電力系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案的探索

林偉明

（廣東理工學(xué)院，廣東 肇慶 526100）

1 電力系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)室建設(shè)目的

電力系統(tǒng)控制室涉及電氣工程專業(yè)多門特色課程，各門科學(xué)要求學(xué)生有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。學(xué)生在不斷實(shí)踐中，對電力系統(tǒng)的組成、運(yùn)行和控制有更深入的理解，鞏固理論知識，鍛煉動手能力，達(dá)到學(xué)生個性發(fā)展和技能人才培養(yǎng)的效果。實(shí)驗(yàn)室對本專業(yè)師生開放，為學(xué)生提供實(shí)踐和競賽的平臺，培養(yǎng)學(xué)生的競爭意識，創(chuàng)新能力和開拓本領(lǐng)。為教師科研工作提供實(shí)驗(yàn)場所，更好地幫助教師求證科研項(xiàng)目的可行性。

1.1 滿足電氣工程專業(yè)多門課程的實(shí)踐教學(xué)

電力系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)室綜合了目前高等院校包括《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》《工廠供電》《電力工程基礎(chǔ)》等多門電氣工程專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容。它能對變電所，輸電線路及工廠中常用的繼電保護(hù)、電氣二次控制回路、監(jiān)測及自動裝置的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行操作實(shí)驗(yàn)，并能滿足相關(guān)專業(yè)學(xué)科開設(shè)課程設(shè)計(jì)。電力系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，可以使學(xué)生通過實(shí)踐手段，提升動手能力，提高對多門專業(yè)課程內(nèi)容的理解，為培養(yǎng)合格的電力畢業(yè)生打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.2 以實(shí)踐教學(xué)為導(dǎo)向

電力系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，對于技術(shù)應(yīng)用型專業(yè)尤其重要。應(yīng)用型專業(yè)課程若只注重書本上理論知識的教授，猶如“紙上談兵”，實(shí)踐才是學(xué)到技能的主要途徑。學(xué)生掌握大量的專業(yè)知識后，在大腦僅存的是一套套文字系統(tǒng)。但是，通過實(shí)驗(yàn)設(shè)備的模擬建構(gòu)，將電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行直觀呈現(xiàn)，幫助學(xué)生形象地理解書中的抽象描述。多門課程又有其聯(lián)絡(luò)性，在多次實(shí)踐中，將整個電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)清晰化。在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中驗(yàn)證結(jié)果，在錯誤和誤差中學(xué)習(xí)分析，實(shí)理論知識在實(shí)踐中逐步轉(zhuǎn)化為技能。實(shí)踐激發(fā)學(xué)生主觀能動性，主動去尋找相關(guān)知識點(diǎn)，教師卻可以結(jié)合實(shí)踐內(nèi)容和實(shí)踐中遇到的問題，優(yōu)化教學(xué)方案，實(shí)踐對整個教學(xué)具有導(dǎo)向作用。

1.3 以科研提高教學(xué)水平

科研是每個教師不斷追求教學(xué)成果進(jìn)步的重要舉措，在教授學(xué)生知識的同時，教師需要不斷豐富自身知識，不斷發(fā)掘新知識和優(yōu)化教學(xué)方法。能夠針對教與學(xué)之間存在的問題，提出具體的解決辦法。定期進(jìn)行科研工作，力求科研創(chuàng)新，時刻關(guān)注領(lǐng)域前沿技術(shù)，擔(dān)當(dāng)知識海洋與學(xué)生之間流通的管道作用。教師只有真正投入科研工作，才能發(fā)現(xiàn)自己現(xiàn)在研究或教授的專業(yè)課程的教學(xué)新思路，這不但能使教師發(fā)現(xiàn)不足，更能使教師保持發(fā)展活力，提供教學(xué)水平。

2 電力系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)室整體建設(shè)

2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備的建設(shè)

