【关键词】农网；电压无功管理
由于我国的基本国情，农村电网在我国国家电网中占据着绝大部分。然而，由于一些自然和历史因素，我国农网存在着较多的问题。我国农村面积广大，农网支断电站密度小，导致线路供电直径长，末端功率因数低，无功不足，增大了压降，加重电路负荷，最后增加了线损。所以，提高农网电压无功管理水平，合理配置农网无功补偿装置已经是箭在弦上。
一、建立健全科学化管理体系
首先，必须建立管理专责人员体系。电力公司成立由相关领导带头的电压无功管理小组，在公司各相关部门、工区和班组配备专职技术人员进行专项技术管理工作。二是建立高效的管理体系。充分利用无功电压管理过程中的“PDCA”循环法，总公司站在工作全局的高度上负责电压无功管理目标以及管理计划的制定，即“PDCA”循环法中的“P”――制定措施计划。总公司的下属公司在总公司制订的管理框架下自我发挥，采取多种有效的办法提高农网电压无功管理水平，即“PDCA”循环法中的“D”――执行。总公司需要对下属公司进行有效的共组监督和绩效考核，即PDCA”循环法中的“C”――检查预期效果。最后，电压无功管理小组应该定时地召开会议总结经验，交流经验，学习先进管理技术，即PDCA”循环法中的“A”――总结提高。及时处理和协调无功管理过程中出现的问题，使每一次循环之后电压质量有一定程度上的提高。
二、分解业务指标，明确管理目标
在每一年的年初都要对公司农村电网现状、农网电压无功管理水平和管理方法、过去一年公司电压无功管理经验等进行分析研究和总结，并在此基础上，结合新一年度电网规划、农网电压无功配置措施、电网负荷发展预测等情况，制定《年度农网电压无功管理方法和优化方案》和电压合格率达成指标，经上级相关管理部门审批同意后，再对电压合格率达成指标进行逐层分解，制定相应的具有可操作性、激励性、可考核性以及先进性的实施方案。同时还应制定相应的考核奖惩条例，与个人经济效益挂钩以保障管理方法和优化方案能够被贯彻执行。除此之外，各相关部门、工区和班组也制定并落实相应的提高电网无功管理水平的保证措施。最后，还可以实行电网无功管理及相关指标的月度分析和季度考核，保障电压合格率达成指标月度可控，年年在控。
三、搞好农网无功规划，开展无功管理技术培训工作
在农网建设和改造过程中，企业应该依据全面规划、分散补偿、合理布局、就地平衡等无功补偿原则，做好区域内农村电网的无功电力和电压质量的建设规划，同时还要根据实际情况做好定期修改工作，使得区域内农村电网架构、电站布局、供电直径分布合理经济。公司电压无功管理负责人在规划和设计时，要注重电网负荷预测、变压器参数等技术资料的收集整理工作，关注农网电压无功补偿及无功电源设备的配置，全方位考虑农网无功电力的调节能力和检修的备用容量，确保无论负荷高峰还是用电低谷时期都能保证电压无功管理的正常运行。企业还应制订详细的培训计划以及培训安排，和高校合作，确定培训大纲、培训内容、培训行程等，定期选派公司优秀员工参与培训，或者不定期地邀请相关方面的技术专家为员工举办专题技术讲座或者技术研讨和交流会。也可以邀请技术专家对区域内农网电压无功管理工作进行专业性指导，全面提高区域内农网电压无功管理水平。根据时间段的不同，分别做好日无功平衡、月度无功平衡以及年度无功平衡。调度部门根据昼夜的电路负荷变化情况来做好电网无功分层平衡工作，确保无功电力不会倒送向上级电网。根据月度负荷情况和设备检修情况来做好月度的无功平衡工作；依据上一年的实际无功负荷情况和当年预计的无功负荷和无功电源情况，运用等网损微增率法计算和平衡总量，做好年度的无功平衡工作。
四、加强统计分析研究工作，建立健全数据采集制度
严格遵照《国家电网公司农村电网电压质量和无功电力管理办法》的有关要求，配置建立各类电压质量监测点，健全农网电压质量监测网络体系，完善电压无功统计数据收集汇总和整理上报体系，保证农网电压无功统计数据的真实、可靠和完整。建立快捷通畅的上下级信息传输渠道，使得农网电压无功统计数据能够及时反馈到上级部门。上级部门对所掌握的相关数据进行加工处理时运用“控制图法”、“分层法”、“排列法”等科学统计方法，借以发现区域内农网各个环节与电压质量的内在联系，继而找出影响电压质量的原因和电压质量的规律性，进行针对性地治理和改进。统计整理各个电压监测点和无功管理设备的反馈信息，针对相关信息及统计指标，进行月度、季度和年度的分析，通过与往年同期情况的比较，查找问题，制定措施，做好电压无功管理工作。
五、加强电压调控力度，做好巡视检查工作
研究电压输送的昼夜性和季节性的变化特点，对于能够自动调节的变压器和电容器要根据系统的电压无功情况及时进行调节；对于无法自动调节的配电变压器，在用高负荷时段，调整好配电变压器的分解开关，在用电低估时期根据实际情况再调整回来，确保电压质量满足用电客户的需求。加强对主变压器、配电变压器、电容器的维护工作，配置专人管理电压检测仪，值班人员每月至少巡视检查一次，每月至少一次熄灯巡视检查电力电容器，确保设备安全、正常地运行。
做好农网电压无功管理任重而道远。随着科学技术的进步，电压无功管理的方法也在不断进步，做好农网电压无功管理工作对我国社会主义新农村建设和可持续发展具有很重要的实际意义。
参考文献
关键词：机电一体化实训基地细分重组推广应用职业技能大赛建设
中图分类号：G420文献标识码：A文章编号：1673-9795（2013）07（a）-0131-01
机电一体化是在以大规模集成电路和微型计算机为代表的微电子技术高度发展、精密机械高度发展、机械与电子技术高度结合的现代工业基础上，综合应用机械技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术、信号变换技术以及软件编程技术等的技术集成。
