分类号:G642.44 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)31-0169-03
一、开展热动专业燃机仿真实习是当今电力发展的迫切需要
当今,我国的电力工业在快速发展,装机容量在不断扩大,新建的电厂也在不断增多,与之相适应,对电力人才的需求也在不断增加。但是随着科学技术的不断进步和电厂相关设备的不断完善,电厂的自动化程度越来越高,这样就对相应的运行人员提出了更高的要求,要求不仅要有扎实的专业知识,还要有灵活的知识应用能力和娴熟的实际操作能力。具体而言,从电厂人力资源的角度来看,他们引进的人员,如何能在最短的时间内适应工作岗位的要求是他们最关心的问题,因此从生产现场引进有工作经验的人才是最佳选择,在这方面,在校大学毕业生明显处于劣势地位。作为应用型本科院校热动专业的大学生如何获得相关的经验呢?那就是各种类型的实践课程,其中电厂仿真运行实习是最重要的一个环节,通过实习,能够使学生对发电厂的生产过程有一个比较完整的认识,将他们所学的专业知识贯通起来,形成一个有机的整体。通过在仿真机上亲自动手操作,既发挥了学生学习的主观能动性,又提高了他们的实际操作能力,同时也积累了一定的实际经验,为他们更快适应工作岗位奠定了坚实的基础,为他们的职业发展迈出了坚实的一步。
最近几年,我校热动专业学生的就业方向越来越呈现出多元化趋势,就业面也越来越广,不仅仅局限于常规的燃煤电厂,以燃气―蒸汽联合循环机组(以下简称燃机电厂)为代表的清洁能源电厂对大学生的需求量也越来越大。
燃气―蒸汽联合循环发电技术是当今世界上较先进的发电技术之一,它凭借热效率高、比投资低、排污指标低、建设周期短、占地和用水量少、启动灵活、调峰性能好、自动化程度高等诸多优点已在我国得到了快速的发展。据不完全统计,截至2014年底,全国燃气发电总装机容量5567万千瓦,约占全国发电机组总装机容量的4.1%。随着我国电力发展趋势和环境保护的压力,这个比例将会不断上升。特别是经济发达的江苏省,截至2013年6月底,江苏燃机电厂总装机638万千瓦,占统调机组容量的比例达到了8.96%;目前在建的机组还有多台,预计“十三五”末将达到1500万千瓦。
燃气电厂与常规的燃煤电厂在工作原理、生产过程、动态特性及参数调节方式等方面存在很大的差别,所以,对热动专业学生开展燃机仿真运行实习,有助于加深学生对燃机电厂生产过程的认识和理解,对扩展学生知识面和扩宽就业方向非常重要,同时也是现阶段燃机电厂快速发展对应用型本科院校人才培养的必然要求。
二、开展热动专业燃机仿真实习的必要性和可行性
1.必要性。应用型本科院校不仅要培养学生的理论基础知识的能力,更重要的要培养其实际操作能力,使其具备应用型和工程型的特点。热动专业也不例外,按照教学大纲设置的课程主要有专业基础课、专业课及相关的实习课程。专业基础课主要有工程热力学、传热学、流体力学、泵与风机、机械设计等;专业课程主要有:电厂锅炉原理、电厂汽轮机原理、热力发电厂、热工过程自动调节、电厂集控运行、电力系统设备及运行以及燃气轮机原理等。这些课程都是按照先专业基础课后专业课的顺序来安排教学的。学生学完这些课程后,普遍感觉各门课程之间比较孤立、松散,不能很好的将热动专业的课程体系形成一个完整的有机整体。那么如何才能弥补这个教学缺憾呢?那就是到燃机电厂现场实习。但是由于现场往往出于安全等诸多方面的考虑,一般不愿接受学生来实习,同时学校的实习经费也相当有限。相比之下,最有效的方法就是通过电厂仿真运行实习这个教学实践环节来解决。学生在仿真机组上实习,如同亲临电厂控制室上班,利用仿真系统可获得运行实际机组的知识与操作技能,如机组的正常启停、运行参数的调整以及事故的分析与处理等各种训练;在仿真机组上实习,学生可亲自动手,发挥其主观能动性,提高了他们的动手操作能力;加深了对燃机电厂的认识程度。所以,开设燃机仿真运行实习这门实践教学课程非常必要,是整个教学体系中必不可少的一个重要环节。
2.可行性。南京工程学院电力仿真与控制工程中心(以下简称中心)承担全校热能工程、环境工程及电气工程等专业的电厂仿真运行实习任务,同时也开展电力行业各类型机组运行值班员的技能培训及鉴定、科学研究和技术开发工作。中心是中电联首批认证的全国电力行业火电机组仿真培训基地之一。自成立以来,已先后完成了3000多名相关专业学生的电厂仿真运行实习教学任务,使学生的实践能力得到了有效提高,得到用人单位的好评。此外,先后对全国13000多人次的火电机组运行值班员进行了仿真培训,受到了委培单位的高度评价。我们长期以来坚持走自主建设的道路,积极、及时的将科研成果转化为实践教学资源,形成了具有鲜明特色的实习、实训基地建设模式。
到目前为止,中心为多个生产单位成功研制了不同容量级别的燃气―蒸汽联合循环机组的仿真机多套,这些仿真机组通过极其严格而又苛刻的测试和项目验收程序,仿真程度非常逼真,各项性能达到或超越了国家标准。这些当今电力发展最前沿的燃机仿真机组及时地转化为中心的实际教学资源。中心的大部分指导老师都有丰富的现场运行经验,同时通过承担仿真机的设计、开发和调试任务,积累了非常丰富的专业知识,掌握了当今电力发展的最新动态。这些都为燃机仿真运行实习提供了可靠而又坚实的保证。
