時間：2023-02-25 04:29:54
序論：在您撰寫變電所實(shí)訓(xùn)總結(jié)時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞 牽引變電所 實(shí)踐教學(xué) 電氣主接線 二次接線 故障處理
中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
Exploration and Practice of Electrified Railway Professional
Traction Substation Teaching Practice
YANG Dali
（Wuhan Railway Vocational College of Technology， Wuhan， Hubei 430205）
Abstract In this paper the traction substation maintenance "and" the practical operation skills the main jobs of this course required， put forward the thinking course practice teaching base， analyzes the general principles of teaching practice of the project design， the design of the traction substation practical teaching specific projects and integrated project combining with the teaching practice， experience， the teaching organization and implementation plan， with a strong operational. This paper provides reference for electrified railway traction substation professional training base of the building and the implementation of practice teaching.
Key words traction substation; practice teaching; main electrical wiring; secondary wiring; troubleshooting
“牽引變電所的運(yùn)行與維護(hù)”是電氣化鐵道專業(yè)的主干課程，同時又是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，該門課程針對的主要就業(yè)崗位是變電所值班員、變配電檢修工。牽引變電所的運(yùn)行與維護(hù)實(shí)踐教學(xué)如何有效開展，以提高學(xué)生的動手能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)校所學(xué)與企業(yè)所需無縫對接，成為從事電氣化鐵道專業(yè)教學(xué)的亟待解決的問題。
1 實(shí)踐教學(xué)基地的建設(shè)
1.1 建設(shè)思路
校企共同建設(shè)集課程的實(shí)踐教學(xué)、技能培訓(xùn)、技能鑒定于一體的生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地。實(shí)訓(xùn)基地分校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)與校外實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)兩部分。在校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地中開發(fā)建設(shè)“校中廠”（模擬變電所實(shí)訓(xùn)基地），在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中實(shí)現(xiàn)在實(shí)際工作環(huán)境都難以完全展現(xiàn)的真實(shí)現(xiàn)場工作任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用相關(guān)理論知識對實(shí)際問題的解決能力，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和應(yīng)變能力。校外實(shí)訓(xùn)基地則依托各個鐵路局供電段，開發(fā)建設(shè)“廠中?！保寣W(xué)生在現(xiàn)場掌握專業(yè)所需技能。
1.2 建設(shè)項(xiàng)目
校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地主要是建設(shè)模擬變電所實(shí)訓(xùn)基地，學(xué)生可以在在實(shí)訓(xùn)周到模擬變電所進(jìn)行電氣主接線的認(rèn)知、模擬倒閘操作，仿真現(xiàn)場的各種生產(chǎn)操作和故障處理。有了這樣的“校中廠”，就能形成一個集生產(chǎn)、教學(xué)、培訓(xùn)、技術(shù)服務(wù)于一體的共享型實(shí)訓(xùn)基地。模擬牽引變電所實(shí)訓(xùn)基地主要包括高壓設(shè)備實(shí)訓(xùn)室、模擬變電所主控室、仿真變電所實(shí)訓(xùn)室。
校外實(shí)訓(xùn)基地主要是根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)進(jìn)程，結(jié)合教學(xué)進(jìn)程、教學(xué)內(nèi)容，兼顧教學(xué)條件、職工培訓(xùn)、學(xué)生就業(yè)等方面的因素，建立“綜合型”的校外實(shí)訓(xùn)基地。“綜合型”校外實(shí)訓(xùn)基地主要承擔(dān)課程綜合實(shí)訓(xùn)和變電所值班員、變配電檢修工考證訓(xùn)練，促進(jìn)學(xué)生技能提升。
2 實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)
2.1 設(shè)計(jì)的總體原則
設(shè)計(jì)的總體原則是遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，由淺入深，從簡單到復(fù)雜。首先，讓學(xué)生對電氣化鐵道供電系統(tǒng)有一個整體認(rèn)知，從而對自己所學(xué)的專業(yè)有整體了解，對各門專業(yè)課程之間的聯(lián)系也會有一定認(rèn)知。再從整體分解到局部，訓(xùn)練學(xué)生熟悉牽引變電所值班員、變配電檢修工所需的知識點(diǎn)和實(shí)際操作技能點(diǎn)。例如：高壓設(shè)備的認(rèn)知與日常維護(hù)、牽引變電所電氣主接線的識圖與倒閘操作、二次接線的識圖分析與安裝調(diào)試、牽引變電所主控室的日常操作與維護(hù)、牽引變電所常見故障的處理等。最后，設(shè)計(jì)牽引變電所綜合性實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，滿足學(xué)生職業(yè)技能鑒定的需求。
2.2 實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目的具體設(shè)計(jì)
2.2.1 電氣化鐵道供電系統(tǒng)的整體認(rèn)知
在高壓設(shè)備實(shí)訓(xùn)室，采用實(shí)際設(shè)備和模型相結(jié)合的方式，選取可靠方便、操作性強(qiáng)的裝置，真正達(dá)到培訓(xùn)學(xué)生的目的。綜合考慮教學(xué)與現(xiàn)場結(jié)合的真實(shí)性和實(shí)訓(xùn)室建設(shè)的經(jīng)費(fèi)要求，為獲得盡量高的性價(jià)比，牽引變電所的整體構(gòu)造采用仿真模型，直觀且能動態(tài)模擬牽引變電所整個送電過程，讓學(xué)生有一種整體的感覺。對于檢修比較頻繁、故障率高的設(shè)備采用和現(xiàn)場完全對應(yīng)的實(shí)際設(shè)備，例如：斷路器、電壓電流互感器、電動隔離開關(guān)。既達(dá)到了教學(xué)目的，又節(jié)約了成本。電氣化鐵道專業(yè)就業(yè)崗位和核心課程實(shí)際上就是圍繞電氣化鐵道供電系統(tǒng)的整體構(gòu)造設(shè)置的，主要課程有牽引變電所的運(yùn)行與維護(hù)、繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行與維護(hù)、高電壓試驗(yàn)、接觸網(wǎng)的安裝與維護(hù)。通過本次實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠明確所學(xué)專業(yè)各門課程的內(nèi)在聯(lián)系，本專業(yè)面向的就業(yè)崗位之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中，要求學(xué)生了解電氣化鐵道供電系統(tǒng)有哪些主要電氣設(shè)備、功能、操作規(guī)程，并與實(shí)際高壓開關(guān)設(shè)備的安裝接線建立對應(yīng)關(guān)系。
2.2.2 根據(jù)變電所值班員、變配電檢修工崗位需求，分步設(shè)計(jì)實(shí)際操作技能點(diǎn)
