淺論高職院?！半娏εc自動化專業(yè)群公共實訓(xùn)中心”建設(shè)①

陳文軍，陳伏華，李春松

[摘 要] 電力系統(tǒng)及其自動化作為高職高專的專業(yè)方向，有其自身區(qū)別于本科院校的特點，這就是高職高專主要在于培養(yǎng)動手能力強、與實際崗位高度吻合的技能型技術(shù)人才，客觀上相比本科院校更需要在實訓(xùn)設(shè)備方面加大投入，旨在給開辦此專業(yè)的同類型院校提供一個實訓(xùn)設(shè)備實訓(xùn)室建設(shè)參考。從所在學(xué)院電力系統(tǒng)及其自動化公共實訓(xùn)中心實驗室建設(shè)原則、建設(shè)方案和建設(shè)的內(nèi)容及建設(shè)方案的實施等幾個方面進行探討，重點指出各實訓(xùn)室的功能規(guī)劃及學(xué)生訓(xùn)練的知識點和技能點，以期在更高的層面上給同類型的實訓(xùn)建設(shè)參考。

[關(guān) 鍵 詞] 電力系統(tǒng)及其自動化；實訓(xùn)中心；建設(shè)方案；方案實施

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）09-0030-04

廣州華立科技職業(yè)學(xué)院電力系統(tǒng)及自動化專業(yè)主要立足珠三角地區(qū)，面向電力系統(tǒng)各類發(fā)電廠、供電公司、電力建設(shè)公司、電力設(shè)備檢修公司、電力設(shè)備生產(chǎn)公司及廣大電力用戶，培養(yǎng)能從事發(fā)電廠、變電站、用戶用電設(shè)施的運行巡視、事故處理、電氣試驗、檢修、安裝、調(diào)試及管理等工作的、具有良好的職業(yè)道德與創(chuàng)新精神的高端技能型專門人才。

電力系統(tǒng)及其自動化作為高職高專的專業(yè)方向，有其自身區(qū)別于本科院校的特點，這就是高職高專主要在于培養(yǎng)動手能力強、與實際崗位高度吻合的技能型技術(shù)人才，客觀上相比本科院校，更需要在實訓(xùn)設(shè)備方面加大投入，如何使實訓(xùn)設(shè)備與實際設(shè)備高度吻合，怎樣才算高度吻合，本文旨在給開辦此專業(yè)的同類型院校提供一個實訓(xùn)設(shè)備實訓(xùn)室建設(shè)參考。

本文從作者所在學(xué)院電力系統(tǒng)及其自動化公共實訓(xùn)中心實驗室建設(shè)思路、建設(shè)目標、實驗室建設(shè)的內(nèi)容及在建設(shè)過程中需要注意事項等幾個方面進行探討，對實訓(xùn)中心實驗室建設(shè)進行了規(guī)劃，提出了電力系統(tǒng)及其自動化公共實訓(xùn)中心的建設(shè)方案。

一、實訓(xùn)中心建設(shè)原則

電力系統(tǒng)及其自動化公共實訓(xùn)中心作為綜合性實踐教學(xué)實訓(xùn)室群，應(yīng)該堅持走以實踐教學(xué)為主導(dǎo)，兼顧科研的道路，考慮專業(yè)發(fā)展的需要，滿足本專業(yè)群多門學(xué)科的實踐教學(xué)需求。

（一）實訓(xùn)中心建設(shè)應(yīng)具有前瞻性

我院電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)現(xiàn)狀為：在珠三角地區(qū)有一定影響，具備一定規(guī)模。

目前，每年招生人數(shù)均在1000人以上，每年為南方電網(wǎng)各級供電部門輸送的高技能人才達到150人左右，更多的人才走向發(fā)、輸、變、配電企業(yè)以及各電力設(shè)備制造、電力工程施工以及各電力用戶的各個重要崗位。

隨著經(jīng)濟的發(fā)展、作為國民經(jīng)濟的先行者，電力工業(yè)的發(fā)展、電力用戶的不斷增加，客觀上需要更多的電力設(shè)施運行維護、安裝調(diào)試、檢修方面的高技能人才。