机电一体化技术已是当今世界及未来机械工业技术和产品发展的主要趋向，也是我国机械工业发展的必由之路。为了实现这些经济发展目标，需要大量高素质高技能的复合型机电人才。因此，为满足当前社会的需求，我院于2004年成功申报机电一体化技术专业，并于2005年正式开始招生。
历经多年教学的探索与实践，我院机电一体化技术专业建设已经形成规模，并成为央财支持的重点专业之一。近几年，我院机电一体化技术专业开始组织学生参加部级和天津市级高职院校“自动化生产线安装与调试”的职业技能大赛。通过参加职业技能大赛，本人深刻地认识到依托职业技能大赛，能够不断地促进我院机电一体化技术专业实训基地的建设。
1依托职业技能大赛，实现机电一体化技术专业实训基地的细分重组
1.1基础技能实训室的建设
金工基本技能实训室：该实训室配备了台式钻床、钳工操作台和虎钳等钳工整套设备。该实训室主要完成平面和立体划线、钻孔、攻丝和套丝、弯曲与矫正、锯削加工、锉削加工、制作加工、栏板加工、装配等实训项目。
电工技术基础实训室：该实训室配备了高级电工系统实验装置和直流稳压电源。该实训室主要完成基尔霍夫定律、戴维南定理的验证，单相和三相交流电路电压和电流的测量等，以及功率表、示波器、信号发生器的使用等实训项目。
电子技术基础实训室：该实训室配备了电子技术综合实验台、直流稳压电源、毫伏表、数字示波器和信号发生器。该实训室主要完成常用仪器仪表使用，以及二、三极管、单管放大电路、差分放大电路、负反馈放大电路的测试，单相桥式整流滤波电路的组装与调试，基本门逻辑电路、TTL集成门与三态门的应用，触发器、集成电路计数译码和显示，三端和多端可调集成稳压电源的组装与调试等实训项目。
1.2专业技能实训室的建设
电气控制实训室（一）：该实训室配备了电机控制系统实训教学平台和各种交、直流电动机、发电机及控制电机。该实训室主要完成交、直流电机、单相、三相变压器和控制电机的认知和调试，工厂电气控制设备各种控制方式的认知和调试，工业中各种电机的起动、运行、制动方法的选定和相应参数的测定等实训项目。
电气控制实训室（二）：该实训室配备了机电一体化实训平台、网孔板、电源、直流电机脉宽调速器、接触器、时间继电器和行程开关等常用低压电气模块。该实训室主要完成常用低压电气控制线路的装接、调试和排故，常用交、直流低压电气设备的调试和维修，直流电机电力拖动控制线路的装接和调试等实训项目，实现初、中级维修电工培训和技能鉴定考核的功能。
传感器技术实训室：该实训室配备了传感器检测技术实验台、传感器温度源、模拟示波器、各种实验模板和相应的传感器。该实训室主要完成压电测振动、电容测位移、光电测转速、磁电测转速、压力传感器、温度传感器和霍尔传感器等实训项目。
电工专项技能实训室：该实训室配备了电工专项技能工作台、低压电气控制线路板、照明电路控制线路板、直流稳压电源。该实训室主要完成常用低压电气设备安装、调试和维修的操作技能和焊接工艺实训，照明控制线路等典型控制线路的装接、调试和排故等实训项目。
PLC技术实训室：该实训室配备了可编程序控制器实训装置、各种控制模块、机械手、电梯模型和PLC控制分拣装置。该实训室主要完成PLC指令及程序调试，电机拖动控制，交通灯自动与手动控制，自动送料装车系统控制，邮件分拣机控制等控制模块的编程和调试等实训项目。
1.3综合技能实训中心的建设
电工综合技能实训中心：该实训中心配备了组合机床电气实训装置、直流调速系统实训装置、晶闸管直流调压调速实训装置和常规检测仪表。该实训中心主要完成C6140普通车床、Z3040B摇臂钻床、X62W万能铣床、T68卧式镗床的电气控制调试及排故，电力电子技术，直流调速电压单闭环、转速单闭环、电流截止转速单闭环、双闭环调速系统等典型工业控制线路的装接、调速及排故等实训项目，实现高级维修电工培训和技能鉴定考核的功能。
柔性制造实训中心：该实训中心配备了柔性制造系统、六自由度工业机器及FANUC系统数控铣装置。该实训中心主要完成工业生产中自动化装配生产线为原型开发的综合实训项目，如：机械传动技术、电气控制技术、气动与液压技术、过程控制技术和现代化生产的组态控制、工业总线、实时监控等实训项目。
工业控制实训中心：该实训中心配备了机电气一体化实训装置和自动生产线拆装与调试装置。该实训中心主要完成机电气一体化设备、PLC工业通讯网络和气动控制回路安装与调试、传感器技术、变频调速应用技术、触摸屏及组态监控技术等实训项目。
2依托职业技能大赛，实现机电一体化技术专业实训基地的推广应用
2.1在校内同类专业的推广应用
近年来，依托职业技能大赛，大力推进了机电一体化技术专业实训基地的建设，改善了实践教学条件，提高了实践教学效果，培养了大批机电一体化技术专业的高素质高技能应用型人才，影响了学院电气自动化类、数控类等专业群，在客观上对学院整体实训基地的建设起到了积极的推动作用。
2.2在国内职业院校的推广应用
我院电子工程系自2010年以来承办电子类职业技能大赛，到我院参加职业技能大赛的职业院校来自全国各个省市，由于承办大赛的地点就坐落于机电一体化技术专业实训基地，参赛的职业院校可以随时参观，经过他们的反馈，我院机电一体化技术专业实训基地的建设等到了许多职业院校的认同和借鉴。近年来，到我院机电一体化技术专业实训基地参观的职业院校近上百所，人数近上万人次。
2.3在天津滨海新区区域经济中的推广应用
