淺論高職院?！半娏εc自動化專業群公共實訓中心”建設①

陳文軍，陳伏華，李春松

[摘 要] 電力系統及其自動化作為高職高專的專業方向，有其自身區別于本科院校的特點，這就是高職高專主要在于培養動手能力強、與實際崗位高度吻合的技能型技術人才，客觀上相比本科院校更需要在實訓設備方面加大投入，旨在給開辦此專業的同類型院校提供一個實訓設備實訓室建設參考。從所在學院電力系統及其自動化公共實訓中心實驗室建設原則、建設方案和建設的內容及建設方案的實施等幾個方面進行探討，重點指出各實訓室的功能規劃及學生訓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建設參考。

[關 鍵 詞] 電力系統及其自動化；實訓中心；建設方案；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

廣州華立科技職業學院電力系統及自動化專業主要立足珠三角地區，面向電力系統各類發電廠、供電公司、電力建設公司、電力設備檢修公司、電力設備生產公司及廣大電力用戶，培養能從事發電廠、變電站、用戶用電設施的運行巡視、事故處理、電氣試驗、檢修、安裝、調試及管理等工作的、具有良好的職業道德與創新精神的高端技能型專門人才。

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

本文從作者所在學院電力系統及其自動化公共實訓中心實驗室建設思路、建設目標、實驗室建設的內容及在建設過程中需要注意事項等幾個方面進行探討，對實訓中心實驗室建設進行了規劃，提出了電力系統及其自動化公共實訓中心的建設方案。

一、實訓中心建設原則

電力系統及其自動化公共實訓中心作為綜合性實踐教學實訓室群，應該堅持走以實踐教學為主導，兼顧科研的道路，考慮專業發展的需要，滿足本專業群多門學科的實踐教學需求。

（一）實訓中心建設應具有前瞻性

我院電力系統及其自動化專業現狀為：在珠三角地區有一定影響，具備一定規模。

目前，每年招生人數均在1000人以上，每年為南方電網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、輸、變、配電企業以及各電力設備制造、電力工程施工以及各電力用戶的各個重要崗位。

隨著經濟的發展、作為國民經濟的先行者，電力工業的發展、電力用戶的不斷增加，客觀上需要更多的電力設施運行維護、安裝調試、檢修方面的高技能人才。

另一方面，由于當前該領域純技能培養層次的院校數量不足，少數的該類院校還存在設備設施的不足，導致真正具備一定理論知識和能適應各種電力崗位的高技能人才供不應求，各種沒有經過正規培訓的低層次人才充斥各類電力崗位，這也是電力行業安全生產事故率居高不下的緣由之一。

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

隨著招生規模的擴大，我們當前的電力系統及自動化專業可能上升為一個專業群，下設發輸電專業、供配電技術專業、繼電保護專業等多個專業、以使學生有更精準的職業規劃與選擇。

為更好地服務于電力系統、服務于職業教育、服務于廣大學生，客觀上需要我校實訓中心建設具備超前量、前瞻性；我們的設備必須符合現在電力系統的主流產品特征，具備現代電力系統的先進設備設施，必須與生產實際緊密結合，甚至要領先于生產實踐，具備一定的電氣設備試驗、開發平臺的功能。

（二）堅持以實踐教學為導向，以崗位技能分析為基礎，搞好實訓中心建設

為使實訓中心實訓室滿足實踐教學功能，我校首先抽調具有豐富的電力系統工作經驗的教師主抓實訓中心實訓室方案擬訂，在方案制訂過程中，還多次深入發電廠、變電站、電力用戶、電力工程商、電氣設備供應商、調查研究各電力行業的技能崗位以及實訓設備如何適應這些技能崗位的要求。

通過細分電力技能崗位，我們最后確定實訓設備應大致滿足發電廠和變電站電氣設備運行與維護崗、電力用戶電氣設備運行與維護、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，并應該兼備電工上崗證考證功能，使學生具備電力崗位的上崗資質和相應的技能。

當然，學校又不同于生產實際，不可能具備足夠的經費，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上，了解本質需求，轉化為各崗位的技能考核點和知識點，實訓設備應能滿足這些考核點和知識點的需求。