另一方面，由于當前該領(lǐng)域純技能培養(yǎng)層次的院校數(shù)量不足，少數(shù)的該類院校還存在設(shè)備設(shè)施的不足，導(dǎo)致真正具備一定理論知識和能適應(yīng)各種電力崗位的高技能人才供不應(yīng)求，各種沒有經(jīng)過正規(guī)培訓(xùn)的低層次人才充斥各類電力崗位，這也是電力行業(yè)安全生產(chǎn)事故率居高不下的緣由之一。

所以，未來若干年內(nèi)，隨著相關(guān)行業(yè)管理部門的管理加強，電力類專業(yè)技能崗位缺口還很大，招生前景樂觀。

隨著招生規(guī)模的擴大，我們當前的電力系統(tǒng)及自動化專業(yè)可能上升為一個專業(yè)群，下設(shè)發(fā)輸電專業(yè)、供配電技術(shù)專業(yè)、繼電保護專業(yè)等多個專業(yè)、以使學(xué)生有更精準的職業(yè)規(guī)劃與選擇。

為更好地服務(wù)于電力系統(tǒng)、服務(wù)于職業(yè)教育、服務(wù)于廣大學(xué)生，客觀上需要我校實訓(xùn)中心建設(shè)具備超前量、前瞻性；我們的設(shè)備必須符合現(xiàn)在電力系統(tǒng)的主流產(chǎn)品特征，具備現(xiàn)代電力系統(tǒng)的先進設(shè)備設(shè)施，必須與生產(chǎn)實際緊密結(jié)合，甚至要領(lǐng)先于生產(chǎn)實踐，具備一定的電氣設(shè)備試驗、開發(fā)平臺的功能。

（二）堅持以實踐教學(xué)為導(dǎo)向，以崗位技能分析為基礎(chǔ)，搞好實訓(xùn)中心建設(shè)

為使實訓(xùn)中心實訓(xùn)室滿足實踐教學(xué)功能，我校首先抽調(diào)具有豐富的電力系統(tǒng)工作經(jīng)驗的教師主抓實訓(xùn)中心實訓(xùn)室方案擬訂，在方案制訂過程中，還多次深入發(fā)電廠、變電站、電力用戶、電力工程商、電氣設(shè)備供應(yīng)商、調(diào)查研究各電力行業(yè)的技能崗位以及實訓(xùn)設(shè)備如何適應(yīng)這些技能崗位的要求。

通過細分電力技能崗位，我們最后確定實訓(xùn)設(shè)備應(yīng)大致滿足發(fā)電廠和變電站電氣設(shè)備運行與維護崗、電力用戶電氣設(shè)備運行與維護、變配電檢修崗、繼電保護崗、電氣試驗員崗、儀器儀表崗、電力電纜崗、送或配電線路崗等工種的認識性實操或熟練性實操的要求，并應(yīng)該兼?zhèn)潆姽ど蠉徸C考證功能，使學(xué)生具備電力崗位的上崗資質(zhì)和相應(yīng)的技能。

當然，學(xué)校又不同于生產(chǎn)實際，不可能具備足夠的經(jīng)費，也沒必要面面俱到，這就要求方案的制訂者在深入研究這些崗位的基礎(chǔ)上，了解本質(zhì)需求，轉(zhuǎn)化為各崗位的技能考核點和知識點，實訓(xùn)設(shè)備應(yīng)能滿足這些考核點和知識點的需求。

（三）實訓(xùn)中心實訓(xùn)設(shè)備應(yīng)適應(yīng)課程教學(xué)的需要

我院電力系統(tǒng)及自動化專業(yè)，目前開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程有《電工基礎(chǔ)》《電子技術(shù)基礎(chǔ)》《電機學(xué)》《發(fā)電廠、變電站電氣設(shè)備》《電力系統(tǒng)繼電保護》《電力系統(tǒng)自動裝置》《工廠供電》《儀表與測量》《電氣絕緣與試驗》，學(xué)生對這些課程的理解和消化，需要實訓(xùn)設(shè)備具備相應(yīng)的功能。