近年来，我院电子工程系为天津滨海新区区域经济的发展培养了大批机电一体化技术专业的高素质高技能应用型人才，其中80%上的毕业生在天津滨海新区就业。同时，机电一体化技术专业实训基地的建设，扩大了社会服务的功能，满足了培训的需要，为退役军人开设了“维修电工培训班”，培训了近百位退役军人，使他们能够取得相应的职业技能资格等级证书，顺利就业。
参考文献
关键词：电工；安全技术；培训；教学法
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1003-2851（2011）07-0-01
在目前的电工安全技术培训过程中，受多种因素的影响，很多地方对于电工的培训更侧重于技术培训，轻视安全培训，导致从业人员安全生产意识淡薄，不能把安全技术应用到一线生产中去。另一方面，有的电工学员因为与生俱来对电就有恐惧心理，长时间不敢轻易动手。一期培训过后，电工理论学习了很多，但却一次都没有实践过，导致培训效果较差，找工作时由于不掌握安全技术，无法胜任电工岗位。因此作为劳动培训部门，更新教学理念，改进教学方法，使电工学员能够较好的掌握安全技术，使之与实际工作相结合，对于降低电气操作安全事故，帮助学员客服恐惧心理，具有重要的意义。
一、直接演示法
直接演示方法是电工实习教学中入门指导应用最多、最广泛的、电工学员最容易接受的一种肢体语言，对学员的影响相当深刻，教师正确的姿式和操作方法会使学员养成良好的安全操作习惯，在今后的工作中受益无穷。电工学员来到培训场地，对培训教具都觉得新鲜好奇，并急于尝试。教师要把握这个机会，运用正确的姿势、标准的技术，激发学员的好奇心，通过细致入微的演示，使学员了解安全操作的每个程序，每个细节。例如：在培训操作场地，教师可为学员表演各种导线的连接方法、对于带高电压的电线的处理方法、电工高空作业的具体动作等。使他们掌握直接电击和间接电击的措施，了解绝缘的主要指标及测定绝缘的方法，掌握保护接地、保护接零、重复接地及漏电保护的措施与装置。
二、多媒体教学法
电工安全技术虽然是一门实践性相当强的课程，但过硬的安全技术，也依赖于对电工理论的深入理解。因此教师要在把理论讲述透彻的基础上，积极改变传统的教学方法，发挥多媒体的教学优势。一方面，从事电工培训的教师可把自己的教学内容融入到多媒体课件中，自己动手制作，还可通过互联网积极与其它教师进行技术交流，分享课件成果；另一方面，在培训课程进行前，教师可以给学员安排网络查询的相关作业，例如：在讲解高压供电的时候，可以先让电工学员上网查看关于高压供电有关方法、规程，和注意事项，使学员在头脑中对安全技术形成一种形象的感知。在讲解如何防火、防爆、防雷、防静电时，可让学生在网上查找因为这些因素引起的电力事故，写出分析报告。随后，在课堂上，教师通过课件的演示和详细的讲解，使学生深入的了解相关知识。
三、对比教学法
对比教学法，就是故意把两个相反或相对的电工知识用比较的方法加以描述和说明，使电工学员发现它们的相似处与差异性。正确运用比较法，可以帮助学员分清概念，提高辨别水平，获得一定的规律性认识。在基本理论教学中，最适合运用对比教学法，使电工学员能够通过对比系统性的掌握电工原理的基础，以及把所学的知识能够灵活应用。例如：在讲授电源的外部特性时，电工理论教学主要是让学员学会电源的端电压与电源的电动势的关系，即U=E-Ir。这时，要让学员通过各种仪表来测量不同情况的电压、电流值，使学员在操作中做出对比。可以通过三种方式的对比来加强学员对理论基础的理解，一是通路情况下电压的计算方法，二是开路情况下电压的计算方法，三是短路情况下电压的计算方法。
四、设障教学法
在电工学员掌握了基本的电工理论后，将要进行实际操作。这时教师可以为学员设定电工安全技术方法的问题，使学员带着问题和疑问投入到实际操作中，每位学员的安全技术经验，都是在工作实践过程中不断产生疑问，解决疑问的过程，在不断的总结经验的基础上形成的。只有倡导电工学员应用所学的安全理论知识解决生产实践中经常出现的实际问题，做到操作与理论相结合，使枯燥复杂的电工原理与安全技能的训练互相渗透，互相影响，才能提高安全技术培训的教学效果。例如，在电机、机床电器、电子线路的调试与排障中，要多为学员设置问题，设置故障，使设置的故障与实际工作相结合，让学员急于解决问题，提高他们分析问题、解决问题的能力和水平。学员在解决故障时，教师要在一旁进行监护，使学员在排除故障的同时熟悉掌握并能够应用安全知识。
五、亲身体验教学法
在实际培训过程中，一些学员由于对安全技术知识掌握不熟练，不敢操作设备，而更多数的学员则因为安全技术的不重视，自认为自己的水平高超，不会触电，没有安全问题。针对这一情况，教师一定要让学员认识到电工安全的重要性，在教学中，可使用专业的触电测试仪，让学员亲身体验触电的感觉，让其它学员看到触后人的感受，同时要教会学员触电后的自救和互救方法。同时，教师在培训课堂可以为学生设置触电的游戏演练，请学员自已表演模拟高压和低压触电，使他们使用学到的脱离电源的方法，以及用人工呼吸法和胸外心脏挤压法对触电学员进行救助。
总之，电工安全技术培训，是学员学习整个电工技术的基础和重中之重。作为劳动培训部门，要积极更新教学理念、创新教学方法，通过多种电工安全技术教学方法，不断加强电工安全技术培训力度，丰富电工的理论知识，提高电工的操作水平，提高学员的安全意识、安全技术思维和安全技术水平，养成独立思考解决和动手操作能力，提高智力水平及实操效果。使学员能够从思想上重视安全技术，在实践中广泛应用安全技术。
参考文献：
[1]姜东暄,郑雅珍.浅谈多媒体技术在电工安全培训中的运用[J].中国电力教育,2009,(12).