三、燃机电厂仿真机的功能与实习教学计划
1.燃机电厂仿真机的功能。燃机电厂仿真系统是利用发电机组系统建模技术、计算机技术、电厂热能工程技术、控制工程技术、电力工程技术及多媒体等最新技术而开发的,对电厂机组运行、调试、管理、热工等人员进行机组实时运行以及技能培训的装置。它模拟了大型燃机电厂生产运行以及发生事故的全过程,而且仿真程度形象逼真。
燃机电厂仿真系统是在具有自主知识产权的JSSC仿真支撑系统平台上,采用模块化建模技术对燃机电厂各过程进行了全范围模拟和仿真,能实时地模拟燃气蒸汽联合循环机组的正常启停,运行参数调整、事故处理等多种不同工况下的运行情况。DCS的操作方式、机组的控制逻辑、燃机的控制过程等均与现场一致。
深刻掌握燃气―蒸汽联合循环机组的整体特性,使热动专业的学生能够深刻把握燃气轮机、余热锅炉、汽轮机及发电机的动态和静态特性,掌握关键参数的调整方法和机组的事故处理方式,为自己毕业后尽快适应燃机电厂的生产运行岗位提供可靠保证。
进行控制策略研究,燃机电厂机组的控制方式和控制策略与常规燃煤电厂的控制理念有很大的区别,特别是燃气轮机的控制系统要求非常高,控制策略非常精准。通过仿真机的逻辑设计和控制策略的研究,对生产现场的逻辑优化和改进控制策略有重要和现实的指导意义。
2.燃机仿真运行实习教学内容。根据学校的教学安排并结合热动专业学生的实际情况,本文以9E级燃机机组为仿真实习对象,制定了表1的教学计划。
以上内容根据学生的学习进度和掌握程度适当调整,第5、6、7、8项可根据进度重复操作一至两次,总体学时控制在120课时以内,也就是三周时间。
四、燃机仿真运行实习教学的探索与研究
笔者从事电厂仿真系统的开发和仿真实习教学工作已经十多年了,曾经从事过大型机组的集控运行工作,结合连续三届热动专业部分学生燃机仿真运行实习和相关生产单位燃机仿真培训工作,通过对教学内容不断完善和补充,对教学方法的不断探索和试验,经过认真研究和总结,笔者认为以下几点需要在整个燃机仿真运行实习过程中必须加以贯彻和执行。
1.在进行燃机仿真实习前,需要对学生的专业知识进行摸底,根据知识掌握程度的不同进行合理分组和制定切实可行的实习计划,做到因人施教。专业基础课、专业课都是按照教学大纲安排在不同学期,仿真运行实习往往都是安排在所有学年的最后进行,即第7或8学期进行。为了有较好的实习效果,提前两周让学生将前面学到的专业基础课和专业课复习一遍,并在实习前以答辩的形式来确定每一位学生的掌握情况,特别是燃气轮机原理的基本知识,合理制定实习计划,保证实习效果。
2.现场实习和仿真实习相结合,提高实训效果。校外的认识实习非常重要,通过校外认识实习,学生对燃气―蒸汽联合循环机组的概念、生产过程和生产工艺有了一个初步的整体认识,对机组的热力系统和配电系统也有一定了解。学生在仿真机上进行操作时,会做到有的放矢,能够虚实结合,理论联系实际,而不是凭空操作,想象操作。这样仿真实习的效果就更好。
3.每一个实习过程都需要经验丰富的指导教师进行讲解和操作演示。在操作过程中,指导教师不仅要演示每一步的操作,还要从理论上解释其中的原因,并说明在实际操作过程中的注意事项。利用燃机仿真系统这个教学平台,指导教师将现场的知识始终贯穿于整个仿真实习当中,对学生的要求和现场人员的要求一致,将现场的操作方式、操作习惯及操作理念贯穿于仿真实习的全过程。这样有利于培养学生严谨的工作态度和科学的操作方法,以避免事故的发生。
4.利用先进的多媒体仿真技术和一机多模分组系统,以确保学生上机操作机会。我中心自主开发的燃机仿真系统有很强的系统分组实训功能,每一位学员均可在仿真机上独立完成电气系统、燃机系统、余热锅炉系统和汽轮机的各项操作和参数调整,并且能够单独保存各自的运行工况,这样就更能加强学生的实际操作能力和对电厂生产过程的融会贯通的理解。同时避免了以往在仿真机实训时一部分学生不善于动手操作的缺点,无形中也对学生起到了约束和监督的作用。
5.在考核方面,利用自动评分和答辩相结合的方法进行。由于仿真系统具有很完善的自动评分功能和回退重演功能,根据学生的实际情况,考核的重点就是燃气―蒸汽联合循环的整组启动过程并可以自动保存评分文件和存储文件。在机考结束后,指导教师一一调出每一位同学的回退重演文件自动回放,结合过程进行答辩,最后确定学生综合成绩。如果学生实习的课时较长,可进行事故考核和技术比武。
五、结论
自2012年以来,对连续三届热动专业部分学生开设了燃机仿真运行实习实践教学课程,学生在燃机仿真机上按照教学大纲和操作规程亲手操作,不仅将自己以前所学到的比较分散的、相对独立的知识有机地结合起来,形成一个系统的、完整的知识体系,而且能够对燃机电厂的生产过程有一个比较完整的认识,对机组的动态特性和静态特性有初步的了解,增强了学生的知识应用能力和实际操作技能水平,达到了理论联系实际和学以致用的教学目的,受到了学生就业单位的高度评价和认可,达到了预期的实习效果。
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关键词:教学模块 方法手段 师生关系