（四）實訓(xùn)中心應(yīng)兼?zhèn)浣處煹目蒲衅脚_作用，具備一定的電氣設(shè)備試驗、開發(fā)平臺的功能

科技創(chuàng)新，科研能力是一個高職高專院校的核心競爭力所在。以科研提升教學(xué)，利用門類齊全、設(shè)備先進的綜合條件，為電氣專業(yè)師生提供科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)的良好場所。與此同時，根據(jù)實踐教學(xué)的需要，及時將有關(guān)科研成果轉(zhuǎn)化為實踐教學(xué)項目。

（五）實訓(xùn)設(shè)備應(yīng)好看、好用、好管

根據(jù)我院院領(lǐng)導(dǎo)的要求，我們建設(shè)的實訓(xùn)室設(shè)備應(yīng)具備六字方針，這就是“好看、好用、好管”，好看，就是美觀大方、符合主流產(chǎn)品特征，學(xué)生在學(xué)?？吹降模褪且院蠊ぷ髦屑磳⒂龅降?；好用，就是功能上完全符合生產(chǎn)實際，學(xué)生能真正學(xué)到相應(yīng)的崗位技能；好管，就是故障率要求低，設(shè)備器件標識清晰、整體協(xié)調(diào)，具備條理性，維護方便。

二、實訓(xùn)中心建設(shè)方案

為正確實現(xiàn)中心實訓(xùn)室的功能，在全面課程分析、崗位分析的基礎(chǔ)上，我們的實訓(xùn)室從功能上大體分為：專業(yè)基礎(chǔ)實驗室和專業(yè)實訓(xùn)室，下面分別予以闡述。

（一）專業(yè)基礎(chǔ)實驗室

專業(yè)基礎(chǔ)實驗室的地位和作用主要表現(xiàn)為，它們是學(xué)生理解電力、電路、電子的基本概念、基本理論、基本原理、基本方法的一個必不可少的環(huán)節(jié)，是后續(xù)專業(yè)課程、專業(yè)實訓(xùn)的基礎(chǔ)，也為學(xué)生日后在技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)方面提供一種實驗的思維，通過實驗的手段來解決問題。

專業(yè)基礎(chǔ)實驗室主要有兩大模塊：電工基礎(chǔ)實驗和電子技術(shù)實驗。

1.電工基礎(chǔ)實驗應(yīng)具備的功能

（1）電工基本技能實驗：電工儀表的使用與測量誤差的計算；減少儀表測量誤差的方法；儀表電壓量限擴展電路設(shè)計與實驗；儀表電流量限擴展電路設(shè)計與實驗；已知元件伏安特性的測繪；電位、電壓的測定及電位圖的繪制；基爾霍夫定律和疊加原理的驗證；戴維南定理的驗證；等效網(wǎng)絡(luò)變換原理與實驗測試；VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的實驗及設(shè)計；雙口網(wǎng)絡(luò)的實驗；典型電信號的觀察與測量；RC一階電路的響應(yīng)與測試；二階動態(tài)電路響應(yīng)的研究；R、L、C元件阻抗特性的測定；回轉(zhuǎn)器的特性測試；示波器的使用；雙T網(wǎng)絡(luò)的測試；RC選頻網(wǎng)絡(luò)特性測試；R、L、C串聯(lián)諧振；用三表法測量交流電路等效參數(shù)；功率因數(shù)的改善實驗測試；互感電路測量；單相鐵芯變壓器特性的測試；三相交流電路電壓、電流的測量；三相電路功率的測量；功率因數(shù)及相序的測量。

（2）電工綜合技能實驗：輸液泵的設(shè)計與制作；節(jié)能路燈控制器的設(shè)計及制作；交流充電樁的設(shè)計與制作。

2.電子技術(shù)實驗應(yīng)具備的功能

（1）模擬電子技術(shù)實驗：晶體管共射極放大器；場效應(yīng)管源極輸出器；差動放大器；多級放大器的開環(huán)和閉環(huán)特性；集成運放的指標測試；集成運放組成的基本運算電路；波形發(fā)生器；集成功率放大器。