关键词:光机电一体化;实训装置;理实一体化教学;项目化教学;模块化教学
中图法分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)01-254-03
ApplicationoftheOpto-MechatronicsPracticeTrainingEquipmentinCourseTeachingofMechanicalSpecialty
FANGGui-sheng,SUNPing
(ZhejiangWaterConservancyandHydropowerCollege,Hangzhou310018,China)
Abstract:Thetraditionalteachingequipmentismainlyusedtoverificationexperimentalteaching.Itisdeficienttofosterstudentspracticalabilityandcreativity.Theopto-mechatronicspracticetrainingequipmentwhichadoptsopenarchitectureandmodularstructure,appliesvarioustechnologies,suchasmechanicaltechnology,electricalcontroltechnology,PLCtechnology,pneumatictechnology,sensingtechnologytotrainstudentscomprehensiveability.Inthispaperbasicstructureandmainfunctionsoftheopto-mechatronicspracticetrainingequipmentareintroduced.Somecoursemodulesandcourseprojectsofmechanicalspecialtyaredesignedbasedontheequipment.Finally,bymakinganexampleintheelectricalcontrolandPLCcourseteaching,theteachingmethodcombiningtheorywithpracticeisdescribed.
Keywords:opto-mechatronics;practicetrainingequipment;teachingcombiningtheorywithpractice;projectteaching;modularteaching
1概述
职业教育的核心是提高学生的实践动手能力和分析解决实际问题的能力。传统的职业教育模式是专业理论课和实训课分开进行,其弊端是理论和实践相分离,重理论而轻实践,教师教学缺乏新意,上课枯燥乏味,学生听课不感兴趣,上课昏昏欲睡,这样直接造成的后果就是培养的学生动手能力差,解决实际问题的能力差,课程教学难以达到职业教育培养目标的要求。解决该问题的关键是适当引入实训设备,探索理实一体化教学模式。
理实一体化教学作为职业院校专业教学中探索创新的一种教学模式,它强调充分发挥教师的主导作用,将理论学习和实际训练紧密结合起来,注重培养学生的动手能力,全程构建素质和技能培养框架,丰富课堂教学和实践教学环节,提高教学质量。理实一体化教学要求学校建立专业教室,配备相应的专业设备和计算机辅助教学设施,将有关专业设备和教学设备同置一室,将专业理论课和生产实习等实践性教学环节安排在专业教室中进行教学[1-2]。
高职高专机电类课程教学大多需要实验实训设备的支撑。传统的教学仪器设备主要为了满足某门课程验证性实验的需要,缺乏对学生实践动手能力和创新能力的培养。光机电一体化实训装置融合了机械、电气、PLC、气动、传感等多种技术,采用了开放式和模块式结构,可满足《电气控制与PLC》、《机电一体化设备安装与维护》等多门课程理论实践一体化教学的需要。正是基于以上考虑,我校在省财政的支持下,面向机电一体化、数控技术、电气自动化等专业课程教学的需要,引入了光机电一体化实训装置和模块化生产线等设备,并积极探索理实一体化教学模式,取得了初步成效,显著提高了学生的实践动手能力和社会竞争力。
2光机电一体化实训装置的基本构成
2.1光机电一体化实训装置的总体结构
光机电一体化实训装置由型材导轨式实训台、典型机电一体化设备机械部件、PLC模块、变频器模块、按钮模块、电源模块、低压电器模块、模拟生产设备实训模块(包含上料机构、搬运机械手、皮带输送线、物件分拣等)、接线端子排、各种传感器、警示灯和气动电磁阀等组成。整体结构采用开放式和拆装式设计,学生可以组装、接线、编程和调试由上料机构、搬运机械手机构、皮带输送线和物料分拣组成的光机电一体化设备。装置的总体结构示意图如图1所示。
2.2装置主要模块的基本组成
1)PLC主机:采用了CPU226AC/DC/晶体管(24路数字量输入/16路晶体管输出)、两个RS-485通信口、EM222(8路数字量输出),在PLC的每个输入端均有开关,PLC主机的输入/输出接口均已连到面板上,方便用户使用。
2)变频器模块:采用西门子MM420变频器,三相380V供电,输出功率0.75KW。集成RS-485通讯接口,提供BOP操作面板;集成3路数字量输入/1路继电器输出,1路模拟量输入/1路模拟量输出;具备过电压、欠电压保护,电机过热保护,短路保护等。提供调速电位器,所有接口均采用安全插连接。
3)电机模块:包括三相交流异步电动机,步进电机和步进电机驱动器等。
4)低压电器模块:配备了交流接触器、热继电器、电子式时间继电器、中间继电器、变压器、整流电路、能耗制动电阻、带灯按钮、断路器、熔断器、行程开关、组合开关、转换开关、速度继电器、磁性开关、急停按钮、复位按钮、自锁按钮等低压电器。