電力系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)設(shè)備的選用必須充分考慮實(shí)驗(yàn)可開設(shè)的深度和廣度，根據(jù)不同課程和同一課程不同知識層面的實(shí)際需要，可以作出靈活調(diào)整，結(jié)合電力現(xiàn)場和生產(chǎn)實(shí)際的應(yīng)用和發(fā)展，能夠進(jìn)行真實(shí)性操作和探索性設(shè)計(jì)與開發(fā)。各個實(shí)驗(yàn)?zāi)K任務(wù)要分明，效果要真實(shí)、明顯。設(shè)備應(yīng)具備先進(jìn)的技術(shù)指標(biāo)和適應(yīng)能力強(qiáng)的造作工藝，支持電氣工程專業(yè)持續(xù)發(fā)展的需要，可以隨著技術(shù)創(chuàng)新和深入教學(xué)，更換實(shí)驗(yàn)?zāi)K。作為對本專業(yè)師生開放性的實(shí)驗(yàn)室，設(shè)備要有良好的安全性能，操作平臺要有簡明易懂、便于操作、維修方便等性能特點(diǎn)。

電力系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)裝置可選用積木式模塊化操作平臺。平臺的主體部分為供電模塊，能提供固定220V，380V和可調(diào)節(jié)的交流電和直流電，帶有過流保護(hù)裝置，故障監(jiān)控報(bào)警和記錄功能，便于故障排查與后期的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析。如圖1所示。

圖1

平臺的其他部分由功能分明的模塊掛件組成，如圖2所示。電壓、電流表顯示模塊，故障光字牌指示模塊，開關(guān)按鈕操作模塊，故障信號采集、處理和動作?？斓取旒鼡Q方便，靈活應(yīng)對各門學(xué)科的不同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，即使學(xué)科變換實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，它也能隨著變換掛件組合滿足其需要。

圖2

選用售后服務(wù)好，創(chuàng)新能力強(qiáng)的設(shè)備供應(yīng)商，時刻關(guān)注設(shè)備掛件的更新?lián)Q代，必要時更換新型掛件和增加掛件模塊，擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。根據(jù)教學(xué)大綱和教學(xué)方案聯(lián)系廠家訂做所需的功能模塊的掛件。還可以由教師帶領(lǐng)學(xué)生自行設(shè)計(jì)，制作掛件。

2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的建設(shè)

培養(yǎng)電氣工程專業(yè)技能人才，除了要有電氣基本理論知識外，還要有良好的動手能力，掌握各類型電氣設(shè)備、裝置的操作和運(yùn)行，了解該領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，具備一定的研發(fā)創(chuàng)新能力。根據(jù)各門專業(yè)課程的特色，綜合學(xué)生個性發(fā)展需要和行業(yè)需求，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)體現(xiàn)其針對性、先進(jìn)性、實(shí)用性和創(chuàng)新性。必要時淘汰已經(jīng)過時的實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，選取先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蛯?shí)驗(yàn)原理，選取最接近生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)驗(yàn)裝置和工作方式，確保學(xué)生掌握的知識能運(yùn)用到工作現(xiàn)場。由淺入深，從一般設(shè)備、裝置的特性實(shí)驗(yàn)，到某一項(xiàng)功能的綜合性實(shí)驗(yàn)，再到個性創(chuàng)新的開放性實(shí)驗(yàn)，適應(yīng)每個學(xué)生自身能力的個性發(fā)展。

2.3 師資隊(duì)伍的建設(shè)

除了優(yōu)質(zhì)的硬件設(shè)備和科學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，還要建設(shè)優(yōu)秀的專業(yè)教師隊(duì)伍，達(dá)到專業(yè)實(shí)驗(yàn)室功效的最大化。應(yīng)該專門組建電氣工程專業(yè)高壓方向的教研團(tuán)隊(duì)，由專業(yè)知識豐富，電力行業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)資深的教授或高級工程師為帶頭人，由電氣工程專業(yè)骨干教師和充滿活力的青年教師組成隊(duì)伍，加上實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的實(shí)驗(yàn)技術(shù)管理人員，必要時可外聘電力行業(yè)工程師指導(dǎo)實(shí)踐課程。