（1）高壓設(shè)備的認(rèn)知與日常維護(hù)：在高壓設(shè)備實(shí)訓(xùn)室，利用仿真模型進(jìn)行一次設(shè)備的認(rèn)知、巡視和日常維護(hù);利用斷路器、電壓電流互感器、電動隔離開關(guān)這些真實(shí)的設(shè)備訓(xùn)練學(xué)生進(jìn)行一次設(shè)備的安裝、維護(hù)和故障處理。實(shí)訓(xùn)時要能夠填寫一次設(shè)備巡視記錄表，判斷一次設(shè)備工作是否正常，對于工作不正常的設(shè)備提出改進(jìn)措施和意見。
（2）牽引變電所電氣主接線的識圖與倒閘操作：這項(xiàng)操作是作為變電所值班員、變配電檢修工和電力調(diào)度員必須熟練掌握的技能，應(yīng)該重點(diǎn)訓(xùn)練。在模擬變電所主控室，把電氣主接線圖板和主控室的測控保護(hù)裝置結(jié)合，讓學(xué)生熟悉牽引變電所各一次設(shè)備的符號功能、分析常見電氣主接線的結(jié)構(gòu)，對比分析高鐵和普速鐵路牽引變電所電氣主接線的異同，以適應(yīng)中國鐵路快速發(fā)展的需要。在學(xué)生了解倒閘操作含義、熟悉倒閘操作的要求步驟及注意事項(xiàng)、掌握倒閘操作的原則前提下，根據(jù)電氣主接線圖填寫倒閘操作票并在主控室測控保護(hù)裝置上實(shí)施倒閘操作。
（3）二次接線的識圖分析與安裝調(diào)試：在模擬變電所主控室，根據(jù)典型牽引變電所的控制信號回路圖紙，認(rèn)知展開接線圖的構(gòu)成及各符號含義，分析斷路器的手動合閘、手動跳閘、自動合閘、自動跳閘的動作過程和指示信號，再按照展開圖進(jìn)行二次接線圖的安裝調(diào)試，利用萬用表測試和故障排查，直至調(diào)試成功。
（4）牽引變電所主控室的日常操作與維護(hù)：在模擬變電所主控室，判斷模擬盤與實(shí)際運(yùn)行方式是否相符，試驗(yàn)信號裝置和光字牌顯示是否正確;檢查下列幾項(xiàng)裝置，要求工作正常：表計(jì)指示、蓄電池切換器位置正確，浮充電流、自動記錄表計(jì)運(yùn)行正常，交直流絕緣監(jiān)視表指示情況正常;轉(zhuǎn)換開關(guān)、繼電保護(hù)和自動裝置壓板以及切換開關(guān)的位置、標(biāo)示牌應(yīng)正確，并與記錄相符;繼電器內(nèi)部無異音，接點(diǎn)無抖動、位置正常，信號繼電器無掉牌，成套保護(hù)、故障點(diǎn)探測儀工作正常。
（5）牽引變電所常見故障的處理：此項(xiàng)操作通常在仿真變電所實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行，在仿真平臺中實(shí)現(xiàn)在實(shí)際工作環(huán)境都難以完全展現(xiàn)的真實(shí)現(xiàn)場工作任務(wù)。學(xué)生在熟悉故障處理原則和方法的基礎(chǔ)上，在仿真平成牽引變電所的運(yùn)行維護(hù)及事故處理和搶修實(shí)訓(xùn)。實(shí)訓(xùn)過程中要能夠填寫事故現(xiàn)象，進(jìn)行原因分析，提出解決對策。
2.2.3 設(shè)計(jì)牽引變電所綜合性實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，滿足學(xué)生職業(yè)技能鑒定的需求
近年來，電氣化鐵道專業(yè)面向的各個崗位都要求學(xué)生在畢業(yè)前通過職業(yè)技能鑒定，帶證才能上崗?！盃恳冸娝倪\(yùn)行與維護(hù)”課程針對的主要就業(yè)崗位是變電所值班員、變配電檢修工。通過對就業(yè)崗位的調(diào)研，分析職業(yè)技能鑒定的理論知識和實(shí)際操作技能點(diǎn)。參照變電所值班員和變配電檢修工所需的技能，可以設(shè)計(jì)變電所值班員考證和27.5KV高壓斷路器檢修兩個典型的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，同時開發(fā)職業(yè)技能鑒定培訓(xùn)方案和課件。在經(jīng)過兩周左右的職業(yè)技能鑒定培訓(xùn)后，學(xué)生考證通過率大幅度提高。
3 教學(xué)實(shí)踐
教學(xué)實(shí)踐的組織：分組法。每組選出一名小組長，小組長應(yīng)該具備較強(qiáng)的動手能力和組織能力，能夠帶動全組分工協(xié)作，共同完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)。在實(shí)踐教學(xué)時，考慮到模擬牽引變電所各個實(shí)訓(xùn)室的造價(jià)較高，所以一般高壓設(shè)備、模擬變電所主控室都只配一套實(shí)訓(xùn)設(shè)備，在實(shí)施的過程中各實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目可以分組完成，同時把理論和實(shí)踐相結(jié)合，在實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書上任務(wù)資訊中設(shè)置與該實(shí)操項(xiàng)目相關(guān)的理論知識，先完成資訊任務(wù)的同學(xué)先實(shí)施，讓學(xué)生知其然，還要知其所以然。這樣，既能把理論知識和實(shí)操結(jié)合，又能解決實(shí)訓(xùn)設(shè)備套數(shù)較少的問題。
實(shí)施方法：按照“六步法”（資訊、計(jì)劃、決策、實(shí)施、檢查、評價(jià)）的引導(dǎo)實(shí)施，在評價(jià)時引進(jìn)過程評價(jià)，通過自評、互評和教師評確定最后得分。對于表現(xiàn)突出的小組長，給予一定的加分。在實(shí)訓(xùn)過程中，強(qiáng)化“安全高于一切、責(zé)任重于泰山、服從統(tǒng)一指揮”的職業(yè)素質(zhì)，對于不服從指揮或胡干蠻干的同學(xué)，進(jìn)行嚴(yán)厲批評，對其動之以情曉之以理，使其明確不服從指揮的嚴(yán)重后果，從而培養(yǎng)良好的職業(yè)素養(yǎng)。
4 總結(jié)與展望
綜上所述，針對“牽引變電所的運(yùn)行與維護(hù)”的主要就業(yè)崗位所需的實(shí)際操作技能，這門課程實(shí)踐教學(xué)所需建設(shè)的基地主要是高壓設(shè)備實(shí)訓(xùn)室、模擬變電所主控室、仿真變電所實(shí)訓(xùn)室。實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)的總體原則是先讓學(xué)生對電氣化鐵道供電系統(tǒng)有一個整體認(rèn)知，再從整體分解到局部，訓(xùn)練學(xué)生熟悉牽引變電所值班員、變配電檢修工所需的知識點(diǎn)和實(shí)際操作技能點(diǎn)，最后進(jìn)行牽引變電所綜合性實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的訓(xùn)練，滿足學(xué)生職業(yè)技能鑒定的需求。隨著國家對高職院校資金投入的不斷加大和對口企業(yè)對高職院校專業(yè)建設(shè)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)的大力支持，相信“牽引變電所的運(yùn)行與維護(hù)”實(shí)踐教學(xué)條件會越來越成熟，培養(yǎng)出來的學(xué)生動手能力也會不斷增強(qiáng)，學(xué)生在校所學(xué)就是企業(yè)上崗所需，實(shí)現(xiàn)學(xué)校與企業(yè)的零距離對接。
參考文獻(xiàn)
論文關(guān)鍵詞：模擬變電所；運(yùn)動監(jiān)控系統(tǒng)；微機(jī)保護(hù)
論文摘要：介紹了西南交通大學(xué)建成的教學(xué)用模擬變電所實(shí)訓(xùn)基地的結(jié)構(gòu)、功能、特點(diǎn)、實(shí)踐項(xiàng)目。使用表明，該基地具有國內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)水平，完善的教學(xué)、培訓(xùn)和科研的綜合功能。由于采用最新的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，該變電所可作為目前鐵路牽引變電所技術(shù)改造的參考。
0引言
西南交通大學(xué)有部分直接服務(wù)于鐵路現(xiàn)代化建設(shè)的專業(yè)，其中“鐵道電氣化”專業(yè)作為教育部、鐵道部的重點(diǎn)特色專業(yè)而一直受到重視。
分布于鐵路沿線的牽引變電所，是電氣化鐵道供電的樞紐。隨著我國電氣化鐵路和城市軌道交通的發(fā)展，變電所綜合自動化技術(shù)水平的不斷提高，對從事牽引變電所設(shè)計(jì)、運(yùn)行、管理等方面的專業(yè)技術(shù)人才的需求數(shù)量增加，同時對其掌握知識的廣度和深度特別是具有較強(qiáng)的實(shí)踐動手能力方面提出了更高的要求。因此，在教學(xué)環(huán)節(jié)中，應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生理論和實(shí)踐相結(jié)合的能力的培養(yǎng)。在教育部“示范性教學(xué)實(shí)踐基地”基金支持下，2002年西南交大在峨眉校區(qū)建成一座集教學(xué)、實(shí)習(xí)、培訓(xùn)和科研為一體的模擬變電所實(shí)訓(xùn)基地。
1模擬變電所簡介
我校模擬變電所分為兩期建成:
I期是與實(shí)際變電所相同的開關(guān)控制屏柜和繼電保護(hù)屏柜、中央控制盤、交直流電源盤、以及自行設(shè)計(jì)的模擬負(fù)載電量和故障盤。如圖1所示。