5)气动模块:包括了静音气泵、单杆气缸、双杆气缸、气动手爪、单控电磁阀、双控电磁阀、旋转气缸等。
6)传感器模块:具备了电感传感器、漫反射式光电传感器、对射式光电传感器、光纤传感器,可区分金属物料和非金属物料、不同颜色的物料。
7)触摸屏与组态模块:配备了深圳步科EVIEWMT4200工业触摸屏和EV5000组态编程软件。
2.3装置主要部件的工作原理[3]
1)机械手搬运机构
当存放料台检测光电传感器检测物料到位后,机械手手臂前伸,手臂伸出限位传感器检测到位后,延时0.5秒,手爪气缸下降,手爪下降限位传感器检测到位后,延时0.5秒,气动手爪抓取物料,手爪夹紧限位传感器检测到夹紧信号后;延时0.5秒,手爪气缸上升,手爪提升限位传感器检测到位后,手臂气缸缩回,手臂缩回限位传感器检测到位后;手臂向右旋转,手臂旋转一定角度后,手臂前伸,手臂伸出限位传感器检测到位后,手爪气缸下降,手爪下降限位传感器检测到位后,延时0.5秒,气动手爪放开物料,手爪气缸上升,手爪提升限位传感器检测到位后,手臂气缸缩回,手臂缩回限位传感器检测到位后,手臂向左旋转,等待下一个物料到位,重复上面的动作。在分拣气缸完成分拣后,再将物料放入输送线上。
2)物料分拣机构
当入料口光电传感器检测到物料时,变频器接收启动信号,三相交流异步电机以30HZ的频率正转运行,皮带开始输送工件,当料槽一到位检测传感器检测到金属物料时,推料一气缸动作,将金属物料推入一号料槽,料槽检测传感器检测到有工件经过时,电动机停止;当料槽二检测传感器检测到白色物料时,旋转气缸动作,将白色物料导入二号料槽,料槽检测传感器检测到有工件经过时,旋转气缸转回原位,同时电动机停止;当物料为黑色物料直接导入三号料槽,料槽检测传感器检测到有工件经过时,电动机停止。
3基于实训装置的课程模块与项目设计
光机电一体化实训装置融合了机械、电气、电动机、PLC、气动、传感等多项技术,并面向职业教育发展的需要,采用了开放式和拆装式结构,可根据课程内容需要选用不同的模块组合,满足《电气控制与PLC》、《液压与气动控制》、《变频调速技术》、《检测与传感技术》、《机电一体化设备安装与维护》等多门课程理实一体化教学的需要。表1为利用该实训装置开发的课程模块和教学项目。
4基于实训装置的理实一体化教学
4.1理实一体化教学场地安排
传统的职业教育模式是理论教学和实践教学分开进行,造成理论与实践分离,而且实验实训室功能单一,设备利用率低。为了改变这种现状,突出职业教育的实践性,我校引入了光机电一体化实训装置,并根据现场化教学的需要,将教学环境设计为现场教学模式,建立理论与实践一体化教学的专业教室,融教室、实训、实验、考工于一体,使专业教室具有传统教学、多媒体教学、实物展示、演练实训、考工强化训练和考工等多种功能,营造出良好的职业氛围和环境。整个一体化实训室面积达150m2,室内配备了九台光机电一体化实训装置,一套MPS模块化生产线实训装置,以及46台电脑和投影、音响教学设备,配备了统一的实验桌椅、黑板、仪器柜等,可满足单班课程现场化教学的需要,实现课程教学做于一体,教学场地布置如图2所示。
电脑与操作台区属于基础教学部分,主要用于知识讲解、课程讨论、软件编程、低压电器实训等。实验桌上安装了网孔板,既用于液晶显示器的保护,又可固定常用的低压电器,作电工实训用。光机电一体化实训区属于应用部分,既可用于单门课程的实训需要,也可满足课程综合教学的需要,如PLC实训、变频调速实训、机电设备安装与调试操作等。模块化生产线区属于高级扩展部分,配备了自动传输、立体仓库、三坐标测量、模拟加工等八个模块,模块与模块之间采用了以太网和现场总线进行相互连接,侧重于生产线的总体控制实训等。
4.2《电气控制与PLC》理实一体化教学思路
我校的《电气控制与PLC》课程在2005年被确定为省级精品课程,四年来项目组老师根据我校学生的特点探索了多种现代化教学方法,其中效果最显著的当属基于光机电一体化实训装置的理实一体化教学模式。以下为实施该教学模式而采取的一些有效措施:
1)课前根据实训装置的特点,合理设计教学项目,编写教学讲义,制作多媒体教学课件和仿真动画,以提高课程教学的实用性和针对性,提高学生学习的积极性和趣味性。这部分工作是关键所在,直接关系到理实一体化教学模式能否顺利进行。
2)在课程教学之初,组织学生到校工程训练中心进行参观,增加感性知识,了解普通车床、铣床、钻床的工作原理和控制要求,以及实际的电气控制电路;了解常用低压电器、PLC在数控车床、数控铣床、加工中心、电梯控制系统中的应用等。
3)在讲解电气控制部分时,每个实验桌上放一套常用的低压电器和电工工具,方便学生了解各种低压电器的结构,学习基本控制电路的安装、调试方法等。
4)在讲解PLC基础部分时,每个实验桌上放一个PLC和一套常用的低压电器,方便学生了解PLC的结构、接线方法等;方便学生自己动手设计、调试基于PLC的电机控制电路等。
5)根据学生的特点,实行分类教学,充分发挥学生间的传、帮、带作用。对于平时表现优秀的学生,给与较高的要求,安排较难的设计任务,并要求不光自己学会设计和操作,还需要帮助组内的同学完成设计任务。对于平时表现一般的学生,需要加强引导和督促,适当加以鼓励,激发学生的学习兴趣和求知欲。对于平时表现较差的学生,则需要给予较多的关注,必要时采用强制措施,迫使他们掌握本课程的基础知识和基本技能。
6)加强中间过程考核和期末实践考核,增添答辩环节,提高学生的口头表达能力,强化学生综合技能的培养。对教学过程中的每个项目组织考核,并根据学生的表现进行打分,计入平时成绩。在期末再安排一次实践考核,随机抽取平时训练过的项目任务,并给予评分,计入总评成绩。在实际操作过程中,这一招对平时不太爱学习的学生有很大的促进作用。