（三）實訓中心實訓設備應適應課程教學的需要

我院電力系統及自動化專業，目前開設的專業基礎課程和專業課程有《電工基礎》《電子技術基礎》《電機學》《發電廠、變電站電氣設備》《電力系統繼電保護》《電力系統自動裝置》《工廠供電》《儀表與測量》《電氣絕緣與試驗》，學生對這些課程的理解和消化，需要實訓設備具備相應的功能。

（四）實訓中心應兼備教師的科研平臺作用，具備一定的電氣設備試驗、開發平臺的功能

科技創新，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，利用門類齊全、設備先進的綜合條件，為電氣專業師生提供科學研究和技術開發的良好場所。與此同時，根據實踐教學的需要，及時將有關科研成果轉化為實踐教學項目。

（五）實訓設備應好看、好用、好管

根據我院院領導的要求，我們建設的實訓室設備應具備六字方針，這就是“好看、好用、好管”，好看，就是美觀大方、符合主流產品特征，學生在學校看到的，就是以后工作中即將遇到的；好用，就是功能上完全符合生產實際，學生能真正學到相應的崗位技能；好管，就是故障率要求低，設備器件標識清晰、整體協調，具備條理性，維護方便。

二、實訓中心建設方案

為正確實現中心實訓室的功能，在全面課程分析、崗位分析的基礎上，我們的實訓室從功能上大體分為：專業基礎實驗室和專業實訓室，下面分別予以闡述。

（一）專業基礎實驗室

專業基礎實驗室的地位和作用主要表現為，它們是學生理解電力、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節，是后續專業課程、專業實訓的基礎，也為學生日后在技術創新創業方面提供一種實驗的思維，通過實驗的手段來解決問題。

專業基礎實驗室主要有兩大模塊：電工基礎實驗和電子技術實驗。

1.電工基礎實驗應具備的功能

（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計與實驗；儀表電流量限擴展電路設計與實驗；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；等效網絡變換原理與實驗測試；VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的實驗及設計；雙口網絡的實驗；典型電信號的觀察與測量；RC一階電路的響應與測試；二階動態電路響應的研究；R、L、C元件阻抗特性的測定；回轉器的特性測試；示波器的使用；雙T網絡的測試；RC選頻網絡特性測試；R、L、C串聯諧振；用三表法測量交流電路等效參數；功率因數的改善實驗測試；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；功率因數及相序的測量。

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

2.電子技術實驗應具備的功能

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

（2）數字電子技術實驗：TTL與非門靜態參數的測試；TTL與非門的動態測試；CMOS集成門電路的測試；加法器；數據選擇器；觸發器的功能測試；單脈沖發生器和移位寄存器；串行累加器；計數器、譯碼器和顯示器；脈沖分配器及其應用；單穩態觸發器；多諧振蕩器；集成定時器的應用；A/D和D/A轉換器。

（二）專業實訓室

專業實訓室配置比較復雜，因為從課程角度來說，要考慮《電機學》《發電廠、變電站電氣設備》《電力系統繼電保護》《電力系統自動裝置》《工廠供電》《儀表與測量》《電氣絕緣與試驗》等多學科的實踐需求；從崗位分析的角度來說，有維修電工、發電廠電氣設備運行與維護、變電站電氣設備運行與維護、電力用戶電氣設備運行與維護、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，而職業教育的本質在于教學生一技之長，適應崗位需求；而實訓室的配置不可能配置太多的功能室，這是矛盾所在。經多方調查研究，最后我院確定電力系統模塊化的建設思路，這就是設立：（1）電機模塊；（2）發電模塊；（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及自動化專業群建設的發展方向：發輸電專業；供配電專業：電機專業；電力工程專業的發展裂化。

1.適應電機模塊，我們設立了“電機與拖動實訓室”

在電機與拖動實訓室中，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，在這個實訓室我們能進行這些電機的特性試驗，也能進行相關的電機控制接線。具體來說，包含以下各個部分和功能：