（2）數(shù)字電子技術(shù)實驗：TTL與非門靜態(tài)參數(shù)的測試；TTL與非門的動態(tài)測試；CMOS集成門電路的測試；加法器；數(shù)據(jù)選擇器；觸發(fā)器的功能測試；單脈沖發(fā)生器和移位寄存器；串行累加器；計數(shù)器、譯碼器和顯示器；脈沖分配器及其應(yīng)用；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；多諧振蕩器；集成定時器的應(yīng)用；A/D和D/A轉(zhuǎn)換器。

（二）專業(yè)實訓(xùn)室

專業(yè)實訓(xùn)室配置比較復(fù)雜，因為從課程角度來說，要考慮《電機學(xué)》《發(fā)電廠、變電站電氣設(shè)備》《電力系統(tǒng)繼電保護》《電力系統(tǒng)自動裝置》《工廠供電》《儀表與測量》《電氣絕緣與試驗》等多學(xué)科的實踐需求；從崗位分析的角度來說，有維修電工、發(fā)電廠電氣設(shè)備運行與維護、變電站電氣設(shè)備運行與維護、電力用戶電氣設(shè)備運行與維護、變配電檢修崗、繼電保護崗、電氣試驗員崗、儀器儀表崗、電力電纜崗、送或配電線路崗等多崗位的需求，而職業(yè)教育的本質(zhì)在于教學(xué)生一技之長，適應(yīng)崗位需求；而實訓(xùn)室的配置不可能配置太多的功能室，這是矛盾所在。經(jīng)多方調(diào)查研究，最后我院確定電力系統(tǒng)模塊化的建設(shè)思路，這就是設(shè)立：（1）電機模塊；（2）發(fā)電模塊；（3）變電模塊；（4）輸電模塊；（5）電力用戶模塊。這樣也有利于我院今后電力系統(tǒng)及自動化專業(yè)群建設(shè)的發(fā)展方向：發(fā)輸電專業(yè)；供配電專業(yè)：電機專業(yè)；電力工程專業(yè)的發(fā)展裂化。

1.適應(yīng)電機模塊，我們設(shè)立了“電機與拖動實訓(xùn)室”

在電機與拖動實訓(xùn)室中，我們配置了不同的電機，同步電動機、三相異步電動機、變壓器、伺服電機、步進電機，在這個實訓(xùn)室我們能進行這些電機的特性試驗，也能進行相關(guān)的電機控制接線。具體來說，包含以下各個部分和功能：

（1）變壓器實訓(xùn)：變壓器的電壓比測試、空載試驗、短路試驗、純電阻和阻、感性負載特性試驗；三相變壓器的連接組和不對稱短路；三相連接組判別；Y/Y0-12單相、Y/Y-12兩相短路、Y/Y0零序阻抗測定。

（2）異步電機實訓(xùn)：三相籠型異步電動機的工作特性（空載試驗、短路試驗、負載試驗）；三相異步電動機的啟動與調(diào)速（直接啟動、Y-Δ啟動、變壓器降壓啟動、轉(zhuǎn)子串電阻啟動）；單相電阻啟動異步電動機（空載試驗、短路試驗、負載試驗）；單相電容啟動異步電動機（空載試驗、短路試驗、負載試驗）；單相電容運轉(zhuǎn)異步電動機（空載試驗、短路試驗、負載試驗）；變極雙速異步電動機（兩極時工作特性、四極時工作特性）；異步電動機的M—S曲線的測繪。

（3）同步電機實訓(xùn)：同步電機的工作特性（空載試驗、負載試驗）；同步電動機的啟動與調(diào)速（直接啟動、Y-Δ啟動、變壓器降壓啟動、轉(zhuǎn)子串電阻啟動）；同步電動機的轉(zhuǎn)矩試驗；同步電機的勵磁特性試驗。

（4）伺服電機、步進電機的簡單控制試驗。

（5）電機的安裝、檢修，繞組的繞制。

（6）電機的控制回路安裝與調(diào)試：三相異步電動機點動和自鎖控制線路實訓(xùn)；三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制線路實訓(xùn)；三相異步電動機Y/△降壓啟動控制線路實訓(xùn)；能耗制動控制實訓(xùn)；兩臺三相異步電動機啟動順序控制；三相線繞式異步電機啟動控制線路；工作臺往返自動控制實訓(xùn)；兩地控制線路。