5结束语
将光机电一体化实训装置引入课程教学,实现理论与实践一体,不仅提高了学生的学习兴趣和实践动手能力,同时也提高了教师的教学业务能力。整个实训装置包括了机械、电气、PLC、组态设计、气压、传感器等多项知识,不仅要求教师要有过硬的理论知识,更重要是具备综合运用知识和解决问题的能力,随时解决学生在操作中碰到的各种问题。另外新的实训设备引入,也需要教师根据实训装置编写合适的讲义,探索新的教学模式,这样对教师个人能力的培养也有很大的促进作用。
参考文献:
【关键词】核电厂；电气；调试
0概述
核电厂的调试是整个核电工程建设四大阶段（核电站设计、设备制造、建造安装和调试）之一，是电厂投入商业运行前的最后一个阶段，是对工程设计、设备制造、建造安装质量的综合检验。核电厂电气系统调试由核电厂专业调试队下面的电气专业负责完成，一般只负责电气装置分系统及整组启动方面的调试工作，主要内容包括500kV＼220kV开关站及主辅变调试及送电、厂内中低压母线调试试验、发电机整组启动、柴油发电机调试、棒电源机组调试等内容。其调试时间顺序依次为：220kV辅助电源系统调试、中压系统调试、低压交直流及不间断电源系统调试、500kV主电源系统调试、应急柴油发电机调试、棒电源机组调试、停堆断路器调试、稳压器电加热器调试、发电机励磁系统调试、发电机整组启动调试。
1电气调试准备
1.1人员准备
核电站电气调试人员按专业特点分高压、低压、继保三个小组，高压小组主要负责6.6kV及以上电气一次设备调试；低压小组主要负责380V电压等级及以下的交直流和不间断电源系统及其附属设备的调试；继保小组主要负责6.6kV及以上电气设备保护装置、发电机变压器保护装置及通信系统的调试工作。由于电气属于高风险作业，必需取得电工作业证后才能开展作业。同时，由于核电的特殊性及管理程序要求，所有电气调试人员必须经过严格的培训、考核和授权后才能上岗作业。这些培训主要包括基础授权培训和技能培训。
基础授权培训。这类培训是每个调试人员进入核电现场时都需参加的，培训内容包括核安全文化、工业安全、辐射防护、消防、应急急救、质量保证和控制及应急响应等课程。通过培训使调试人员掌握核电相关的基础知识，具备初步的安全文化。
调试技能培训。培训目的是提高调试人员现场调试实施操作技能和动手能力，熟练掌握试验规程的正确实施。这类培训又可以分为：电工取证培训、电气调试理论知识培训、电气操作培训、设备厂家培训、后期学结等内容。
人员培训并考试合格后根据其资质及培训项目进行调试授权后才能开展相应的调试工作，调试授权分TS1和TS2两级，TS2为试验负责人或者系统负责人级，取得此类授权可以独立承担某项调试试验或者组织某个系统的调试试验；TS1为试验员级，只能在TS2授权人员的带领下在现场开展相关试验工作。
1.2文件准备
电气调试文件准备主要是设计图纸收集、调试规程清单确认和编制、调试文件包准备、系统移交文件准备等工作。调试规程清单必须在调试开始前一年就定稿，然后组织调试人员开始编制调试规程，调试规程初稿完成后要根据设计图纸、厂家资料及现场实际情况进行修改并最终定稿生效，一般在试验开始前两个月就要全部生效。调试规程生效后，在试验开始前三周要完成调试文件包的编制和生效工作。调试文件包包含：调试规程、定值、图纸、需要的工具清单，工前会单、调试遗留项清单、现场实施的变更清单，每份调试规程对应一个文件包。现场具备试验条件后，调试人员拿着这些准备好的文件办理工作票后开展调试试验。
文件准备工作中编写调试规程和准备图纸是最重要也是最艰难的。首先，工作开始很早，很多资料设计院、厂家未能及时提供。其次，由于设计院和设备厂家不断对先前的设计进行修改，改单不断，所以图纸和调试规程都必须及时跟踪修改。
1.3物资准备
精良准确的仪器、仪表，完备多样的工器具和相关物资是调试工作开展的物质保证。电气调试准备阶段，需借鉴其他核电机组及常规火电厂调试经验，并针对本机组电气设备特点提前准备好所需的调试仪器、仪表和专用工器具。同时，对于常用的消耗性材料也要提前准备并建立紧急采购渠道，方便后面现场急需时紧急采购。
现场的仪器、仪表及工器具等都由专门的管理人员进行管理，所有调试现场使用的仪器、仪表和工器具严格按照管理程序进行采购、存放、送检，保证现场所使用的仪器、仪表是合格有效的。
2电气调试计划
电气调试计划主要依照核电厂三级调试计划来编制，分为电气总体调试计划和专项调试计划，电气计划以满足工艺系统调试电源需求为主，主要逻辑关系如下：
220kV辅助电源倒送电。220kV辅助电源倒送电为核电厂电气调试工作的第一个重要节点，220kV倒送电完成为现场除主泵、循泵及主给水泵外的其他工艺系统调试提供了正式电源，为后续工艺系统调试提供电源保障。一般220kV倒送电需在除盐水及压空系统调试开始前完成。
500kV倒送电。500kV通过主变和厂变送电至6.6kV母线段，为机组启动6.6kV大泵（如主泵、循泵、主给水泵）的调试工作创造了条件，同时也打通机组的电力送出的通道。500kV倒送电需在机组一回路水压试验前完成。
应急柴油发电机调试。中压应急柴油发电机需在一回路水压试验前调试可用，为机组冷试提供厂内电源保障。
稳压器电加热器及水压试验泵柴油发电机组调试。稳压器电加热器及水压试验泵柴油发电机组的为一回路水压试验提供条件，需在水压试验前完成。
棒电源及停堆断路器调试。棒电源及停堆断路器调试主要为了满足了机组临界的要求，需在在机组热态试验期间调试完成，机组装料前可用。
发电机保护、励磁系统、同期并网装置的调试。这些系统设备调试完成后才能满足发电机组首次并网的要求，一般在机组装料前就应该调试完成。
3调试实施控制
现场调试项目能否正常开展，能否在计划的时间内高质量完成，对整个核电机组的调试质量及工期影响很大，调试项目实施过程必须加以控制，才能如期完成。电气调试过程控制主要有三点经验：调试提前介入、与安装公司密切配合、调试专项组。