Ⅱ期是模擬一段地方電力網(wǎng)或電氣化鐵路的環(huán)境下，一個調(diào)度中心使用遠(yuǎn)動監(jiān)控系統(tǒng)控制的五個變電所，圖2是這五個模擬變電所的一次接線圖。該項(xiàng)目綜合了地方與鐵路、不同主變、不同接線類型的各種變電所，且負(fù)載的大小和相位均可調(diào)節(jié)，其中S”模擬變電所采用了WBH-891型電鐵主變微機(jī)保護(hù)裝置、WKH-891型電鐵饋線微機(jī)保護(hù)裝置、DQWC-03牽引變電所二次設(shè)備測試系統(tǒng)。
模擬變電所中被監(jiān)控設(shè)備的位置狀態(tài)信號、保護(hù)動作信號、預(yù)告信號、事故信號等遙信信號通過電纜與RTU (Remote Terminal Unit遠(yuǎn)方終端)的開關(guān)量輸人/輸出模塊相連接，電流、電壓等遙測信號將通過信號變送器柜，輸人RTU的模擬量輸人模塊;控制中心下發(fā)的遙控命令，通過以太網(wǎng)傳輸，實(shí)現(xiàn)遙信、遙測、遙控的功能。遠(yuǎn)動監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。RTU是采用施耐德電氣公司的PLC系列中模塊式結(jié)構(gòu)的Momentum，其編程軟件Con-cept是一個基于Microsoft Windows環(huán)境的編程軟件套件，具有很強(qiáng)的設(shè)計(jì)性、可擴(kuò)展性;主站組態(tài)軟件iFix支持工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，具有開放性、可組態(tài)性、兼容性及可開發(fā)性。
為了比較和研究，我系的教師正在進(jìn)行一系列的科研開發(fā)，其目標(biāo)是在模擬變電所二次系統(tǒng)中采用測控、保護(hù)一體化的分布式控制系統(tǒng)(DCS)實(shí)現(xiàn)變電所自動化管理，其結(jié)構(gòu)圖如圖4。
2教學(xué)實(shí)踐基地的開發(fā)
1)校內(nèi)學(xué)生及現(xiàn)場工程技術(shù)人員，可對照變電所各種屏柜，提高閱讀二次系統(tǒng)接線圖、安裝施工圖的能力，通過開閉操作、設(shè)置故障等項(xiàng)目的訓(xùn)練，可以培養(yǎng)他們對現(xiàn)場運(yùn)行中出現(xiàn)的故障的分析和處理能力，包括一次設(shè)備的故障范圍的判斷、二次系統(tǒng)的故障判斷、查找和處理。
2)變電所基本電器及二次接線方面實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目n個。如斷路器結(jié)構(gòu)、原理;斷路器參數(shù)的測量與調(diào)整;變電所二次接線、電纜的數(shù)字編號法以及“相對標(biāo)志法”的識別;二次接線盤后安裝圖及實(shí)際安裝技術(shù);變壓器控制、保護(hù)盤結(jié)構(gòu)、接線、檢測、調(diào)試及整套保護(hù)聯(lián)動實(shí)驗(yàn)(包括整定計(jì)算);在以上各盤設(shè)置不同故障(可達(dá)幾百種)練習(xí)查找及消除故障的方法等。
3)運(yùn)動系統(tǒng)遙測、遙信信號源接線的校正及采集的遙測量的精度實(shí)驗(yàn)。
4)利用便攜式計(jì)算機(jī)對遙控設(shè)備進(jìn)行合、分實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生了解遠(yuǎn)動系統(tǒng)是如何驅(qū)動被控設(shè)備動作。
5)利用一般的瀏覽器訪問各RTU中PLC的網(wǎng)頁，實(shí)時了解該P(yáng)LC的運(yùn)行、通信等狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)。
6)上位機(jī)各種功能的校核實(shí)驗(yàn)。通過該實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生了解調(diào)度員的工作職責(zé)、工作內(nèi)容、iFix軟件的各種功能的使用，從而對遠(yuǎn)動系統(tǒng)有更深層的了解。
7)利用組態(tài)軟件Concept對PLC進(jìn)行配置，使學(xué)生熟練掌握利用Concept按照所用的PLC型號及設(shè)計(jì)要求對PLC進(jìn)行配置;利用Concept對PLC遙控、遙信和遙測功能的編程，使學(xué)生熟練掌握Concept編程方法。
8)自動化組態(tài)軟件iFix系統(tǒng)的安裝，熟悉掌握iFix系統(tǒng)軟件的運(yùn)行環(huán)境及其安裝過程。
9)通過在iFix系統(tǒng)新增6#模擬變電所的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解iFix系統(tǒng)的可組態(tài)性及可擴(kuò)展性。
10)進(jìn)行繼電保護(hù)單體測試及數(shù)據(jù)管理。
11)進(jìn)行繼電保護(hù)盤上測試及數(shù)據(jù)管理。
12)微機(jī)保護(hù)裝置的調(diào)試與特性實(shí)驗(yàn)。
3實(shí)踐意義
模擬變電所實(shí)訓(xùn)基地自1998年投入使用后，至今已連續(xù)培訓(xùn)了五屆畢業(yè)生和一批現(xiàn)場工程技術(shù)人員，經(jīng)總結(jié)，其實(shí)踐意義在于:
1)為學(xué)生提供專業(yè)技能訓(xùn)練的條件與場所。能完成供變電工程、繼電保護(hù)、變電所二次接線、微機(jī)監(jiān)控技術(shù)等幾乎全部專業(yè)課程的大量綜合性實(shí)驗(yàn)，以及電氣設(shè)備的實(shí)際操作技能、檢修調(diào)試技術(shù)、查找故障及排除方法的實(shí)際訓(xùn)練。而且充分利用學(xué)校具有的學(xué)科優(yōu)勢，以模擬變電所為基地，配合學(xué)生專業(yè)課和專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)，開發(fā)如電工理論、電氣裝備、自動化、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)與通訊等領(lǐng)域的多個應(yīng)用性、研究性實(shí)驗(yàn);同時由于人員和設(shè)備的集中，能夠按項(xiàng)目組織學(xué)生進(jìn)行綜合性實(shí)訓(xùn)，盡可能使學(xué)生參與以教師為主導(dǎo)的科研活動。
2)對于現(xiàn)場技術(shù)和施工人員，很重要的一點(diǎn)就是要能閱讀二次回路圖紙、熟練地掌握接線、配線工藝，能查找和處理運(yùn)行故障和設(shè)計(jì)缺陷。通過實(shí)地培訓(xùn)，能大大的提高他們的讀圖、判斷、查找、處理故障的能力。該基地于2000年為樂山電力股份有限公司培訓(xùn)和考核職工283人，取得良好的效果。
3)目前西南地區(qū)鐵路已完全實(shí)現(xiàn)電氣化，全區(qū)擁有牽引變電所200多座，其中大都為上世紀(jì)70~80年代所建，技術(shù)水平落后。而我校模擬變電所實(shí)訓(xùn)基地的建成，對其技術(shù)改造具有借鑒的意義，在應(yīng)用新技術(shù)、新設(shè)備和進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新方面起到示范的作用。
4結(jié)束語
論文摘要：介紹了西南交通大學(xué)建成的教學(xué)用模擬變電所實(shí)訓(xùn)基地的結(jié)構(gòu)、功能、特點(diǎn)、實(shí)踐項(xiàng)目。使用表明，該基地具有國內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)水平，完善的教學(xué)、培訓(xùn)和科研的綜合功能。由于采用最新的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，該變電所可作為目前鐵路牽引變電所技術(shù)改造的參考。
0引言
西南交通大學(xué)有部分直接服務(wù)于鐵路現(xiàn)代化建設(shè)的專業(yè)，其中“鐵道電氣化”專業(yè)作為教育部、鐵道部的重點(diǎn)特色專業(yè)而一直受到重視。
分布于鐵路沿線的牽引變電所，是電氣化鐵道供電的樞紐。隨著我國電氣化鐵路和城市軌道交通的發(fā)展，變電所綜合自動化技術(shù)水平的不斷提高，對從事牽引變電所設(shè)計(jì)、運(yùn)行、管理等方面的專業(yè)技術(shù)人才的需求數(shù)量增加，同時對其掌握知識的廣度和深度特別是具有較強(qiáng)的實(shí)踐動手能力方面提出了更高的要求。因此，在教學(xué)環(huán)節(jié)中，應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生理論和實(shí)踐相結(jié)合的能力的培養(yǎng)。在教育部“示范性教學(xué)實(shí)踐基地”基金支持下，2002年西南交大在峨眉校區(qū)建成一座集教學(xué)、實(shí)習(xí)、培訓(xùn)和科研為一體的模擬變電所實(shí)訓(xùn)基地。
1模擬變電所簡介
我校模擬變電所分為兩期建成:
I期是與實(shí)際變電所相同的開關(guān)控制屏柜和繼電保護(hù)屏柜、中央控制盤、交直流電源盤、以及自行設(shè)計(jì)的模擬負(fù)載電量和故障盤。如圖1所示。
Ⅱ期是模擬一段地方電力網(wǎng)或電氣化鐵路的環(huán)境下，一個調(diào)度中心使用遠(yuǎn)動監(jiān)控系統(tǒng)控制的五個變電所，圖2是這五個模擬變電所的一次接線圖。該項(xiàng)目綜合了地方與鐵路、不同主變、不同接線類型的各種變電所，且負(fù)載的大小和相位均可調(diào)節(jié)，其中S”模擬變電所采用了WBH-891型電鐵主變微機(jī)保護(hù)裝置、WKH-891型電鐵饋線微機(jī)保護(hù)裝置、DQWC-03牽引變電所二次設(shè)備測試系統(tǒng)。