教研團(tuán)隊(duì)組織開展專業(yè)培訓(xùn)計(jì)劃；有意識轉(zhuǎn)變科研方向，深入研究專業(yè)先進(jìn)技術(shù)；積極走訪以電氣工程專業(yè)為強(qiáng)項(xiàng)的學(xué)校，進(jìn)行交流學(xué)習(xí)，吸取其成功的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自身特色大膽嘗試；鼓勵教師走到企業(yè)生產(chǎn)崗位，參與研發(fā)、生產(chǎn)、調(diào)試和實(shí)際應(yīng)用，將真實(shí)的工程技術(shù)和生產(chǎn)操作帶回學(xué)校，對比現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)裝置所存在的差異，修整教學(xué)方案。

3 電力系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)室的預(yù)期收益

電力系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)室建設(shè)后，豐富了電氣工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，補(bǔ)充了電氣工程專業(yè)高壓方向?qū)嶒?yàn)教學(xué)的短板，為電氣工程專業(yè)多門核心課程提供實(shí)驗(yàn)（訓(xùn)）場所，提高了本專業(yè)的實(shí)驗(yàn)開設(shè)率。預(yù)計(jì)本專業(yè)學(xué)生每學(xué)年超過350人參與實(shí)驗(yàn)（訓(xùn)）教學(xué)任務(wù)，見表1。

表1

課程設(shè)計(jì)是檢驗(yàn)學(xué)生對專業(yè)知識的綜合運(yùn)用能力，又是對動手能力的再次升級測試。針對特定的課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目，學(xué)生將專業(yè)知識和實(shí)驗(yàn)操作經(jīng)驗(yàn)整合運(yùn)用到課程設(shè)計(jì)課題中。從設(shè)計(jì)方案比較、選用，到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，調(diào)試和實(shí)際應(yīng)用，學(xué)生的學(xué)科知識得到一次全方位的檢驗(yàn)和提升，電力系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生研究課題提供條件，普及到本專業(yè)方向每個學(xué)生身上。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備的選用，確定了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容難易層次劃分明確，涉及專業(yè)知識的深淺分明。充分利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有資源，在全校范圍內(nèi)開設(shè)電力系統(tǒng)相關(guān)的選修課程、電力系統(tǒng)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，例如，電力設(shè)施基本設(shè)備和裝置的特性實(shí)驗(yàn)就能滿足選修學(xué)生的實(shí)踐內(nèi)容。

校企合作是現(xiàn)代應(yīng)用型高等學(xué)校教育的發(fā)展策略之一，通過電力系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)室作為連接企業(yè)的橋梁，開設(shè)校企合作培訓(xùn)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)和學(xué)校資源共享、互助互利、共同培養(yǎng)專業(yè)技能人才的目的。學(xué)生可以提前了解企業(yè)的運(yùn)作，學(xué)校又能結(jié)合企業(yè)實(shí)際需要制定培養(yǎng)計(jì)劃，而企業(yè)則能直接從學(xué)校獲得符合發(fā)展需要的優(yōu)質(zhì)畢業(yè)生。電力系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)室配置足夠先進(jìn)和完善，可作為社會電力企業(yè)研發(fā)和測試基地，同時，作為從事電力行業(yè)人員的培訓(xùn)中心。

4 結(jié)語

本文根據(jù)我校電氣工程專業(yè)的特色和發(fā)展需要，給出電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)方案和預(yù)期成果。它將成為電氣工程多門專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)（訓(xùn)）基地，真正做到理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩手抓的教育理念。

動手能力是應(yīng)用型專業(yè)畢業(yè)生競爭力的表現(xiàn)，科研工作是一位教師發(fā)展的條件。電力系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)室不僅滿足學(xué)生和社會發(fā)展的需要，同時，還能幫助教師在科研工作進(jìn)行多方向發(fā)展。學(xué)生的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和就業(yè)機(jī)會得到大大的提高，師資隊(duì)伍得到專業(yè)化壯大，學(xué)校的專業(yè)學(xué)科也得到了很好的拓展，加強(qiáng)了學(xué)校與社會的聯(lián)系。