（7）應(yīng)具備以下電機及電機拖動故障判斷及排除功能：三相鼠籠式異步電機的故障模擬（斷路、相間斷路、匝間短路、漏電）及排除；三相線繞電機的故障模擬（斷路、相間斷路、匝間短路、漏電）及排除；單相變壓器故障模擬（斷路、相間斷路、匝間短路）及排除。

2.適應(yīng)電力用戶模塊，以及使學(xué)生對電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的一次設(shè)備有個全面的認識，我們設(shè)立了“電氣設(shè)備運行實訓(xùn)室”在這個實訓(xùn)室，我們采用一個典型的10kV電力用戶配置，從電氣一次設(shè)備到電氣二次設(shè)備全部采用實際電力工業(yè)設(shè)備。這些電力工業(yè)設(shè)備加以改造，使之能通以400V的低電壓，來模擬10kV高電壓設(shè)備的運行。

該實訓(xùn)室的高壓一次接線圖如下：

該實訓(xùn)室的低壓一次接線圖如下：

該實訓(xùn)室的功能整體表述為：典型10kV電力用戶的設(shè)備運行維護、高壓試驗；使學(xué)生對電力系統(tǒng)一次設(shè)備、二次設(shè)備有個整體認識；具體表述為：

（1）10kV配電室各種運行方式下的倒閘操作。

（2）10kV配電室的事故處理。

（3）10kV配電室的運行抄表、監(jiān)視。

（4）10kV一次設(shè)備的檢修維護。

（5）10kV及以下電力線路繼電保護的原理、配置、維護、校驗。

（6）小容量變壓器的繼電保護原理、配置、維護、校驗。

（7）斷路器控制回路故障的處理，二次回路的檢修。

特別地，由于這個實訓(xùn)室實際上已經(jīng)配備了變壓器、真空斷路器、隔離刀閘、電流互感器、電壓互感器、避雷器、成套高壓柜等一次設(shè)備，為我們的電氣試驗課提供了試驗對象。我們沒有另外配備高壓試驗室，只緊鄰該運行實訓(xùn)室配備了一個試驗設(shè)備管理兼講演探討區(qū)，在該區(qū)我們配備了常用的高壓試驗設(shè)備，包括絕緣電阻測試儀、接地電阻測試儀、組合式耐壓測試設(shè)備、變壓器直流電阻測試儀、變壓器接線組別測試儀、變壓器損耗測試儀、變壓器、真空度測試儀、斷路器械特性測試儀、回路電阻測試儀、避雷器特性測試儀、介質(zhì)損耗測試儀、互感器特性測試儀、繼電保護測試儀等試驗設(shè)備。

3.適應(yīng)發(fā)電模塊，我們設(shè)立了“發(fā)電運行實訓(xùn)室”

在這個實訓(xùn)室，我們采用小型發(fā)電機模擬大中型發(fā)電組，大中型發(fā)電機組的一些自動裝置，繼電保護全部在該室得以體現(xiàn)，并全部采用電力工業(yè)設(shè)備。

該室的電氣主接線為：

該實訓(xùn)室的功能整體表述為：發(fā)電廠電氣設(shè)備的運行操作、監(jiān)控、維護。在該實訓(xùn)室我們設(shè)置了2臺小容量的發(fā)電機組和相應(yīng)的電氣設(shè)備來模擬大容量的發(fā)電機組和電氣設(shè)備。

具體功能為：

（1）發(fā)電的流程認識，發(fā)電廠一次設(shè)備的認識和配置，發(fā)電廠二次設(shè)備的認識和配置。

（2）發(fā)電廠自動裝置包括自動準同期、自動勵磁、變壓器備自投、自動按頻率減負荷等裝置的認識及校核。

（3）開、停機操作。

（4）發(fā)電廠日常抄表、監(jiān)測。

（5）發(fā)電機、變壓器等繼電保護認識和校核。

（6）發(fā)電廠綜合自動化系統(tǒng)的認識和操作。

4.適應(yīng)變電模塊，我們設(shè)立了“變電站仿真實訓(xùn)室”