模擬變電所中被監(jiān)控設(shè)備的位置狀態(tài)信號、保護(hù)動作信號、預(yù)告信號、事故信號等遙信信號通過電纜與RTU (Remote Terminal Unit遠(yuǎn)方終端)的開關(guān)量輸人/輸出模塊相連接，電流、電壓等遙測信號將通過信號變送器柜，輸人RTU的模擬量輸人模塊;控制中心下發(fā)的遙控命令，通過以太網(wǎng)傳輸，實(shí)現(xiàn)遙信、遙測、遙控的功能。遠(yuǎn)動監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。RTU是采用施耐德電氣公司的PLC系列中模塊式結(jié)構(gòu)的Momentum，其編程軟件Con-cept是一個基于Microsoft Windows環(huán)境的編程軟件套件，具有很強(qiáng)的設(shè)計(jì)性、可擴(kuò)展性;主站組態(tài)軟件iFix支持工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，具有開放性、可組態(tài)性、兼容性及可開發(fā)性。
為了比較和研究，我系的教師正在進(jìn)行一系列的科研開發(fā)，其目標(biāo)是在模擬變電所二次系統(tǒng)中采用測控、保護(hù)一體化的分布式控制系統(tǒng)(DCS)實(shí)現(xiàn)變電所自動化管理，其結(jié)構(gòu)圖如圖4。
2教學(xué)實(shí)踐基地的開發(fā)
1)校內(nèi)學(xué)生及現(xiàn)場工程技術(shù)人員，可對照變電所各種屏柜，提高閱讀二次系統(tǒng)接線圖、安裝施工圖的能力，通過開閉操作、設(shè)置故障等項(xiàng)目的訓(xùn)練，可以培養(yǎng)他們對現(xiàn)場運(yùn)行中出現(xiàn)的故障的分析和處理能力，包括一次設(shè)備的故障范圍的判斷、二次系統(tǒng)的故障判斷、查找和處理。
2)變電所基本電器及二次接線方面實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目n個。如斷路器結(jié)構(gòu)、原理;斷路器參數(shù)的測量與調(diào)整;變電所二次接線、電纜的數(shù)字編號法以及“相對標(biāo)志法”的識別;二次接線盤后安裝圖及實(shí)際安裝技術(shù);變壓器控制、保護(hù)盤結(jié)構(gòu)、接線、檢測、調(diào)試及整套保護(hù)聯(lián)動實(shí)驗(yàn)(包括整定計(jì)算);在以上各盤設(shè)置不同故障(可達(dá)幾百種)練習(xí)查找及消除故障的方法等。
3)運(yùn)動系統(tǒng)遙測、遙信信號源接線的校正及采集的遙測量的精度實(shí)驗(yàn)。
4)利用便攜式計(jì)算機(jī)對遙控設(shè)備進(jìn)行合、分實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生了解遠(yuǎn)動系統(tǒng)是如何驅(qū)動被控設(shè)備動作。轉(zhuǎn)貼于
5)利用一般的瀏覽器訪問各RTU中PLC的網(wǎng)頁，實(shí)時了解該P(yáng)LC的運(yùn)行、通信等狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)。
6)上位機(jī)各種功能的校核實(shí)驗(yàn)。通過該實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生了解調(diào)度員的工作職責(zé)、工作內(nèi)容、iFix軟件的各種功能的使用，從而對遠(yuǎn)動系統(tǒng)有更深層的了解。
7)利用組態(tài)軟件Concept對PLC進(jìn)行配置，使學(xué)生熟練掌握利用Concept按照所用的PLC型號及設(shè)計(jì)要求對PLC進(jìn)行配置;利用Concept對PLC遙控、遙信和遙測功能的編程，使學(xué)生熟練掌握Concept編程方法。
8)自動化組態(tài)軟件iFix系統(tǒng)的安裝，熟悉掌握iFix系統(tǒng)軟件的運(yùn)行環(huán)境及其安裝過程。
9)通過在iFix系統(tǒng)新增6#模擬變電所的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解iFix系統(tǒng)的可組態(tài)性及可擴(kuò)展性。
10)進(jìn)行繼電保護(hù)單體測試及數(shù)據(jù)管理。
11)進(jìn)行繼電保護(hù)盤上測試及數(shù)據(jù)管理。
12)微機(jī)保護(hù)裝置的調(diào)試與特性實(shí)驗(yàn)。
3實(shí)踐意義
模擬變電所實(shí)訓(xùn)基地自1998年投入使用后，至今已連續(xù)培訓(xùn)了五屆畢業(yè)生和一批現(xiàn)場工程技術(shù)人員，經(jīng)總結(jié)，其實(shí)踐意義在于:
1)為學(xué)生提供專業(yè)技能訓(xùn)練的條件與場所。能完成供變電工程、繼電保護(hù)、變電所二次接線、微機(jī)監(jiān)控技術(shù)等幾乎全部專業(yè)課程的大量綜合性實(shí)驗(yàn)，以及電氣設(shè)備的實(shí)際操作技能、檢修調(diào)試技術(shù)、查找故障及排除方法的實(shí)際訓(xùn)練。而且充分利用學(xué)校具有的學(xué)科優(yōu)勢，以模擬變電所為基地，配合學(xué)生專業(yè)課和專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)，開發(fā)如電工理論、電氣裝備、自動化、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)與通訊等領(lǐng)域的多個應(yīng)用性、研究性實(shí)驗(yàn);同時由于人員和設(shè)備的集中，能夠按項(xiàng)目組織學(xué)生進(jìn)行綜合性實(shí)訓(xùn)，盡可能使學(xué)生參與以教師為主導(dǎo)的科研活動。
2)對于現(xiàn)場技術(shù)和施工人員，很重要的一點(diǎn)就是要能閱讀二次回路圖紙、熟練地掌握接線、配線工藝，能查找和處理運(yùn)行故障和設(shè)計(jì)缺陷。通過實(shí)地培訓(xùn)，能大大的提高他們的讀圖、判斷、查找、處理故障的能力。該基地于2000年為樂山電力股份有限公司培訓(xùn)和考核職工283人，取得良好的效果。
3)目前西南地區(qū)鐵路已完全實(shí)現(xiàn)電氣化，全區(qū)擁有牽引變電所200多座，其中大都為上世紀(jì)70~80年代所建，技術(shù)水平落后。而我校模擬變電所實(shí)訓(xùn)基地的建成，對其技術(shù)改造具有借鑒的意義，在應(yīng)用新技術(shù)、新設(shè)備和進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新方面起到示范的作用。
論文摘要：介紹了西南交通大學(xué)建成的教學(xué)用模擬變電所實(shí)訓(xùn)基地的結(jié)構(gòu)、功能、特點(diǎn)、實(shí)踐項(xiàng)目。使用表明，該基地具有國內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)水平，完善的教學(xué)、培訓(xùn)和科研的綜合功能。由于采用最新的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，該變電所可作為目前鐵路牽引變電所技術(shù)改造的參考。
0引言
西南交通大學(xué)有部分直接服務(wù)于鐵路現(xiàn)代化建設(shè)的專業(yè)，其中“鐵道電氣化”專業(yè)作為教育部、鐵道部的重點(diǎn)特色專業(yè)而一直受到重視。
分布于鐵路沿線的牽引變電所，是電氣化鐵道供電的樞紐。隨著我國電氣化鐵路和城市軌道交通的發(fā)展，變電所綜合自動化技術(shù)水平的不斷提高，對從事牽引變電所設(shè)計(jì)、運(yùn)行、管理等方面的專業(yè)技術(shù)人才的需求數(shù)量增加，同時對其掌握知識的廣度和深度特別是具有較強(qiáng)的實(shí)踐動手能力方面提出了更高的要求。因此，在教學(xué)環(huán)節(jié)中，應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生理論和實(shí)踐相結(jié)合的能力的培養(yǎng)。在教育部“示范性教學(xué)實(shí)踐基地”基金支持下，2002年西南交大在峨眉校區(qū)建成一座集教學(xué)、實(shí)習(xí)、培訓(xùn)和科研為一體的模擬變電所實(shí)訓(xùn)基地。
1模擬變電所簡介
我校模擬變電所分為兩期建成:
I期是與實(shí)際變電所相同的開關(guān)控制屏柜和繼電保護(hù)屏柜、中央控制盤、交直流電源盤、以及自行設(shè)計(jì)的模擬負(fù)載電量和故障盤。如圖1所示。
Ⅱ期是模擬一段地方電力網(wǎng)或電氣化鐵路的環(huán)境下，一個調(diào)度中心使用遠(yuǎn)動監(jiān)控系統(tǒng)控制的五個變電所，圖2是這五個模擬變電所的一次接線圖。該項(xiàng)目綜合了地方與鐵路、不同主變、不同接線類型的各種變電所，且負(fù)載的大小和相位均可調(diào)節(jié)，其中S”模擬變電所采用了WBH-891型電鐵主變微機(jī)保護(hù)裝置、WKH-891型電鐵饋線微機(jī)保護(hù)裝置、DQWC-03牽引變電所二次設(shè)備測試系統(tǒng)。