3.1调试提前介入
在设备还在安装和单体调试阶段时，调试人员就要到现场对设备安装情况进行跟踪，了解系统状态机缺陷处理情况，掌握第一手资料。另外，根据现场安装和单体调试进展，可以安排试验负责人到安装单位办理提前介入单提前开展部分系统调试工作，这样可以减少调试工期及停电窗口需求。
3.2安装人员密切配合
单体调试属于安装公司合同范围内的工作，为与系统调试有很好的衔接，全程参与安装公司部分重要电气设备的单体调试工作，记录单体调试的试验数据及缺陷，跟踪缺陷处理过程。
在系统设备移交调试后，要求或委托安装公司的端接和单体调试人员配合系统调试人员进行系y调试，能及时地解决调试中发现的接线错误和设备单体故障，缩短故障处理时间。
3.3调试专项小组
对于一些综合性的电气调试，如220kV/500kV倒送电、发电机整组启动、柴油发电机调试等可以成立调试专项组。成立专项组的目的是使现场安装调试工作安全、有序、高效的进行，及时协调解决安装调试期间遇到的各类问题，顺利完成节点目标。
专项组的人员组成可以包括：安装和单体调试人员、施工管理人员、采购和设计人员、系统调试人员、进度控制人员等。
通过经验反馈，综合性调试工作成立调试专项组往往效率较高，对调试进度比较容易控制，但需要管理人员花一定的精力组织协调。
关键词：剩余电流动作保护；智能仿真；实训系统
作者简介：张长营（1968-），男，江苏宿迁人，江苏省电力公司职业技能训练基地，高级工程师，高级企业培训师。（江苏连云港
222069）
中图分类号：TM77文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）33-0217-02
在低压配电网络中最常见的故障就是低压回路或用电设备由于某些原因而造成的绝缘降低（俗称漏电），这不仅影响配电网的正常运行而且会带来一定的安全隐患。为了保证低压配电网络的安全运行，通常在每一个配变台区都要装设三级剩余电流动作保护系统，能很大程度上避免供用电设备的损坏和人身伤亡事故的发生，使得配电网络的安全运行得到可靠的保证。但是随着三级剩余电流动作保护系统的广泛应用，有些供用电单位对保护器运行管理不规范，导致剩余电流动作保护器拒动、误动、越级跳闸等故障的发生，严重影响了用户的正常生产、生活用电。怎样准确判断出剩余电流动作保护器跳闸的原因，快速地恢复供电，提高电工现场解决问题的专业技能，对于保障电网安全运行至关重要。
剩余电流动作保护智能仿真实训系统就是要通过模拟三级剩余电流动作保护系统的实际运行工况，对系统运行中出现的各种问题进行仿真模拟，让学员通过实际的计算、操作、观察、排除等步骤，逐步掌握现场查找、排除三级剩余电流动作保护系统故障的能力，提高其业务技能和工作效率，保证配电网络的安全可靠运行。
一、实训系统的设计依据和设计原则
三级剩余电流动作保护智能仿真实训系统选用典型的低压供电网络进行系统设计，系统利用故障仿真模拟技术、信息网络技术等实现剩余电流动作保护装置的故障设置、保护装置动作时间与动作电流整定、剩余电流动作保护装置安装接线、试跳操作、剩余电流动作保护装置故障检查与排除、分级试送投运与退出操作、总保护装置的远程监控和控制、报警等功能。
1.设计依据
《剩余电流动作保护装置的安装和运行》（GB13955-2005）；《剩余电流动作保护器农村安装运行规程》（DLT736-2000）；《剩余电流动作保护电器的一般要求》（GB/Z6829-2008）；国家电网公司电力安全工作规程（2009版）。
2.设计原则
（1）在保证系统可靠性的基础上体现先进性的原则。实训系统设计时采用国内最先进信息和通信技术，依据最新国家电网建设标准，从结构、技术措施、设备选型、设备性能、设备容错、系统管理、厂商技术支持及维修能力等方面着手，确保项目运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间，使每个故障点对整个系统的影响尽可能小，并提供快速的故障恢复手段以及资料备份手段，以保证资料的安全和系统的正常运行，力争方案策略、相关技术和实现方式在国内处于领先地位。
（2）在保证系统开放性的基础上兼顾扩展性的原则。实训系统在遵循统一的国际标准和工业标准的前提下，采用标准的软件平台和系统、计算机设备，采用规范的网络结构，并遵守相关的接口标准。坚持标准化原则，选择符合开放性和国际标准化的产品和技术，系统的设计在软件上采用模块化设计，以确保系统扩展应用时具备灵活性、可靠性，满足应用功能的扩充不影响系统核心业务执行的目标。
（3）在保证系统兼容性的基础上注重安全性的原则。实训系统设计充分考虑兼容性，具备灵活、规范的数据接口，可兼容其他正规厂家符合统一标准的剩余电流动作保护器产品，还可兼容现场正在运行的其他非国网标准的协议，确保数据信息的共享和统一管理。采用切实有效的安全手段，分层次、全方位保证系统信息传输的安全。
二、实训系统方案设计与实现方法
1.系统功能
系统由剩余电流保护装置实训柜及剩余电流动作保护系统仿真实训软件组成，装置设计时按照正、反二面布局，正面主要包含三级剩余电流动作保护仿真实训模块，装置背面主要包含三相负荷不平衡调整仿真实训模块。其中，三级剩余电流动作保护仿真实训模块又由三相总负荷控制刀闸、可变负载调整模块、无功补偿实训面板、一级剩余电流动作保护仿真实训面板、二级剩余电流动作保护仿真实训面板、三级剩余电流动作保护仿真实训面板、单相照明剩余电流动作保护仿真实训部分、电动机启动冲击仿真实训部分组成。可以进行以下实训与教学：剩余电流动作保护装置的安装环境；剩余电流动作保护装置的运行监控；剩余电流动作保护装置的故障设置；剩余电流动作保护装置的故障排查；供电系统的保护形式；无功功率补偿电路故障设置与排除；动力启动回路对剩余电流动作保护器的冲击影响；供电系统中的漏电故障设置与查找；供电系统三相不平衡的测试与调整功能培训；三级剩余电流动作保护装置动作时间与动作电流整定培训；总保护装置的远程监控和控制、报警演示；剩余电流动作保护装置分级试送投运与退出操作。