（1）變壓器實訓：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：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速（直接啟動、Y-Δ啟動、變壓器降壓啟動、轉子串電阻啟動）；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：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速（直接啟動、Y-Δ啟動、變壓器降壓啟動、轉子串電阻啟動）；同步電動機的轉矩試驗；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試：三相異步電動機點動和自鎖控制線路實訓；三相異步電動機的正反轉控制線路實訓；三相異步電動機Y/△降壓啟動控制線路實訓；能耗制動控制實訓；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；兩地控制線路。

（7）應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.適應電力用戶模塊，以及使學生對電力系統各個環節的一次設備有個全面的認識，我們設立了“電氣設備運行實訓室”在這個實訓室，我們采用一個典型的10kV電力用戶配置，從電氣一次設備到電氣二次設備全部采用實際電力工業設備。這些電力工業設備加以改造，使之能通以400V的低電壓，來模擬10kV高電壓設備的運行。

該實訓室的高壓一次接線圖如下：

該實訓室的低壓一次接線圖如下：

該實訓室的功能整體表述為：典型10kV電力用戶的設備運行維護、高壓試驗；使學生對電力系統一次設備、二次設備有個整體認識；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、監視。

（4）10kV一次設備的檢修維護。

（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，由于這個實訓室實際上已經配備了變壓器、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，只緊鄰該運行實訓室配備了一個試驗設備管理兼講演探討區，在該區我們配備了常用的高壓試驗設備，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、介質損耗測試儀、互感器特性測試儀、繼電保護測試儀等試驗設備。

3.適應發電模塊，我們設立了“發電運行實訓室”

在這個實訓室，我們采用小型發電機模擬大中型發電組，大中型發電機組的一些自動裝置，繼電保護全部在該室得以體現，并全部采用電力工業設備。

該室的電氣主接線為：

該實訓室的功能整體表述為：發電廠電氣設備的運行操作、監控、維護。在該實訓室我們設置了2臺小容量的發電機組和相應的電氣設備來模擬大容量的發電機組和電氣設備。

具體功能為：

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

（2）發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）發電廠日常抄表、監測。

（5）發電機、變壓器等繼電保護認識和校核。

（6）發電廠綜合自動化系統的認識和操作。

4.適應變電模塊，我們設立了“變電站仿真實訓室”

在這個實訓室，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，全部采用電力工業設備。該實訓室的一次設備和二次設備完全按相關技術規程的要求配置。

該室的電氣主接線為：

該實訓室的功能整體表述為：變電站電氣設備的運行操作、監控、維護日常運行維護，具體功能為：

（1）變電站主接線的認識、一次設備的配置，二次設備的認識和配備。

（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的認識和操作。

特別的，發電模塊和變電模塊的系統都配置了兩種工況。運行工況和檢修調試工況，運行工況下，相當于正常的發電廠和變電站；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，發電廠和變電站事故處理等實訓。當然，發電模塊和變電模塊有相重復的部分，這只要考慮工位問題，有些課題可以同時在兩個實訓室完成。

三、實訓中心建設實施

實訓室的建設是百年大計，建設質量關系到以后學生的實操、就業以及學校的招生，影響巨大，學校領導高度重視，我院主要從以下幾個方面主抓公共實訓中心實訓室建設。

1.建立實訓中心建設班子，抽調有企業經驗的老師主抓實訓中心建設，確立建設思路，建立相關制度。

2.確立中心各實訓室技術要求和技術參數，通過各種渠道向企業發布需求信息，由各意向企業報送實施方案，我院相關專業老師進行方案比較，確立技術可行、安全經濟、運行可靠的實施方案和實施企業。

3.確立驗收程序，針對各實訓室的特點確定驗收細則，把好驗收關。

四、結束語

職業院校實訓課是培養學生實踐能力、動手能力、分析能力的重要環節，實訓中心實訓室首先要滿足實際訓練的需要，即設備的使用方法、操作過程要和工業現場同類設備相同或相近，在實訓裝置上經過培訓后走上工作崗位能夠對現場設備不再陌生，通過上述多個模塊實際設備和場景的操作和演練，深入了解電力生產運行的實際制度和要求，并掌握運行人員的工作技能，加深電網運行、設備維護、設備檢修和事故處理等實用知識的感性認識，提高理論聯系實際的基本素質和工作的競爭能力。我院的實訓中心設備基本上能滿足這些要求，受到一致好評。

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