模擬變電所中被監(jiān)控設(shè)備的位置狀態(tài)信號、保護(hù)動作信號、預(yù)告信號、事故信號等遙信信號通過電纜與RTU (Remote Terminal Unit遠(yuǎn)方終端)的開關(guān)量輸人/輸出模塊相連接，電流、電壓等遙測信號將通過信號變送器柜，輸人RTU的模擬量輸人模塊;控制中心下發(fā)的遙控命令，通過以太網(wǎng)傳輸，實(shí)現(xiàn)遙信、遙測、遙控的功能。遠(yuǎn)動監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。RTU是采用施耐德電氣公司的PLC系列中模塊式結(jié)構(gòu)的Momentum，其編程軟件Con-cept是一個基于Microsoft Windows環(huán)境的編程軟件套件，具有很強(qiáng)的設(shè)計(jì)性、可擴(kuò)展性;主站組態(tài)軟件iFix支持工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，具有開放性、可組態(tài)性、兼容性及可開發(fā)性。
為了比較和研究，我系的教師正在進(jìn)行一系列的科研開發(fā)，其目標(biāo)是在模擬變電所二次系統(tǒng)中采用測控、保護(hù)一體化的分布式控制系統(tǒng)(DCS)實(shí)現(xiàn)變電所自動化管理，其結(jié)構(gòu)圖如圖4。
2教學(xué)實(shí)踐基地的開發(fā)
1)校內(nèi)學(xué)生及現(xiàn)場工程技術(shù)人員，可對照變電所各種屏柜，提高閱讀二次系統(tǒng)接線圖、安裝施工圖的能力，通過開閉操作、設(shè)置故障等項(xiàng)目的訓(xùn)練，可以培養(yǎng)他們對現(xiàn)場運(yùn)行中出現(xiàn)的故障的分析和處理能力，包括一次設(shè)備的故障范圍的判斷、二次系統(tǒng)的故障判斷、查找和處理。
2)變電所基本電器及二次接線方面實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目n個。如斷路器結(jié)構(gòu)、原理;斷路器參數(shù)的測量與調(diào)整;變電所二次接線、電纜的數(shù)字編號法以及“相對標(biāo)志法”的識別;二次接線盤后安裝圖及實(shí)際安裝技術(shù);變壓器控制、保護(hù)盤結(jié)構(gòu)、接線、檢測、調(diào)試及整套保護(hù)聯(lián)動實(shí)驗(yàn)(包括整定計(jì)算);在以上各盤設(shè)置不同故障(可達(dá)幾百種)練習(xí)查找及消除故障的方法等。
3)運(yùn)動系統(tǒng)遙測、遙信信號源接線的校正及采集的遙測量的精度實(shí)驗(yàn)。
4)利用便攜式計(jì)算機(jī)對遙控設(shè)備進(jìn)行合、分實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生了解遠(yuǎn)動系統(tǒng)是如何驅(qū)動被控設(shè)備動作。
5)利用一般的瀏覽器訪問各RTU中PLC的網(wǎng)頁，實(shí)時了解該P(yáng)LC的運(yùn)行、通信等狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)。
6)上位機(jī)各種功能的校核實(shí)驗(yàn)。通過該實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生了解調(diào)度員的工作職責(zé)、工作內(nèi)容、iFix軟件的各種功能的使用，從而對遠(yuǎn)動系統(tǒng)有更深層的了解。
7)利用組態(tài)軟件Concept對PLC進(jìn)行配置，使學(xué)生熟練掌握利用Concept按照所用的PLC型號及設(shè)計(jì)要求對PLC進(jìn)行配置;利用Concept對PLC遙控、遙信和遙測功能的編程，使學(xué)生熟練掌握Concept編程方法。
8)自動化組態(tài)軟件iFix系統(tǒng)的安裝，熟悉掌握iFix系統(tǒng)軟件的運(yùn)行環(huán)境及其安裝過程。
9)通過在iFix系統(tǒng)新增6#模擬變電所的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解iFix系統(tǒng)的可組態(tài)性及可擴(kuò)展性。
10)進(jìn)行繼電保護(hù)單體測試及數(shù)據(jù)管理。
11)進(jìn)行繼電保護(hù)盤上測試及數(shù)據(jù)管理。
12)微機(jī)保護(hù)裝置的調(diào)試與特性實(shí)驗(yàn)。
3實(shí)踐意義
模擬變電所實(shí)訓(xùn)基地自1998年投入使用后，至今已連續(xù)培訓(xùn)了五屆畢業(yè)生和一批現(xiàn)場工程技術(shù)人員，經(jīng)總結(jié)，其實(shí)踐意義在于:
1)為學(xué)生提供專業(yè)技能訓(xùn)練的條件與場所。能完成供變電工程、繼電保護(hù)、變電所二次接線、微機(jī)監(jiān)控技術(shù)等幾乎全部專業(yè)課程的大量綜合性實(shí)驗(yàn)，以及電氣設(shè)備的實(shí)際操作技能、檢修調(diào)試技術(shù)、查找故障及排除方法的實(shí)際訓(xùn)練。而且充分利用學(xué)校具有的學(xué)科優(yōu)勢，以模擬變電所為基地，配合學(xué)生專業(yè)課和專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)，開發(fā)如電工理論、電氣裝備、自動化、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)與通訊等領(lǐng)域的多個應(yīng)用性、研究性實(shí)驗(yàn);同時由于人員和設(shè)備的集中，能夠按項(xiàng)目組織學(xué)生進(jìn)行綜合性實(shí)訓(xùn)，盡可能使學(xué)生參與以教師為主導(dǎo)的科研活動。
2)對于現(xiàn)場技術(shù)和施工人員，很重要的一點(diǎn)就是要能閱讀二次回路圖紙、熟練地掌握接線、配線工藝，能查找和處理運(yùn)行故障和設(shè)計(jì)缺陷。通過實(shí)地培訓(xùn)，能大大的提高他們的讀圖、判斷、查找、處理故障的能力。該基地于2000年為樂山電力股份有限公司培訓(xùn)和考核職工283人，取得良好的效果。
3)目前西南地區(qū)鐵路已完全實(shí)現(xiàn)電氣化，全區(qū)擁有牽引變電所200多座，其中大都為上世紀(jì)70~80年代所建，技術(shù)水平落后。而我校模擬變電所實(shí)訓(xùn)基地的建成，對其技術(shù)改造具有借鑒的意義，在應(yīng)用新技術(shù)、新設(shè)備和進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新方面起到示范的作用。
仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的廣泛推廣和使用是當(dāng)前職教方式和手段全面更新的大勢所趨。
一、仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的定義和特點(diǎn)
仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是指針對某特定的學(xué)習(xí)領(lǐng)域，借助計(jì)算機(jī)軟件、設(shè)備組件模型、3D或VR技術(shù)，所創(chuàng)造或模擬的虛擬訓(xùn)練環(huán)境、訓(xùn)練流程等封閉系統(tǒng)平臺。使用者在對仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的操作和互動中，獲得和真實(shí)工作領(lǐng)域相近或相似的實(shí)訓(xùn)體驗(yàn)，最終達(dá)到技能訓(xùn)練的目標(biāo)。筆者認(rèn)為，仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是信息技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用中的一種重要形式，可以進(jìn)行生產(chǎn)過程延時、產(chǎn)品運(yùn)行演示、產(chǎn)品拆裝維修、故障排除、操作訓(xùn)練等教學(xué)任務(wù)。這種系統(tǒng)的研發(fā)通常具有很強(qiáng)的工業(yè)背景，其總體方案、工藝流程、設(shè)備結(jié)構(gòu)等往往來源于生產(chǎn)實(shí)踐，與職業(yè)崗位的技能需求緊密結(jié)合，具有對應(yīng)性、可操作性、開放性、節(jié)能性等主要特點(diǎn)。在仿真系統(tǒng)中，設(shè)備設(shè)施、操作流程應(yīng)嚴(yán)格與實(shí)際實(shí)踐環(huán)境密切對應(yīng)或無限貼近，以便可以令使用者最大程度地獲得真實(shí)環(huán)境的體驗(yàn)。同時，系統(tǒng)還要具備良好的可操作性，能為使用者設(shè)定各種復(fù)雜情況，進(jìn)行無限次、多樣式的交互操作訓(xùn)練，方便使用者可以根據(jù)自身的情況，選擇掌握較為薄弱的技能點(diǎn)進(jìn)行反復(fù)鞏固訓(xùn)練。由于仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是基于計(jì)算機(jī)軟件、設(shè)備組件模型、3D或VR技術(shù)，對場地和設(shè)備要求不高，使受訓(xùn)者在任何時間、任何地點(diǎn)都可以廣泛地進(jìn)行訓(xùn)練成為了可能。此外，仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)還可以做到無污染、無浪費(fèi)，一套系統(tǒng)可以多人、多次重復(fù)利用，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。