2.模拟装置总体方案设计
（1）总体方案设计。实训装置正面上部按照配电柜的监视仪表等器件排列方式进行布置，装置内部正面采用面板形式，根据供电TT系统设计为三级剩余电流动作保护系统，一个主回路分为两个分支回路，主回路一级保护采用的是JD6-6型的剩余电路动作保护器，分支回路采用的是QLL1-1000Z型剩余电流动作保护器，支线采用多个小型剩余电流动作保护器分别控制相应的用电器。装置背部仿真设计了三相负荷不平衡调整部分，能够仿真培训负荷设置以及不平衡调整等方面的实训。
（2）硬件系统构成及功能描述。实训柜采用常见的标准GGD柜型设计。实训柜分为正、反两面，采用现场常见剩余电流保护装置，组成与市电隔离的TT系统面板，方便学员进行剩余电流动作保护装置安装、接线实训。同时按照三级剩余电流动作保护系统流程要求布局元件，初步设计可以设置三十多处（种）故障。装置正面为三级剩余电流动作保护仿真实训模块，装置背面为三相负荷不平衡调整仿真实训模块。其中，三级剩余电流动作保护仿真实训模块又由三相总负荷控制刀闸、可变负载调整模块、无功补偿实训面板、一级剩余电流动作保护仿真实训面板、二级剩余电流动作保护仿真实训面板、三级剩余电流动作保护仿真实训面板、单相照明剩余电流动作保护仿真实训部分、电动机启动冲击仿真实训部分组成。
一级剩余电流动作保护系统仿真实训模块：包含剩余电流动作总保护器、电流互感器、无功补偿电容自动控制回路以及仪表监视电路部分。可以进行设置剩余电流动作总保护器误跳闸、不跳闸、显示错误等故障，剩余电流值可以进行调节。可以设置无功补偿电容自动控制回路少投切、不投切以及电压、电流采样信号错误所引起的故障。仪表监视电路部分可以对装置的电压、电流等信号进行显示。
二级剩余电流动作保护系统仿真实训模块：装置设计由两个二级剩余电流动作保护系统仿真实训模块组成，分别安装了两个剩余电流动作保护器且均具有通讯控制功能，在每只剩余电流动作保护器的后级相线上均设置了漏电流故障点，可通过PC软件或本地操作对剩余电流动作保护器动作保护值、动作时间、漏电流值等参数进行调节，验证学习各级剩余电流保护装置设计安装要求以及使用方法。在二级剩余电流动作保护系统仿真实训模块上还设计了多台单相双值电容电动机，可模拟电动机起动瞬时产生的冲击电流对剩余电流动作保护装置的影响情况。
三级剩余电流动作保护系统仿真实训模块：装置设计由六条支路来模拟三级剩余电流动作保护系统仿真实训模块，分别安装有墙壁插座、日光灯、白炽灯、单联开关、双联开关以及漏电流产生电阻模块，模拟了剩余电流动作保护器后级零线接地、相线漏电以及零地混接、零线混用等典型故障，漏电流值可以进行调节。在装置上还设计了漏电流产生电阻模块可供学员或者教师进行组合使用，以得到所需要的漏电流值。
三相负荷不平衡调整实训模块：在装置背面安装三相负荷不平衡调整实训面板，计算机软件根据复合情况给出最佳的调整方案，完成三相负荷不平衡调整实训。
（3）软件系统构成及功能描述。实训系统软件设计本着界面新颖、操作方便、功能齐全的设计原则，实训系统通过操作计算机软件控制实训装置总电源的启动与停止、漏电流故障的设置与恢复、题库的设置与编辑及其他信息的设置与管理。
1）培训管理模块功能描述。
学员信息管理：能提供学员信息的增加、删除、修改、查询、职称分类等功能。
题库管理：能支持题库的更新维护并能够按照试题类型进行检索来创建考试电子试卷。
漏电保护器信息查询。能支持漏电流保护器的国家标准及行业规范，漏电保护器应用方法、常见故障及常见错误接线方式等信息的查询。
资料管理：能支持基础台账资料管理、低压电网总保护运行记录、剩余电流动作总保护装置记录卡、剩余电流动作总保护装置运行检测记录等信息资料的查询与打印。
原理图信息管理：能支持低压电网运行的TT原理图及三相负荷不平衡调整图纸显示，可供培训师或者学员根据软件底图对漏电流故障点进行分析查找、故障排除。
在线理论考试：能够随机抽取各类型试题形成试卷并提供考生在线答题，考生提交后根据答案自动生成考试分数。
理论成绩查询：可以支持考生成绩存储与在线查询。
2）系统管理模块功能描述。
通信管理：实现计算机软件与装置通讯转发器及剩余电流动作保护器实时保持有效通讯连接，并提供实训软件操作接口管理及系统应用层与通信层交互的通信信道配置。
多机通讯管理：具有联机控制功能，单台电脑可联机控制多台装置，方便老师在考核时统一计时及设置故障，保证考核的公正、公平性。
参数、数据库、故障库管理。参数管理：包括对通讯参数、漏电保护器基本参数、控制参数、无功投切参数设置、存储参数等修改、模板设置等管理；数据库管理：提供数据库修改单，可针对性地对数据进行EXCEL导出、修改、导入；故障库管理：添加新的故障组合（系统设置的所有故障进行选择组合）、删除旧有故障组合、修改原有故障组合。在模拟故障时，只需调用故障库中的故障类型，便可触发故障模拟。
系统用户管理与权限配置：能自定义用户角色、操作权限。
操作日志管理：可存储操作日志并能通过时间段查询。
三、结语
剩余电流动作保护智能仿真实训系统的设计，以目前配电网中常见低压系统为设计框架，通过模拟与现场实际环境相似的运行工况，采用智能化方法模拟设置最常见故障现象，让学员通过在实训系统上的操作掌握查找故障的方法并排除故障，尤其是对低压配电网络中三相负荷不平衡电流、电动机启动等所造成的剩余电流动作保护器误动进行再现和分析，其创新的设计思想和独特的实现方式将指引着电力系统智能仿真实训装置研发的发展方向。
参考文献：