在這個實訓(xùn)室，我們模擬一個110kV的變電站，該變電站具備110kV、35kV、10kV三個電壓等級，具備單母線、雙母線、旁路母線、單母線分段等不同的接線形式，具備各種繼電保護裝置、自動重合閘裝置等自動裝置，具備綜合自動化裝置和遠方控制RTU，全部采用電力工業(yè)設(shè)備。該實訓(xùn)室的一次設(shè)備和二次設(shè)備完全按相關(guān)技術(shù)規(guī)程的要求配置。

該室的電氣主接線為：

該實訓(xùn)室的功能整體表述為：變電站電氣設(shè)備的運行操作、監(jiān)控、維護日常運行維護，具體功能為：

（1）變電站主接線的認識、一次設(shè)備的配置，二次設(shè)備的認識和配備。

（2）倒閘操作（110kV以上變電站單母線、雙母線、旁路母線、單母線分段各種運行方式下的操作）。

（3）運行抄表及監(jiān)測、運行日志的填寫。

（4）變壓器的保護配置及校驗。

（5）線路保護的配置及校核（距離保護、后備保護、重合閘）。

（6）低頻減載功能、運動裝置、自動重合閘等。

（7）變電站綜合自動化系統(tǒng)的認識和操作。

特別的，發(fā)電模塊和變電模塊的系統(tǒng)都配置了兩種工況。運行工況和檢修調(diào)試工況，運行工況下，相當于正常的發(fā)電廠和變電站；檢修工況下，能夠通過繼電保護測試儀向各二次裝置通以故障模擬電量，包括電壓量、電流量、阻抗量、頻率量、相位量等，來進行繼電保護裝置、自動裝置的原理和校驗，發(fā)電廠和變電站事故處理等實訓(xùn)。當然，發(fā)電模塊和變電模塊有相重復(fù)的部分，這只要考慮工位問題，有些課題可以同時在兩個實訓(xùn)室完成。

三、實訓(xùn)中心建設(shè)實施

實訓(xùn)室的建設(shè)是百年大計，建設(shè)質(zhì)量關(guān)系到以后學(xué)生的實操、就業(yè)以及學(xué)校的招生，影響巨大，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)高度重視，我院主要從以下幾個方面主抓公共實訓(xùn)中心實訓(xùn)室建設(shè)。

1.建立實訓(xùn)中心建設(shè)班子，抽調(diào)有企業(yè)經(jīng)驗的老師主抓實訓(xùn)中心建設(shè)，確立建設(shè)思路，建立相關(guān)制度。

2.確立中心各實訓(xùn)室技術(shù)要求和技術(shù)參數(shù)，通過各種渠道向企業(yè)發(fā)布需求信息，由各意向企業(yè)報送實施方案，我院相關(guān)專業(yè)老師進行方案比較，確立技術(shù)可行、安全經(jīng)濟、運行可靠的實施方案和實施企業(yè)。

3.確立驗收程序，針對各實訓(xùn)室的特點確定驗收細則，把好驗收關(guān)。

四、結(jié)束語

職業(yè)院校實訓(xùn)課是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、動手能力、分析能力的重要環(huán)節(jié)，實訓(xùn)中心實訓(xùn)室首先要滿足實際訓(xùn)練的需要，即設(shè)備的使用方法、操作過程要和工業(yè)現(xiàn)場同類設(shè)備相同或相近，在實訓(xùn)裝置上經(jīng)過培訓(xùn)后走上工作崗位能夠?qū)ΜF(xiàn)場設(shè)備不再陌生，通過上述多個模塊實際設(shè)備和場景的操作和演練，深入了解電力生產(chǎn)運行的實際制度和要求，并掌握運行人員的工作技能，加深電網(wǎng)運行、設(shè)備維護、設(shè)備檢修和事故處理等實用知識的感性認識，提高理論聯(lián)系實際的基本素質(zhì)和工作的競爭能力。我院的實訓(xùn)中心設(shè)備基本上能滿足這些要求，受到一致好評。

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