中图分类号:G421 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)06(a)-0138-01
随着高职高专教学改革轰轰烈烈的展开,根据我院学生的实际状况,为进一步吸引学生对本门课程的兴趣,提升课堂教学效果,强化学生职业能力的培养,我从以下三个方向,对《电厂锅炉设备及运行》这门课进行课改。
1 教学内容
根据高职高专以“以服务为宗旨,以就业为导向”的教改思路,整合序化教学内容。由传统的按选定教材的章节内容进行知识点描述,改为结合电厂实际生产过程,按工程项目进行能力目标描述,教学目标更加明确。
1.1 确定整体教学目标
根据国家的职业标准,通过去锡林热电厂、热源厂等单位进行调研,以及和企业的专家讨论,结合本课程在专业中的定位,我们确定了具体的教学目标。
(1)对锅炉有整体认识,能正确说明锅炉本体各受热面的作用、工作特点、布置位置及安全保护措施;(2)能对燃料成份进行分析,可正确说明燃料成份对锅炉机组安全经济工作的影响;(3)能正确分析影响锅炉热效率的因素,会根据要求进行有关项目的计算;(4)能正确阅读专业图纸,并能规范地绘制锅炉机组各分系统图;(5)能分析说明锅炉机组燃烧系统和汽水系统的组成和工作流程;(6)能正确说明煤粉炉和循环流化床锅炉的工作特点;(7)能正确说明锅炉机组有关运行特性(如不同燃料的燃烧特性和灰渣特性、汽温变化特性、汽包水位变化特性等);(8)能按仿真实训指导书的要求在仿真机上独立进行锅炉机组启动操作;(9)能从事锅炉专业技术管理工作。
1.2 确定具体教学模块
依据教学目标和火力发电厂的实际生产过程,确定《电厂锅炉设备及运行》这门课的六大教学模块。另根据往届本专业学生的就业状况,有近三分之一的学生去了配备循环流化床锅炉的自备电厂,这样我们增加了一个教学模块,讲解循环流化床锅炉。具体教学模块和教学内容如表1。
2 教学方法、教学手段
2.1 教学方法
除了以前应用的理论讲授法、案例分析法等,增加了任务驱动教学法和分小组讨论教学法。任务驱动法:学生观看生产过程录像、视频,在任务书上填写相关系统的设备名称,设备作用及系统流程。相比枯燥的讲授系统流程,观看实际生产过程录像更能吸引学生的注意力,学生一边观看视频,一边填写任务书。根据生产过程的复杂程度,每个系统的生产过程我会播放2~3次,学生在观看的时候不断完善自己任务书的填写情况。
小组讨论法:学生上交任务书以后,分小组讨论刚看过录像、视频内容,小组内总结,然后选2~3个小组代表上台发言,讲述整个生产过程。
2.2 教学手段
除了传统的黑板、PPT课件、多媒体演示等,增加了锅炉模型和仿真机操作。
(1)多媒体:学院大力支持教学教改,为每个教师配备了笔记本电脑,火力发电厂的生产过程可以通过录像或者系统仿真模拟出来,极大的吸引了同学们的学习兴趣。(2)锅炉模型:通过现场教学,可以将锅炉结构通过模型具体体现出来,提高了学生直观感受,强化对锅炉的整体认识。(3)仿真机:火电厂生产过程的特殊性,学生不允许在生产现场操作,学生职业能力的培养主要通过仿真机实现,采用电厂规程操作演练、局部过程演示的方法进行指导,使学生掌握机组不同系统的运行过程,提高学生的实际操作能力,因此,在相关的教学模块都安排有仿真机实际操作。
首先,学生要根据所学内容,会识别仿真机上DCS操作界面上的系统流程,由于一个系统可能涉及几个界面,学生能够把这个系统涉及到的界面都找到,并联系起来。其次,学生依据操作指南和老师的指导,能够完成相关模块系统的识别及启停操作,理论和实践相结合,强化学生的职业技能培养。
3 师生关系
较好的师生互动,对于教学效果的改善起到至关重要的作用。对于青年教师来说,如何获得较好的师生关系,是每位教师必须认真研究的问题,以下是我的几点经验,大家共同探讨。
3.1 尊重学生
每个学生都有自己的自尊心,青年教师在对待学生的不合理的要求和学生的违规行为时,更要注意自己的言行举止,既不要莫不在意,也不要厉声厉色,注意和学生的沟通方式。例如学生迟到,教师和学生年龄差别不是特别大的时候,平和善意的提醒,也许更为合适。
3.2 多肯定鼓励学生
我们的大部分学生,在来这之前成绩并不出色,很多都是被老师忽略的角色,心里更希望得到别人的肯定和关注。而我们在教学的过程中,要多注意,对学生的参与要多给与鼓励和肯定,多引导。我问学生:电站锅炉是做什么的?学生高喊:“烧水的;烧煤的”。我要做的就是告诉他们,这样回答也对,但是不全面,因为这样的锅炉,家里取暖锅炉一样可以做到,引导鼓励同学们进一步思考。
3.3 克制自己
因为年轻,部分青年教师不能很好的克制自己,很容易把个人情绪带入课堂,这是非常不应该的。要学会控制自己,努力提升自己的课堂驾驭能力,争取使整个授课过程在一种积极、愉悦的气氛中完成。
4 结论
根据目前的教学情况反馈,课改效果理想,学生主动参与教学的积极性明显抬高。对基础知识的掌握更加扎实,对仿真系统的识别更准确到位,对相关系统的启停能进行简单操作,为后续的机组整体运行打下坚实的基础。本门课的课改也会在教学过程中不断进行进一步的完善。
参考文献
[1] 国家精品课程资源网[EB/OL].http:///.
