電力系統(tǒng)控制實驗室建設方案的探索

林偉明

（廣東理工學院，廣東 肇慶 526100）

1 電力系統(tǒng)控制實驗室建設目的

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

1.1 滿足電氣工程專業(yè)多門課程的實踐教學

電力系統(tǒng)控制實驗室綜合了目前高等院校包括《電力系統(tǒng)繼電保護》《工廠供電》《電力工程基礎》等多門電氣工程專業(yè)課程的教學內(nèi)容。它能對變電所，輸電線路及工廠中常用的繼電保護、電氣二次控制回路、監(jiān)測及自動裝置的教學內(nèi)容進行操作實驗，并能滿足相關(guān)專業(yè)學科開設課程設計。電力系統(tǒng)控制實驗室的建設，可以使學生通過實踐手段，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)生打下堅實的基礎。

1.2 以實踐教學為導向

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

1.3 以科研提高教學水平

科研是每個教師不斷追求教學成果進步的重要舉措，在教授學生知識的同時，教師需要不斷豐富自身知識，不斷發(fā)掘新知識和優(yōu)化教學方法。能夠針對教與學之間存在的問題，提出具體的解決辦法。定期進行科研工作，力求科研創(chuàng)新，時刻關(guān)注領(lǐng)域前沿技術(shù)，擔當知識海洋與學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，提供教學水平。

2 電力系統(tǒng)控制實驗室整體建設

2.1 實驗設備的建設

電力系統(tǒng)控制實驗室實驗設備的選用必須充分考慮實驗可開設的深度和廣度，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)實際的應用和發(fā)展，能夠進行真實性操作和探索性設計與開發(fā)。各個實驗模塊任務要分明，效果要真實、明顯。設備應具備先進的技術(shù)指標和適應能力強的造作工藝，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，更換實驗模塊。作為對本專業(yè)師生開放性的實驗室，設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。

電力系統(tǒng)控制實驗室的實驗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，帶有過流保護裝置，故障監(jiān)控報警和記錄功能，便于故障排查與后期的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析。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，靈活應對各門學科的不同實驗內(nèi)容，即使學科變換實驗內(nèi)容，它也能隨著變換掛件組合滿足其需要。

圖2

選用售后服務好，創(chuàng)新能力強的設備供應商，時刻關(guān)注設備掛件的更新?lián)Q代，必要時更換新型掛件和增加掛件模塊，擴展實驗內(nèi)容。根據(jù)教學大綱和教學方案聯(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)學生自行設計，制作掛件。

2.2 實驗內(nèi)容的建設

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，掌握各類型電氣設備、裝置的操作和運行，了解該領(lǐng)域的先進技術(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，綜合學生個性發(fā)展需要和行業(yè)需求，教學內(nèi)容應體現(xiàn)其針對性、先進性、實用性和創(chuàng)新性。必要時淘汰已經(jīng)過時的實驗和實驗模式，選取先進的實驗模型和實驗原理，選取最接近生產(chǎn)現(xiàn)場的實驗裝置和工作方式，確保學生掌握的知識能運用到工作現(xiàn)場。由淺入深，從一般設備、裝置的特性實驗，到某一項功能的綜合性實驗，再到個性創(chuàng)新的開放性實驗，適應每個學生自身能力的個性發(fā)展。

2.3 師資隊伍的建設

除了優(yōu)質(zhì)的硬件設備和科學的實驗內(nèi)容，還要建設優(yōu)秀的專業(yè)教師隊伍，達到專業(yè)實驗室功效的最大化。應該專門組建電氣工程專業(yè)高壓方向的教研團隊，由專業(yè)知識豐富，電力行業(yè)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗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伍，加上實踐經(jīng)驗豐富的實驗技術(shù)管理人員，必要時可外聘電力行業(yè)工程師指導實踐課程。

教研團隊組織開展專業(yè)培訓計劃；有意識轉(zhuǎn)變科研方向，深入研究專業(yè)先進技術(shù)；積極走訪以電氣工程專業(yè)為強項的學校，進行交流學習，吸取其成功的教學經(jīng)驗，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)試和實際應用，將真實的工程技術(shù)和生產(chǎn)操作帶回學校，對比現(xiàn)有的教學內(nèi)容和實驗裝置所存在的差異，修整教學方案。

3 電力系統(tǒng)控制實驗室的預期收益

電力系統(tǒng)控制實驗室建設后，豐富了電氣工程專業(yè)的實驗教學內(nèi)容，補充了電氣工程專業(yè)高壓方向?qū)嶒灲虒W的短板，為電氣工程專業(yè)多門核心課程提供實驗（訓）場所，提高了本專業(yè)的實驗開設率。預計本專業(yè)學生每學年超過350人參與實驗（訓）教學任務，見表1。

表1

課程設計是檢驗學生對專業(yè)知識的綜合運用能力，又是對動手能力的再次升級測試。針對特定的課程設計項目，學生將專業(yè)知識和實驗操作經(jīng)驗整合運用到課程設計課題中。從設計方案比較、選用，到系統(tǒng)的設計思路，調(diào)試和實際應用，學生的學科知識得到一次全方位的檢驗和提升，電力系統(tǒng)控制實驗室為學生研究課題提供條件，普及到本專業(yè)方向每個學生身上。

實驗設備的選用，確定了實驗內(nèi)容難易層次劃分明確，涉及專業(yè)知識的深淺分明。充分利用實驗室現(xiàn)有資源，在全校范圍內(nèi)開設電力系統(tǒng)相關(guān)的選修課程、電力系統(tǒng)基礎性實驗，例如，電力設施基本設備和裝置的特性實驗就能滿足選修學生的實踐內(nèi)容。

校企合作是現(xiàn)代應用型高等學校教育的發(fā)展策略之一，通過電力系統(tǒng)控制實驗室作為連接企業(yè)的橋梁，開設校企合作培訓點，實現(xiàn)企業(yè)和學校資源共享、互助互利、共同培養(yǎng)專業(yè)技能人才的目的。學生可以提前了解企業(yè)的運作，學校又能結(jié)合企業(yè)實際需要制定培養(yǎng)計劃，而企業(yè)則能直接從學校獲得符合發(fā)展需要的優(yōu)質(zhì)畢業(yè)生。電力系統(tǒng)控制實驗室配置足夠先進和完善，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)實驗室的建設方案和預期成果。它將成為電氣工程多門專業(yè)課程的實驗（訓）基地，真正做到理論教學和實驗教學兩手抓的教育理念。

動手能力是應用型專業(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)控制實驗室不僅滿足學生和社會發(fā)展的需要，同時，還能幫助教師在科研工作進行多方向發(fā)展。學生的實踐經(jīng)驗和就業(yè)機會得到大大的提高，師資隊伍得到專業(yè)化壯大，學校的專業(yè)學科也得到了很好的拓展，加強了學校與社會的聯(lián)系。