二、仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)在高職高專實(shí)踐教學(xué)中的適用性和必要性
1.仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的使用有利于職業(yè)教育的“五個對接”。對于很多高職專業(yè)而言，無論是經(jīng)費(fèi)還是場地，現(xiàn)階段建設(shè)與生產(chǎn)現(xiàn)場完全對接的校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地或?qū)嵱?xùn)室都不太可行。而針對專業(yè)特點(diǎn)所建設(shè)的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室則能夠很好地解決這一問題。
2.仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的使用與高職高專人才培養(yǎng)目標(biāo)相契合。采用仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)后，可以解決過去在傳統(tǒng)教學(xué)中無法展示或進(jìn)行的實(shí)踐操作，大比例地提高實(shí)踐課時在教學(xué)中的占比，使學(xué)生所學(xué)理論最終轉(zhuǎn)化為實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)學(xué)生動手能力的提高。
3.仿真??訓(xùn)系統(tǒng)的使用能幫助達(dá)到專業(yè)課程的教學(xué)目標(biāo)。虛擬仿真的形式能夠呈現(xiàn)出某些學(xué)習(xí)對象的外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，便于學(xué)生學(xué)習(xí)和理解，同時提高訓(xùn)練的效率，節(jié)省時間和成本。學(xué)生可以通過自主實(shí)驗(yàn)、遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)互補(bǔ)，相互促進(jìn)，從而把學(xué)生能力和素質(zhì)培養(yǎng)滲透到虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各種形式、各種技術(shù)和各個環(huán)節(jié)之中。
三、仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)在湖北省高職高專實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀
通過筆者所在學(xué)院對湖北省多所高職院校包括本校的實(shí)地走訪、網(wǎng)絡(luò)調(diào)研總結(jié)發(fā)現(xiàn)，雖然大多高職院校的專業(yè)教師都對仿真系統(tǒng)有所了解，但只有大約10%的教師認(rèn)識虛擬仿真已經(jīng)發(fā)展上升到國家教育規(guī)劃發(fā)展的層面。雖然近80%的高職專業(yè)教師都認(rèn)為需要在教學(xué)中用仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)來幫助教師教學(xué)和促進(jìn)學(xué)生技能提高，但只有約35%的教師在教學(xué)過程中曾經(jīng)采用或正在使用過該類系統(tǒng)，這個比例在武漢市略高于地市州。這說明仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的概念已經(jīng)深入高職院校，但大面積的普及使用還需要相當(dāng)長的一段時間。
根據(jù)調(diào)查反饋，未使用仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的原因主要集中在三個方面：市場上沒有適合本專業(yè)或本課程實(shí)訓(xùn)所需的虛擬系統(tǒng)；建設(shè)經(jīng)費(fèi)不足，難以采購到優(yōu)質(zhì)的系統(tǒng)；認(rèn)為現(xiàn)在所用的實(shí)訓(xùn)室或純理論教學(xué)基本能夠滿足教學(xué)需要。在使用過或正在使用仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的教師群中，有90%的教師認(rèn)為系統(tǒng)的應(yīng)用能夠切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)踐能力，有30%的教師認(rèn)為所用系統(tǒng)的功能已經(jīng)非常完善，完全適合教學(xué)需要。由上述調(diào)查結(jié)果可見，要提高仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的普及和應(yīng)用率：（1）系統(tǒng)開發(fā)者要根據(jù)專業(yè)和課程的特點(diǎn)進(jìn)行針對性的建設(shè)和開發(fā)，要選擇適合專業(yè)需要和滿足用戶需求的技術(shù)手段；（2）所設(shè)計(jì)的仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)功能要更加完善，尤其在互動功能、考核功能和管理功能方面能夠適應(yīng)職業(yè)教育的需求。
四、仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)在本院電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)中的應(yīng)用效果
本院電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)是央財(cái)支持的重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)和職教品牌專業(yè)，《牽引變電所運(yùn)行與檢修》是該專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，也是一門典型的理實(shí)并重的課程。由于該課程需要的實(shí)訓(xùn)設(shè)備昂貴、運(yùn)行和維護(hù)成本高，再加上實(shí)踐操作過程中的電力安全因素考慮，傳統(tǒng)的專業(yè)技能訓(xùn)練采用的是組織學(xué)生到變電站等相關(guān)企業(yè)單位參加實(shí)踐。但由于這些企業(yè)現(xiàn)場必須保障運(yùn)行安全和可靠性，上述實(shí)踐學(xué)習(xí)往往流于形式，成為走馬觀花式的參觀，學(xué)生不能獲得真正技能上的提高?；谝陨蠁栴}，電氣化鐵道專業(yè)教師團(tuán)隊(duì)在2011年申請了“變電所綜合仿真實(shí)訓(xùn)室”的立項(xiàng)，項(xiàng)目建設(shè)于2012年年底完成，并通過驗(yàn)收開始正式投入使用。
1.變電所仿真實(shí)訓(xùn)室具備功能。變電所綜合仿真實(shí)訓(xùn)室的核心是220KV牽引變電站虛擬仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括220KV牽引變電站仿真軟件、教練員平臺軟件、3D場景軟件和仿真支撐平臺軟件等四套仿真軟件。系統(tǒng)能夠通過動畫演示，使學(xué)生可以真實(shí)地了解和掌握電網(wǎng)變電站的各項(xiàng)設(shè)備的參數(shù)、運(yùn)行特性，各項(xiàng)設(shè)備故障時對電網(wǎng)系統(tǒng)的影響，熟悉各類設(shè)備實(shí)際的狀態(tài)信號，熟悉報(bào)警系統(tǒng)及繼電保護(hù)和自動裝置的功能，熟悉電網(wǎng)的運(yùn)行方式，熟悉完整的電網(wǎng)及變電站系統(tǒng)。同時，采用逼真度很高的仿真裝置讓學(xué)生進(jìn)行動手操作，并能對變電運(yùn)行人員（學(xué)生）進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)視、設(shè)備巡視、倒閘操作、兩票辦理、事故處理等專業(yè)技能培訓(xùn)，對繼電保護(hù)人員（學(xué)生）能夠進(jìn)行定值整定、保護(hù)操作等技能培訓(xùn)。此外，還能夠進(jìn)行技能考核、技能競賽、自學(xué)習(xí)、保護(hù)整定計(jì)算、方式研究、設(shè)備改造研究等。
2.?電所仿真實(shí)訓(xùn)室的應(yīng)用效果。變電所綜合仿真實(shí)訓(xùn)室自投入使用至今已近四年，該系統(tǒng)能夠承擔(dān)電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)的《牽引變電所運(yùn)行與檢修》、《供變電技術(shù)》、《繼電保護(hù)》、《工廠供電》課程的實(shí)踐教學(xué)任務(wù)。除了電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)之外，還輻射了電氣自動化技術(shù)、供變電技術(shù)等專業(yè)群。每學(xué)期平均使用班級達(dá)14個，平均使用人數(shù)550人，平均使用人次22000，是電子電氣學(xué)院使用率最高、最受學(xué)生歡迎的校內(nèi)實(shí)訓(xùn)室之一。