【关键词】 两化融合; 管控一体化;MIS系统
1、前言
中央多次提出“以信息化带动工业化,以工业化促进信息化”,两化融合是信息化和工业化的高层次的深度结合, 其核心是以信息化为支撑,追求可持续发展模式。黄陵煤矸石热电有限公司成立以来,随着企业生产经营规模快速发展和工业化程度不断提高,公司领导清醒的认识到信息化建设是提高企业核心竞争力的必由途径,多年来一直给予高度重视和关心,从企业发展实际需求出发,不断加大对信息化的投入,使信息化得到了长足的发展,“两化”融合已成为企业核心工作。
2、MIS系统的构成
(1)资产管理系统:资产管理系统采用模块化结构,其功能模块涵盖资产管理系统的所有关键领域:设备数据库、检修工作管理、检修策略管理等。该系统将设备管理等模块作为设备维护的基础知识库;通过设备缺陷管理、工单管理、预防性维护、定期工作提高设备检修工作的效率,增加设备可用性;资产管理系统为黄陵煤矸石热电有限公司带来的两大实用价值就是提高设备可用性和降低维护成本。
(2)运行管理系统:运行管理系统围绕生产厂长、值长、机长、专工、运行主任、运行人员等的业务活动展开,结合发电企业的生产个性特征,以电力生产的“两票三制”为主线贯穿整个系统。监视电厂各种主辅设备的运行现状和趋势,帮助安全监督、管理人员及时准确掌握各部门安全措施的落实情况,准确而低耗的完成各项发电任务,实现对机组出力、电网频率和机组主要运行参数的监测,对历史数据进行追忆和分析,计算动态经济指标,进行运行偏差分析和存档,帮助电厂实时监测和考核各机组的实际运行状况,动态掌握全厂各机组的运行效率、变动成本等经济指标。
(3)安全管理系统:通过安全规程管理、安全事故管理、安全检查管理、安全教育培训、“两措”管理等功能模块,对各种事故进行调查分析、记录、审核、制表,并将统计结果、分析报告在主管领导核准后形成安全管理报告,实现对基层单位的安全工作进行监督检查,有效预防意外事故的发生,降低意外事故的发生率。
(4) 行政事务管理系统:行政管理系统主要由协同办公管理、企业网站、综合管理及查询等系统组成,可实现公文管理、会议管理、车辆管理等功能,并浏览电厂主页,实时了解电厂发生的事情。
(5) 系统管理:系统管理功能包含系统权限管理、表台、工作流管理、报表管理、消息管理等功能,使黄陵煤矸石热电有限公司MIS体现了更强的灵活性,能够不断适应黄陵煤矸石热电有限公司业务流程的改善和管理模式的改进。
(6) 应用接口:MIS采用标准化应用插件技术,为黄陵煤矸石热电有限公司提供一种更先进的大规模接口技术,系统体系结构采用业界领先的软件总线结构,保证与第三方系统的集成与增值开发。
3、MIS系统的突出优点
(1) 管控一体:该系统能够有效地衔接控制和管理两个环节,实现管控一体化,系统集成生产实时信息,强化安全管理,特殊行为管控,重视人员培训和绩效考核,将安全要求和平台中各项业务实现紧密关联,在业务过程中落实措施,形成一个大安全生产管理平台,帮助企业实现本质安全。
(2) 过程控制:任何业务过程都是一系列具体的标准操作步骤的集合,系统对主要业务过程的每个步骤进行标准化和规范化,同时配置权限控制,只有具备权限的人才可以通过系统进行执行或操作。而且系统也考虑到了相关业务过程的某些执行或操作步骤的冲突翻番,贯彻生产过程管理红灯停、绿灯行的可视化管理理念,在功能设计上贯彻对于超偏差工作的重点关注和及时控制,在偏差未消除的状态下,让工作流程不能继续,管理领导直接可以追溯报警现场状态、事件和处理过程。
(3) 闭环管理:从每个业务事件被触发开始,按照执行程序,突出计划性、互补性和监督制约性,在过程中通过关键执行节点的质量监督考核的反馈,不断调整计划,直至事件效果达到预定指标。
(4) 痕迹保留:任何工作都是多种因素的组合体,为了保证工作规范性,明确工作执行者的责任,需要记录工作及其关联的多种因素,以便于今后的查询和追溯。
4、MIS系统的实际使用效果评价
通过一年多的实际运行,员工在使用黄陵煤矸石热电有限公司MIS系统的过程中有以下评价:
(1)完善的设备管理体系。MIS系统的设备管理模块通过统一的编码体系(包括KKS编码)为纽带,从设备、设备位置和设备类型三维角度建立电厂全部设备的整体框架和各类设备管理台账。
(2)便捷的排班系统。值班管理提供了排班表的建立、查询以及与值班人员的关系建立与查询,可方便地按照客户的实际运行排班规则建立排班表。
(3)全面的日志台账。MIS系统中的运行日志记录了运行各岗位的设备运行参数。运行岗位划分可以按照用户实际专业划分建立不同专业的运行日志。
(4)规范的生产流程。黄陵煤矸石热电有限公司MIS 系统严格按照两票管理的新规定,设计两票管理,可以实现电厂所需要的各种工作票和操作票以及操作卡的业务处理。
(5)闭环的消缺流程。缺陷管理模块采用工作流驱动,通过缺陷登录、缺陷处理、缺陷验收、缺陷统计、缺陷考核等,对缺陷进行登录、审核、批准、跟踪、统计,形成一个闭环,使电厂对缺陷进行有序处理。
(6)高效的隐患排查。通过安全管理中的隐患排查模块,对隐患处理采用挂牌、督办、消缺、整改的闭环流程,干部发现隐患并上传数据后,可查看隐患信息、隐患的处理状态、隐患处理责任人等信息,从而实时掌握隐患处理情况,并对自己所发现的隐患进行督办。
5、结束语
黄陵煤矸石热电有限公司MIS系统经过一年多的运行,实际使用效果良好,职工评价较高,通过项目的实施规范了企业的生产经营管理工作和各项业务流程,提升了管理水平,为各级管理人员提供了及时、准确的决策信息,优化了生产经营管理模式,使公司距离最终实现“设备管理科学化、工作流程最优化、成本最小化和效益最大化”的电厂信息化管理目标更进一步。
参考文献
[1]郑振玉.基于ERP电厂MIS方案的研究与设计[D].华北电力大学,2004,12
【关键词】光电测试技术 教学内容研究 电力特色
《光电测试技术》是上海电力学院测控技术及仪器专业的重要专业选修课。它是一门综合性很强的课程,涉及了光学、电子和计算机等多门学科,也是现代检测技术重要的发展方向,对培养学生综合运用专业知识及创新能力起着非常重要的作用。如何在有限的学时内,通过该课程的学习,培养学生达到教学目标,这对教师提出了挑战。笔者从教学内容的选取和组织安排等方面进行了一定的探索和研究。
一、优选教学内容
光电测试技术课程包涵的知识点很多,并且随着科技的进步,新的测试技术不断地出现,需要进一步扩充教学内容。而不同的院校有又不同的背景,在不同的领域上有所侧重,需要量体裁衣,合理选择教学内容。
(一)突出电力特色
上海电力学院的办学定位与培养目标是主要为社会培养和输出所需要的应用型技术人才,特别要为电力行业的科技进步服务,培养电力行业所需的第一线的应用型技术人才。为了突出本校的电力特色,尤其考虑到测控技术与仪器专业的部分学生在毕业后会进入电厂等相关电力领域工作,所以在教授内容中加入最新的电力知识是很有必要的。
近年来,光电测试技术的发展可以说是日新月异,新的科技成果不断涌现,在电力系统中的应用,主要体现在以下几个方面。
1.火焰图像检测器
光学成像技术在燃煤火电厂煤粉炉炉膛火焰视频监视上的应用,可以直接地反映炉膛内的燃烧情况,给运行人员提供相对直观的判断依据,对锅炉的安全运行和操作起到及时的指导作用。安装好、调试好、使用好炉膛火焰电视设备,对锅炉的安全和节能经济运行都有着非常重要的意义。这部分内容可以和书本教材中的固体成像器件配合起来教学。
2.激光盘煤技术
传统的煤场存煤量测量方法不仅需要耗费大量的人力和物力,其测量结果也极不准确,严重制约了电厂现代化管理水平的提高。目前新型的自动盘煤方法为激光盘煤仪,采用二维高频率激光扫描仪对料场的表面进行高频率断面扫描获得高密度的断面数据,结合行程测量器获得的料场长度和回程测量器获得的扫描仪偏转角度数据,实现料场体积的计算、料场三维模型的显示。在盘煤的实时性和准确性方面都有显著的改善,取得了比较满意的结果。[1]该部分内容可以和书本教材中红外辐射与红外探测器配合起来教学,还可结合数字信号处理、数字图像处理等课程对图像恢复重建等展开探讨。
3.光纤传感技术
光纤传感技术具有细而柔软、抗电磁干扰、绝缘性能好、防爆性能好、 耐腐蚀、导光性能好、信号衰减小等特点,可以解决常规检测技术难以完全胜任的测量问题。分布式光纤传感技术是随着“智能结构和智能材料”的需要而发展起来的一项新技术,集传感与信息传输于一体,广泛应用在电力行业中:电缆状态监测,如电力电缆的表面温度检测监控、事故点定位、电缆隧道、夹层的火情监测等;变电站监测,如母排、桥袈、变压器、电动机、发电机、配电盘的温度分布、测量及故障点检测等;水电站、发电厂监测,如加热系统、蒸汽、输油管道;送煤系统的温度监测和故障点的检测等等。
光纤传感技术正好和书本教材的光导纤维与光纤传感器匹配,在了解光导纤维与光纤传感器的基本原理后,引入大量的光纤传感技术在电力系统中应用的工程实例,更好地贯彻了理论联系实际这一原则,可以使学生思考如何学以致用。
(二)适应科技发展
光电测试技术内容多,知识面广,又是多学科交互融合、互相渗透的前沿科学。通常情况下,教材对基础知识、基本原理和基础效应介绍较多,对具体应用和设计方面则较少;对经典的光电器件介绍较多,新型光电器件较少;传统技术叙述较多,尖端技术和综合应用较少。由于种种限制,不可能找到一本非常完美、各方面都满意的书本教材,我们只能选择较合适的,在讲授基本内容的同时,一定要补充最新的相关内容,将新型的光电检测器件、新型的光电测试技术和手段、各种光电检测器件的最新进展和应用等最新相关科研成果融合在教学过程之中,不断进行教学内容的完善和改进,有效的引导学生了解最新的、最先进的科学内容。比如在中国第一个目标飞行器和空间实验室——天宫一号与神舟十号飞船实现对接时,激励学生关注其中所采用的最新光电测试技术。
以上的内容是书本教材所无法包括的,所以我们要结合时代科技的进步,与时俱进,不断深化教学内容,注意学校的行业特色,关注火电厂及电力设备等的光电测试技术,对于教材上没有提到的但是有益的内容,一定要在课堂上提出,或者给出相关概念引导学生自己查找所需资料,不断的通过自制多媒体课件、课外资料等来添加教学内容,给《光电测试技术》注入新的血液,来激发学生的学习兴趣。
二、 精心组织教学内容
上海电力学院将该课程核定为32学时,在短课时内,面对如此多的教学内容,需要根据本专业的特点精心组织安排,否则会使得内容杂乱无章,缺少完整性和系统性,让学生无所适从。
(一)课程认识和章节联系