為了取得更好的教學(xué)效果，筆者所在的課程組在2016年11月對電氣化鐵道技術(shù)2014級的全部6個班級，278名學(xué)生進(jìn)行了反饋調(diào)查，調(diào)查結(jié)果顯示實(shí)訓(xùn)室達(dá)到的實(shí)踐訓(xùn)練效果非常好。94%的學(xué)生對該實(shí)訓(xùn)室印象深刻，能準(zhǔn)確說出所用過的仿真系統(tǒng)名稱。80%的學(xué)生認(rèn)為，仿真系統(tǒng)中的3D場景展示能夠幫助他們更好地理解供變電設(shè)備的原理和工作過程；84%的學(xué)生認(rèn)為，仿真系統(tǒng)的使用能夠使他們觀察設(shè)備重點(diǎn)部位，學(xué)習(xí)及時判斷和發(fā)現(xiàn)缺陷、異?，F(xiàn)象；75%的學(xué)生通過使用仿真系統(tǒng)熟練地掌握了規(guī)范、正確、有效地填寫操作票；期末實(shí)操測試結(jié)果顯示，75%的學(xué)生在學(xué)期中使用仿真系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)踐操作練習(xí)后，能夠安全、規(guī)范地進(jìn)行變電站電氣倒閘操作。在對改進(jìn)和建議方面，筆者搜集到的學(xué)生反饋情況如表1。
到學(xué)生就業(yè)單位進(jìn)行調(diào)查研究。分別到：火電廠，高壓變電所，變電所，電業(yè)局等輸變電單位進(jìn)行調(diào)研。與有關(guān)人員：工段長、工程技術(shù)人員和一線操作人員進(jìn)行交流，了解他們對教學(xué)的建議，他們需要什么樣的畢業(yè)生，在動手能力方面應(yīng)加強(qiáng)哪些內(nèi)容?？偨Y(jié)各用人單位對招聘的人員基本要求是：吃苦耐勞，認(rèn)真負(fù)責(zé)，到工作崗位能較快的適應(yīng)工作，所學(xué)理論知識能夠在實(shí)際工作中得到應(yīng)用，有好的基本操作技能訓(xùn)練。
二、進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整
在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，分析現(xiàn)有的實(shí)踐教學(xué)，我們從培養(yǎng)目標(biāo)制定開始進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容調(diào)整，包括電路、高壓電技術(shù)、電機(jī)學(xué)、數(shù)字電子、等實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)內(nèi)容，電工工藝、儀表安裝與調(diào)試、斷路器拆裝檢修等實(shí)習(xí)，增加了生產(chǎn)一線所需要的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。為去變電所工作的學(xué)生動手能力的提高，增加了“變電所運(yùn)行與維護(hù)”的內(nèi)容，包括隔離開和關(guān)斷路器的拆裝檢修；長用測量儀表的安裝與調(diào)試；無功補(bǔ)償和防雷接地系統(tǒng)的安裝與維護(hù)等。為去電廠工作的學(xué)生動手能力的提高，加強(qiáng)了“電能輸送系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)”方面的內(nèi)容，包括電力變壓器的使用和維護(hù)、電廠仿真運(yùn)行實(shí)習(xí)、發(fā)電廠防雷接地和電力電容器、測量儀表的安裝調(diào)試和使用。
三、實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容的落實(shí)
增加培訓(xùn)場地和設(shè)備，根據(jù)強(qiáng)化實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容，對已有的電工工藝實(shí)訓(xùn)室、電能計(jì)量實(shí)訓(xùn)室、PLC實(shí)訓(xùn)室、輸電線路工藝實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行了評估。根據(jù)需要增添了部分實(shí)訓(xùn)設(shè)備，包括高壓隔離開關(guān)、氣體斷路器、電壓互感器、電流互感器和測量儀表等。新建了輸變電控制實(shí)訓(xùn)室，購置了10千伏電氣控制系統(tǒng)，包括10千伏輸入系統(tǒng)、電力變壓器、低壓輸出系統(tǒng)。在利用學(xué)?，F(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，我們還與一些單位建立了實(shí)習(xí)基地的關(guān)系，組織學(xué)生到生產(chǎn)一線進(jìn)行頂崗培訓(xùn)。加強(qiáng)指導(dǎo)人員隊(duì)伍建設(shè)。選派在理論和實(shí)踐上都有較深造詣的教師和經(jīng)驗(yàn)豐富的師傅指導(dǎo)動手能力的培訓(xùn)。教師負(fù)責(zé)理論和實(shí)踐的結(jié)合，他們的主要任務(wù)是讓學(xué)生不僅會操作，還要讓學(xué)生弄清楚為什么這樣操作。師傅的指導(dǎo)作用是使學(xué)生熟練掌握操作技能：包括隔離開關(guān)、斷路器的拆裝檢修；防雷接地和無功補(bǔ)償系統(tǒng)的安裝；電力變壓器的使用；各種測量儀表的安裝與調(diào)試；發(fā)電廠防雷接地和電力電容器安裝等方面提高動手能力，達(dá)到熟練的程度。時間安排。專業(yè)崗位的訓(xùn)練時間安排采取了如下辦法：一是充分利用實(shí)習(xí)時間。二是利用好最后一個學(xué)期的時間，最后一學(xué)期把畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)與崗位培訓(xùn)結(jié)合進(jìn)行。學(xué)生可以搞畢業(yè)設(shè)計(jì)，也可以不搞畢業(yè)設(shè)計(jì)，而進(jìn)行提高動手能力負(fù)面的培訓(xùn)，培訓(xùn)合格并寫出半年崗位培訓(xùn)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)即可。三是結(jié)合專業(yè)提高動手能力組織好第二課堂活動，按不同的專業(yè)側(cè)重點(diǎn)，把學(xué)生的第二課堂活動分成相對應(yīng)的小組來進(jìn)行，這也是提高學(xué)生動手能力的好方法。學(xué)生動手能力的培訓(xùn)在白天進(jìn)行，也在早、晚和周六、周日休息時間進(jìn)行。培訓(xùn)制度。為保證提高學(xué)生動手能力培訓(xùn)的質(zhì)量，制定了嚴(yán)格的管理制定。一是對指導(dǎo)人員的要求，包括人員的選擇要求，在培訓(xùn)中的責(zé)任，對學(xué)生的管理要求。二是對受培訓(xùn)學(xué)生的的要求，包括按時參加專業(yè)崗位培訓(xùn)，在培訓(xùn)中虛心學(xué)習(xí)，認(rèn)真刻苦。培訓(xùn)制度的制定與實(shí)施保證了提高學(xué)生動手能力的質(zhì)量。檢查。按照培訓(xùn)制度，輸變電系對專業(yè)崗位培訓(xùn)進(jìn)行經(jīng)常性的檢查，學(xué)院進(jìn)行不定期的檢查。在檢查過程中，對認(rèn)真進(jìn)行指導(dǎo)和管理的教學(xué)人員和學(xué)生進(jìn)行表揚(yáng)，對教學(xué)人員存在的問題及時解決，對不認(rèn)真學(xué)習(xí)的學(xué)生進(jìn)行批評教育。對培訓(xùn)中出現(xiàn)的其他問題，及時解決。結(jié)果。通過強(qiáng)化的“變電所運(yùn)行與維護(hù)”和“電能輸送系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)”的專業(yè)崗位的訓(xùn)練，使經(jīng)過訓(xùn)練的學(xué)生在斷路器、隔離開關(guān)的拆裝檢修；各種測量儀表的安裝與調(diào)試；防雷接地和無功補(bǔ)償系統(tǒng)的安裝與維護(hù)；電廠仿真運(yùn)行實(shí)習(xí)；電力變壓器的使用和維護(hù)；測量儀表的安裝調(diào)試和使用；發(fā)電廠防雷接地和電力電容器等方面的實(shí)際動手能力有了明顯的提高。受提高動手能力培訓(xùn)的學(xué)生普遍感到：通過這樣的培訓(xùn)，個人在一個方面的實(shí)際動手能力強(qiáng)了許多，畢業(yè)后在該崗位工作，心里有把握多了，這樣的培訓(xùn)好。
四、結(jié)論
Abstract: Starting from the job post, this paper first determined the typical task of work group, analyzed the professional competence for the job, and clarified action area. Then action area was converted into studying field which can be implemented by teaching. And the complete special course system was built. The article took the course of operation and maintenance in traction substations for example, determined the curriculum standard, learning environment and its description and guiding paper teaching method.