首先讲解课程的主要内容、结构和各章节的之间的联系,让学生对该课程有一个整体性的认识,然后具体到每一个章节。在开始学习前都列出教学要求,学完一章后都有复结,让学生清楚自己应该达到的标准,也方便期末考试。第一部分光电测试技术的理论基础是最基础的内容,尤其是我校未开设《物理光学》《应用光学》等相关课程,学生只是在《大学物理》中接触过有关光的知识,这部分必须详细讲解。第二部分是常用的光辐射光源,只有这一章是讲如何产生光信号的,其中光电测试用主要的光源发光二极管和半导体激光器都是从电信号转换成光信号,正好与第三部分光电检测器件是如何进行将光信号转换成电信号相对应,可以让学生更换地理解光电转换。第三部分是各种光电检测器件的结构原理及应用,要结合它们各自典型的应用系统的分析和设计,使学生对整个知识体系有个更全面、更深刻的理解。
(二)注意知识点的联会贯通
光电测试技术涉及光、机、电、自动控制等许多领域。如在讲到光电器件和集成运算放大器连接时,模拟电子技术中运算放大器的三大特点:“虚短”“虚断”和“虚地”,如何运用它们来完成电压放大、电流放大和阻抗变换,而这牵涉深度负反馈的概念,又与自动控制相关。所以在教授新课程的时候,不断地回顾先前学习过的课程,可以较好地调动学生的参与积极性,不会觉得什么都是新的,都要从头开始学,能够温故知新。
(三)重视实践教学
《光电测试技术》又是一门实践性很强的学科,我们积极鼓励学生参加大学生科技创新活动,坚持课堂教学与课外创新实践活动相结合,提高学生的设计与综合分析能力。
例如讲解光敏电阻后,先采用浙江英联科技开发有限公司的YL系列传感器实验仪及系统实验台开设光敏电阻的特性测试实验,让学生先了解光敏电阻的光电特性、伏安特性和光谱响应特性,对书本知识深入掌握后,再鼓励学生从光敏电阻特点出发自己设计路灯自动点熄电路,通过查找阅读资料并与实际应用电路比较,能否进一步改进,使其更加智能化、自动化等,最后以小论文的形式提交。这样不仅加深了学生对基础知识的理解,拓宽了知识面,更是锻炼了学生独立思考和自主创新的能力。
在教学过程中,注意提出在日常生活中的一些光电检测系统应用实例,可以提高学生学习的热情。如讲到光电开关,就会提到在洗手时,是如何实现手到水出的?除了光电开关外,还有什么器件能够达到这种效果的?热释电器件可不可以?
三、结论
对《光电测试技术》的教学内容进行了探讨,通过合理选择教学内容、注重结合我校电力特色、重视实践教学,将学生独立思考能力、动手能力和创新能力的培养融合到专业课教学中,培养适应21世纪全面发展的高素质人才。
【参考文献】
关键词:建筑供配电 组成 变电 用户
电能是现代人们生产和生活中不可缺少的重要能源,为工业、农业、交通运输业和社会生活提供了基础能源。电能是由其他形式的能量转换而来的,同时又可以转换成其他能量,为人们生产和生活提供基础能源。电能的输送和分配既简单、经济,又方便人们控制和调节,可以顺利的实施自动化控制。因此,电能已经被广泛那的应用到各类社会生产和社会生活中。电力系统是集生产、转换、调节、分配、输送和使用为一体的系统,是由发电厂、输送线路、变电站和用电设备构成的一个统一整体。
1、供配电系统概述
1.1电力系统的基本慨念
配电系统是电力系统的一个重要组成部分,是包括电力系统中区域变电站和用户变电站两个方面,其中设计到电能发送、配置和使用等环节。配电系统在运行中其特点、要求和电力系统基本相同,只是由于供电系统是直接面向用电设备和使用者,因此安全性能就显得尤为重要。在配电系统中由于电源点与负荷中心多处于不同地区,而且在运行的过程中无法对电能进行大量储存,长期生产、输送、分配和消费都在同一时间之内完成,并且在同一个地区有着一个统一的整体,因此电能在生产的过程中要与消费保持平衡。建筑供配电就是指建筑所需电能的供应和分配问题。在电力系统中出去发电厂和用电设备意外的部分通常被人们称之为电力网络,也叫做电网。电网在电力系统中有着不可替代的重要作用,是保证电能输送畅通的主要依据。建筑物所需要的电能绝大多数是由公共电力系统供给的,因此我们在工作的时候有必要对电力系统的基础知识进行深入了解,使得电能能够更加安全、经济的被消费者适用。
1.2电力系统的组成部分
(1)发电厂
发电厂是生产电能的源头,是生产电能的工厂,它在工作中主要是将非电能的能量转化成为电能。发电厂是一个复杂而又繁琐的工厂,现阶段随着人们对电能需求的不断增加,发电厂结构和类型出现了多种,按照能源的不同可以分为火力发电厂、水力发电厂、原子能发电厂。此外,还有风力、地热潮汐、太阳能等发电厂。
(2)变(配)电所
变电所足接受电能、变换电压和分配电能的场所,由电力变压器和配电装置组成。配电所仅用来接受和分配电能,不承担变换电压的任务,是只有受电、配电设备而没有电力变压器的场所。变电所按变压的性质和作用又可分为升变电所和降压变电所两大类。升变电所的任务是将低电压变换为高电压,以利于电能的传输。降变电所的任务足将高电压变换到一个合理的电压等级,一般建在靠近用电负荷中心的地点。降压变电所根据其住电力系统中的地位和作用的不同,又分为地区变电所和工厂变电所等。建筑变电所或建筑配电所一般建在建筑物内部。
(3)电力线路、电力线路又称输电线。由于各种类型的发电厂多建于自然资源丰富的地方,一般距电能用户较远,所以需要各种不同电压等级的电力线路,将发电厂生产的电能源源不断地输送到各电能用户。电力线路的作用足输送电能,并把发电厂、变配电所和电能用户连接起来。电力线路按其用途及电压等级分为输电线路和配电线路。电压在35KV及以上的电力线路称为输电线路;电压在10KV及以下的电力线路称为配电线路。电力线路按其架设方法可分为架空线路和电缆线路;按其传输电流的种类又可分为交流线路和直流线路。