關(guān)鍵詞：工作過程；牽引變電所；課程設(shè)計(jì)
Key words: working process；traction substations；course design
中圖分類號：G42文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-4311（2011）22-0269-02
0引言
《牽引變電所》是電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，授課72學(xué)時,2周實(shí)訓(xùn)，內(nèi)容包含開關(guān)電器、操動機(jī)構(gòu)、互感器、電氣主接線、高壓配電裝置、接地裝置、二次接線裝置、直流操作電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理、設(shè)備的維護(hù)和電氣設(shè)備選擇原則方法。內(nèi)容繁多，課時數(shù)少；其特點(diǎn)是既有理論性較強(qiáng)的內(nèi)容，也有部分實(shí)踐性較強(qiáng)的內(nèi)容，教學(xué)難度大，學(xué)生不易理解和掌握，對教師也有較高的要求。幾年以來，我們雖然在課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)方法等方面做了一些改進(jìn)，但隨著社會的快速發(fā)展，學(xué)生的技能素養(yǎng)和崗位適應(yīng)能力已達(dá)不到企業(yè)的要求?；诠ぷ鬟^程的《牽引變電所的運(yùn)營與維護(hù)》課程設(shè)計(jì)，將從根本上打破傳統(tǒng)的學(xué)科教學(xué)體系，重構(gòu)以工作過程為目的的行動體系，使學(xué)生在真實(shí)的工作環(huán)境中“教、學(xué)、做”一體化，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，有效地提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，提高學(xué)生的就業(yè)能力。
1基于工作過程的電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)課程體系設(shè)計(jì)思路
基于工作過程的課程體系，強(qiáng)調(diào)職業(yè)工作的整體性，強(qiáng)調(diào)方法能力、社會能力的培養(yǎng)與專業(yè)能力的培養(yǎng)融為一體，強(qiáng)調(diào)工作過程的完整性。在這種思想的指導(dǎo)下，結(jié)合電氣化鐵路和我院的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了基于工作過程的電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)課程體系的基本思路。
1.1 開發(fā)與設(shè)計(jì)思想
1.1.1 打破以知識傳授為主要特征的傳統(tǒng)學(xué)科課程模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐缘湫凸ぷ魅蝿?wù)為中心組織課程內(nèi)容，讓學(xué)生在完成具體項(xiàng)目的過程中構(gòu)建相關(guān)理論知識，并發(fā)展相關(guān)的職業(yè)能力。課程內(nèi)容突出對學(xué)生職業(yè)能力的訓(xùn)練，理論知識的選取緊緊圍繞工作任務(wù)完成的需要來進(jìn)行，同時又充分考慮高等職業(yè)教育對理論知識學(xué)習(xí)的需要，并融合相關(guān)職業(yè)資格證書對知識、技能和態(tài)度的要求。每個項(xiàng)目的學(xué)習(xí)都按以典型工作任務(wù)為載體設(shè)計(jì)的活動進(jìn)行，以工作任務(wù)為中心整合理論與實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的一體化。
1.1.2 教學(xué)過程中，通過校企合作、校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)等多種途徑，采取工學(xué)結(jié)合等形式，充分開發(fā)學(xué)習(xí)資源，給學(xué)生提供豐富的實(shí)踐機(jī)會。
1.1.3 教學(xué)效果評價(jià)采取過程評價(jià)與結(jié)果評價(jià)相結(jié)合的方式，通過理論與實(shí)踐相結(jié)合，重點(diǎn)評價(jià)學(xué)生的職業(yè)能力。
1.2 開發(fā)流程開發(fā)電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)課程體系必須要對工作過程有全面的了解和分析，按照工作過程的實(shí)際需要設(shè)計(jì)、組織和實(shí)施課程，突出工作過程在課程框架中的主導(dǎo)地位，盡早讓學(xué)生進(jìn)入工作實(shí)踐，為學(xué)生提供體驗(yàn)完整工作過程的學(xué)習(xí)機(jī)會，逐步實(shí)現(xiàn)從學(xué)習(xí)者到工作者的角色轉(zhuǎn)換。
1.2.1 調(diào)查分析，確定崗位群及職業(yè)綜合能力要求。通過到企業(yè)走訪及問卷調(diào)查、與企業(yè)專家座談、同行業(yè)專家和同類高職院校的骨干教師交流、畢業(yè)生的跟蹤調(diào)查等方式，進(jìn)行市場調(diào)研，共同分析確定電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)在市場中的崗位（群）需求與所必備的知識、能力和職業(yè)素質(zhì)。確定了電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)的崗位分為變電值班員、接觸網(wǎng)工、電力調(diào)度員、變電設(shè)備安裝工、變電檢修工、電氣試驗(yàn)工和二次安裝工。
1.2.2 根據(jù)不同工種的工作任務(wù)，確定典型工作任務(wù)。
1.2.3 按照不同的歸類原則，由典型工作任務(wù)轉(zhuǎn)換到不同的行動領(lǐng)域，分別為牽引變電所值班、牽引變電所設(shè)備檢修與維護(hù)、接觸網(wǎng)檢修與維護(hù)、牽引變電所高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)的組織與實(shí)施、牽引供電系統(tǒng)的監(jiān)測與保護(hù)、牽引供電系統(tǒng)的事故處理、牽引變電所的施工和變配電所的運(yùn)營、維護(hù)和檢修八個行動領(lǐng)域。
1.2.4 確定行動領(lǐng)域后，再對不同的行動領(lǐng)域進(jìn)行專業(yè)能力、社會能力和方法能力的分析。
1.2.5 按照教學(xué)論要求，將行動領(lǐng)域歸納到適合職業(yè)院校的學(xué)習(xí)領(lǐng)域中。將八個行動領(lǐng)域歸納為七個學(xué)習(xí)領(lǐng)域，分別為牽引變電所運(yùn)營和維護(hù)、接觸網(wǎng)維護(hù)與檢修、高壓電氣設(shè)備測試與防護(hù)、牽引供電系統(tǒng)的監(jiān)控與保護(hù)、牽引供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行、牽引變電所的施工和變配電所的運(yùn)營、維護(hù)和檢修。
1.2.6 設(shè)計(jì)電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)的學(xué)習(xí)情境總表。如表1
1.2.7 專業(yè)教學(xué)計(jì)劃的設(shè)計(jì)。
2《牽引變電所運(yùn)營與維護(hù)》課程方案設(shè)計(jì)
在調(diào)研的基礎(chǔ)上，根據(jù)確定的職業(yè)綜合能力要求，提煉典型工作任務(wù)，確定課程的學(xué)習(xí)領(lǐng)域目標(biāo)；根據(jù)典型工作任務(wù)和職業(yè)能力要求研究確定課程內(nèi)容，設(shè)計(jì)課程學(xué)習(xí)情境。
①崗位描述，如表2。
②制定課程標(biāo)準(zhǔn)。
③學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)，如表3。
④進(jìn)行學(xué)習(xí)情境描述。
⑤教學(xué)組織，采用引導(dǎo)文教學(xué)。
⑥進(jìn)行教學(xué)評估，采取自評、互評和教師評分三結(jié)合方式進(jìn)行。
⑦注重過程考核，每進(jìn)行一個學(xué)習(xí)情境的學(xué)習(xí)，都有相應(yīng)的評估和考核方式，最后結(jié)合結(jié)果考核，評定成績。
3結(jié)語
以工作過程為導(dǎo)向構(gòu)建電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)課程體系，通過現(xiàn)場調(diào)研，確定職業(yè)崗位，依據(jù)崗位群的主要工作過程，總結(jié)出若干典型工作任務(wù)。再從典型工作任務(wù)中分析崗位應(yīng)具有的職業(yè)能力。包括專業(yè)能力、方法能力、社會能力。根據(jù)典型工作任務(wù)確定行動領(lǐng)域，再將行動領(lǐng)域轉(zhuǎn)化為可以進(jìn)行教學(xué)實(shí)施的學(xué)習(xí)領(lǐng)域，從而構(gòu)建完整的專業(yè)課程體系。在此基礎(chǔ)上，確定牽引變電所運(yùn)營與維護(hù)的學(xué)習(xí)情境，學(xué)習(xí)情境描述及引導(dǎo)文教學(xué)，滿足了“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)所要求的課程內(nèi)容，使學(xué)生清楚地認(rèn)識到今后將要做什么工作，為學(xué)生綜合素質(zhì)的提高準(zhǔn)備了充分的條件。
參考文獻(xiàn)：
[1]姜大源.當(dāng)代德國職業(yè)教育主流教學(xué)思想研究理論、實(shí)踐與創(chuàng)新.北京：清華大學(xué)出版社，2007.