(4)电能用户电能用户又称电力负荷。在电力系统中,一切消费电能的用电设备均称为电能用户。用电设备按其用途可分为动力用电设备(如电动机等)、工艺艺用电设备(如电解、电镀、冶炼、电焊、热处理等)、电热用电设备(如电炉、干燥箱、空调器等
2、建筑供配电系统的组成及基本要求
建筑供配电系统是指所需的电力能源从进入建筑物(或小区)开始到所有用电设备终端的整个电路。建筑供配电系统由总降压变电所(或高压配电所)、高压配电线路、分变电所、低压配电线路及用电设备组成。
2.1二次变压的供电系统
大型建筑群和某些负荷较大的中型建筑,一般采用总降压变电所的二次变压供电系统。该供电系统一般采用35~110KV电源进线。先经过总降压变电所,将35~110KV的电源电压降至6—10KV,然后经过高压配电线路将电能送到各分变电所,再由6~10KV降至380/220V,供低压用电设备使用。高压用电设备则直接由总降压变电所的6~10KV母线供电。这利供电方式称为二次变压供电方式。
2-2一次变压的供电系统
(I)具有高压配电所的一次变压系统
一般中型建筑或建筑群多采用6—10KV电源进线,经高压配电所将电能分配给各分变电所,由分变电所将6—10KV电压降至380/220V,供低压用电设备使用。同样,高压用电设备直接由高压配电所的6~10KV母线供电。
(2)高压深入负荷中心的一次变系统对于某些中小型建筑或建筑群,如果小地电源电压为35KV,且各种条件允许时,可直接采用35KV作为配电电压,将35KV线路直接引入靠近负荷中心的变电所,再由牟间变电所一次变压为380/220V,供低压用电设备使用。这种高压深入负荷中心的一次变压供电方式可省一级中间变压,从而简化了供电系统,节约有色金属,降低电能损耗和电压损耗,提高了供电质量,而且适应电力负荷的发展。
(3)只有一个变电所的供电系统对于小型建筑或建筑群,由于用电较少,通常只设一个将6~10KV电压降为380/220V电压的变电所。
2.4供配电的基本要求
当今社会要求供电企业和用户提高效率、减少损失、降低运营成本,对电力监控系统能够有效确保电网管胛效率、缩小电力运营成本,电力监控系统逐渐成为供配电设计中不可或缺的重要组成部分。为了保证生产和生活用电的需要,供电工作要满足以下基本要求:
(1)安全在电能的供应、分配和使用中,不应发生人身事故和设备事故。
(2)可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。
(3)优质应满足电能用户对电压质地和频率等方面的要求。
(4)经济麻使供电系统的投资少、运行费用低,并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。此外,在供电中应采用科学管理方法,合理地处理局部和全局、当前和长远的关系,统筹规划,全大局,适应发展。
3、结语
关键词:CDIO;工程教育;电力系统继电保护课程;课堂教学
“电力系统继电保护”是发电厂及电力系统专业的主干课程,是从事继电保护相关工作所必须具备的基础知识,课程理论性强,与实际工程联系密切,对动手能力要求高。由于课程特点和传统教学模式存在的弊端【1】直接影响了教学效果。因此我们总结传承以往教学改革和实践的经验成果,引入CDIO工程教育理念,将教学过程与工程实践相结合,确定本课程的教学目标与培养方法,构建相应的知识能力体系,制定教学方案,构建以工程项目为牵引的课程教学方法。
一、改革的基础条件
我校发电厂及电力系统专业为学校CDIO工程教育模式的试点改革专业,而电力系统继电保护课程是该专业的核心课程,被立为课堂教学改革重点项目。本课程是传统专业课程,拥有多年教学实践经验,具备课堂教改的硬件和软件基础条件。如专业的教学团队,为在教学项目的构建、一体化学习经验、 运用主动和经验学习方法以及学生考核等方面,提供有力保障;拥有多个省重点财政资助实验室支持学生动手和直接经验的学习;与电监办合作开设 “进网电工――继电保护特种类电工培训考证”为学生提供进入相关企业工作的上岗平台;自由开放的多媒体教学和图书馆为学生提供了自主学习的场所和工具;CDIO工程教育理念的深化促成课程改革行动的一致性。本课程在现有基础上进行了基于CDIO的继电保护课程项目制教学实践。
二、CDIO课堂教学实践
基于CDIO的项目制教学实践,我们突出项目的可操作性,主要从如下4个方面进行改进探索:
2.1教学内容上实践
电力系统继电保护是保证电力系统安全运行的自动装置,其主要任务是当系统(或设备)发生故障时自动、迅速、有选择的将故障元件从系统中切除,使故障设备免于继续遭到破坏,保证其他无故障部分继续运行;当发生不正常运行状态时,发信号、减负荷或跳闸。电力系统继电保护在保障电力系统安全稳定运行方面发挥了如此重要的作用。是电力系统安全稳定运行的有力保证,由于国内一次电网薄弱,保护就相对发达完备,所以国内的继电保护专业水平不比国外的低,该课程在构建教学内容上首先要满足这种发达的继电保护行业性要求,再加上继电保护具有国际通用性的特点,我们也要借鉴国外一些如麻省理工学院和瑞典皇家工学院等名牌大学的教学内容以丰富和弥补不足。形成一套既能与世界接轨又能立足于本国行业需求的内容体系。所以在教学内容上可以做如下分解实施:
首先,继电保护是保护一次系统的安全稳定运行,抓住系统运行和故障的特性,设定保护方案。所以对一次系统正常运行与故障特性的全面分析与掌握至关重要,是学生理解继电保护的根本。也就是如何让系统出现问题,引导学生发现问题主动构思(conceive)。其次, “继电保护方法”是思考和解决保护问题的知识储备,学生只有在懂得基本方法的基础上,才能在出现问题时,系统的分析问题,组织出相应的对策来解决问题,完成设计(design)和实现(implement)过程。再次,“典型完备的保护方案”来自企业中配置成熟的保护为学生提供不同方法的系统应用实例,启发学生在配置保护时形成系统的概念,完成运作(operate)过程。上述教学内容围绕CDIO四个过程进行设置,打破了常规的继电保护课程偏重于基本原理的介绍,不注重应用的特点。
2.2教学方法上的变换
从以教师为主体逐步转向以学生为主体,以课堂教学转向以具体项目的构思-设计-实现-运作过程为引导,从以学会专业知识为目标转向以培养学生的系统工程能力为目标。 打破传统的学期制集中教学的教学形式,采用阶段式教学模式,即围绕教学项目分阶段进行教学,逐个完成项目的CDIO过程。 由教师根据教学内容要求构建项目后,以学生为主体来组织讨论分解项目,提出问题(包括系统方面的问题和保护方法问题),再由教师根据学生的需求提供一些系统的专业知识的帮助(基础知识传授)。学生完成项目的设计和实现过程。最后教师提供完备典型企业配置方案(系统知识的传授),学生完成运作过程。也就是以项目为载体将教师和学生穿插到CDIO过程中,让学生由传统的课堂被动接受知识(客体),变成主动追求知识(主体)。
2.3教学手段上的探索
围绕项目的CDIO过程,综合运用多媒体、实验、现场、网络等多种渠道,采用“教学做”一体化过程,引导学生自主获得间接经验和直接经验。彻底改变以往以多媒体教学为主,学生被动接受知识灌输的情况。多媒体主要用来围绕学生提出的问题进行分析引导,同时将本项目所需的基本专业知识融入其中,给学生提供一个接收知识的媒介。同时利用省财政资助实验室的配套资源,进行模拟实现,以使学生获得感性的直接经验,用在项目的实现和运作过程中,检验成果。与企业合作的现场教学方式,让学生把所做的项目与企业的具体运行环境联系起来,这个过程主要是用于运作阶段,让学生能把所学知识与实际应用接轨用,从而更加激发其学习的动力。利用网络教学引导学生在完成项目的过程中能主动借助因特网这个全球信息资源总汇,来获得解决问题的方法。
2. 4评价机制上变革
为了对每位学生的实际学习效果和工程能力进行综合性客观合理的评估,我们采用过程与成果相结合,突出过程性评价所占比例,弱化成果性评价,关注利益相关者的社会性评价。根据利益相关者的社会性评价反馈给教学,做到以社会需求为导向进行评价。
学生成绩评估由四个部分组成,分别是理论考试部分(30%)、项目实施过程(40%)、社会评价(20%)和平时表现(10%)。通过这四个部分的打分,项目实施为主、理论考核为辅、兼顾社会需求与平时成绩,主观成绩与客观成绩相结合,可以较为全面地评估学生的能力。
3. 教学效果
目前本课程在我校发电厂及电力系统、供用电技术、风力发电等专业开设,一个课程周期下来,学生、教师和社会三方面均反映良好,实践证明可以进行推广普及。将CDIO理念应用于工程教学过程中取得如下成效:
一是将CDIO工程教育模式落实到《电力系统继电保护》教学实践中,探索出一条项目化教学方法。
二是学生的个人能力包括硬能力和软能力都有所提高;教师在构建项目过程中不断加强与企业的联系,提升了教师的基本个人能力和人际能力以及产品、 过程和系统构建能力;企业对我们毕业生满意度有所增加。
三是项目制教学模式加强了专业课学生与工企业界的联系,在学生毕业前,参与这些项目就为他们在就业市场上建立了良好的联系,从而提高毕业生选择专业相关岗位概率。
4. 实践过程中发现的主要问题
在笔者进行CDIO课堂教学实践过程中发现主要存在如下一些问题:
一是在将教学内容项目化的项目构建上与实际工程应用不可避免的存在一定的差异性,因为项目构建要兼顾知识传授与项目实践两方面,而不是单纯的做一个具体的工程。所以在一个项目实践过程中往往要经过几次反反复复的教、学、做过程才能完成,比较费时费力。
二是不同学生个体之间的参与程度有很大的不同,基础好、兴趣浓的部分学生会特别积极参与整个CDIO过程中,获得很好的培养。相反总有部分基础比较差的学生有思想松懈、浑水摸鱼的现象,所以受益也会较少一些。
三是评价体系上难以获得短期的、直接的、广泛的社会性评价等。
三、总结
本文介绍了笔者引入基于CDIO的项目制教学方法到《电力系统继电保护》课程课堂教学中的实践,将教学内容项目化,注重培养学生系统工程技术能力,以及自学创新能力、团队协作精神和社会责任感。让学生以主动的、 实践的、 课程之间有机联系的方式学习工程。从而使该课程由偏重理论性逐步转变为理实并重、突出工程应用,切实满足电力相关行业对该领域专业人才的迫切需求。
参考文献
[1]顾佩华等:《从CDIO 到EIP-CDIO》,《高等工程教育研究》2008第1期。
[2]
胡志刚等:《工程型本科人才培养方案及其优化》,《高等工程教育研究》2010第6期。
[3]姜大志 孙浩军《基于CDIO的主动式项目驱动学习方法研究》,《高等工程教育研究》2012第4期。