高压电器二次回路安装与调试实训台的 开发与应用

王晓霞

摘 要：西安技师学院实训教学模式在向“教、学、做”一体化教学模式转化的过程中，对西安技师学院发电厂电力系统专业一体化教学模式进行了探讨，并初步研制出了高压电器二次回路安装与调试实训台。本文讲述了实训台的研发背景设计思路、研发过程，详细介绍了实训台的组成与特点，以及实际应用。

关键词：高压电器二次回路 实训台 开发

一、 实训台研发背景及设计思路

高压电器二次回路安装与调试课程是西安技师学院发电厂及电力系统专业和高压电器安装与调试专业的一门重要专业课，该课程集专业性、技术性、实践性于一体， 在整个高压电器人才培养方案中占据重要地位。如果学生只是通过教师的语言描述、模型和图片展示等传统教学形式来学习课程中抽象的理论知识和复杂枯燥的二次回路图，而没有在实际操作中接触各种高压电器二次电器元件、高压电器操动机构（主要是隔离开关、断路器、高压开关柜）与二次线路， 势必会导致学生对该课程的学习感到枯燥难懂，造成理论知识学不扎实，不能掌握专业技能的情况。

因此，笔者尝试在该课程教学中推行教、学、做一体化的教学模式，让教学与生产过程以及实际二次线路的操作训练相结合，最终经过专业教师企业调研，并基于该课程提炼出三个典型的学习任务——隔离开关二次回路的安装与调试、断路器二次回路的安装与调试、高压开关二次回路的安装与调试。该课程若要贯彻一体化教学模式并且完成本课程教学情境当中所涉及的学习任务，就应该有相对应的教学设备。而市面上能满足以上要求的教学设备很少，偶尔有接近的只是模拟性质，连最基本的操动机构也没有，且价格昂贵。同时由于西安技师学院的性质是企业办学，学校依托中国西电集团公司，办校以来每年获得企业的资助很少，一直在自筹资金发展高压电器安装与调试专业，但二次实训台设备价格昂贵，学校根本无力承担庞大的购买经费。为此西安技师学院组建一批实际工作经验丰富的教师，开发了高压电器二次回路安装与调试实训台，并于2014年全面应用于西安技师学院的实训教学。

二、实训台研发过程

该项目是在西安技师学院电力拖动实训工作台的基础上改造制成“高压电器二次线路装配与调试”实训台。总共完成实训工作台24个，能满足24名学生的高压电器二次线路安装与调试课程的学习，该设备的研制过程经历了四个阶段。

第一阶段是由西安技师学院高压电器系主任组织专业教师及骨干教师，成立“高压电器实训台研制”小组，该小组主要任务是构思本实训设备研制方案、讨论本设计方案图并绘制图纸。图纸包含系统设计原理方框图和实训台面板元件布置图。

第二阶段是在该专业选取正在参加实训课程学习的学生，由师生共同制作、加工、安装本实训设备。最后选取的学生为西安技师学院发电厂电力系统专业大专班第四学期学生，这些学生已经完成《工厂供配电实训》《电工基本操作》《电子技能实训》和《发电厂变电站电气设备》等课程的学习。在整个制作过程中，需要学生全程参与并密切配合教师。实训台总体设计和配件的加工以及实训台的安装、调试，主要由学生在教师的指导下完成。最终完成了功能多而全、外形易于拆装、安装简便灵活的高压电器二次回路实训台。

第三阶段是整合实训台系统中所用到的操作机构。由于西安技师学院依托中国西电集团公司办学，企业给西安技师学院提供了大量的高压电器产品，其中就有许多操作机构（CT型操作机构、CD型操作机构、CJ系列电动操作机构、CS系列手操机构、六氟化硫GIS隔离开关电动机构），于是笔者想到在最后一个环节将这些机构进行整合，应用到新开发的教学实训设备中，既直观又便于接线。

第四阶段是后期不断地完善更新，最终设计出高压电器二次回路实训设备。此设备可用于二次元件识别、二次回路配线、二次回路调试、操作机构二次元件识别、接线等。

三、实训台的组成与特点

高压电器二次回路实训台主要由三套设备组成，即可完成开关柜二次回路安装与调试项目、隔离开关二次回路安装与调试项目和可完成断路器二次回路安装与调试。三套设备均由电源系统、机构系统、控制系统和传动系统4个子系統构成。包含隔离开关的传动系统、断路器的传动系统、GIS组合电器隔离开关传动系统和GIS组合电器接地开关传动系统等。

电气控制系统的主令元件、继电器等元件都装在实训台的前面板，学生可以直观了解到二次回路各系统中主要控制开关元件。主要元件有六位万能式控制开关、四位控制开关、位置开关、分闸按钮、合闸按钮、分闸信号灯、合闸信号灯、储能指示灯、电源指示灯、信号继电器、闪光继电器、出口中间继电器、返回延时继电器、跳跃闭锁继电器等。开关元件的型号、规格各异，学生可以方便地实现对这些开关的特性测试和调校训练；继电器采用插座式安装并具有互换性，操作方便、更换便捷，可扩展功能和开发新实训；操作内容的选择具有典型性、实用性。

操作台的电源可提供直流220 V电源和交流220 V、380 V，并设有电压型漏电保护器和电流型漏电保护器，可以满足控制回路需要直流220 V或交流220 V及主回路需要380 V的要求；实训台面板设置了接地端子，各电源的输出均有监示及短路保护等功能确保操作者的安全。

所有的元件都通过导线引到实训台的后板接线端子上，学生配线时只需依据安装接线图在端子上进行配线，有利于保护元器件，从而使元件的损耗率和导线的损耗率降到最低，为模数化配线做好基础。

学生通过端子可自行接线、布线，配线所用导线有压接端子并有统一的线号标记，配线工艺符合企业配线工艺要求、便于查找故障并且导线可重复使用，大大地节约了实训成本，实训特点明显，同时具有一定的扩展性。

该实训装置是将西安技师学院高电系拖动实训教室的多余实训台进行了合理化利用，大大节约了资金且综合实用性大为提高，该实训台不用再购买钢质骨架，既合理化利用了废物又为学院实训建设节约了大量资金。

四、实训台的应用

实训台的研制不仅能满足西安技师学院发电厂电力系统进行《二次回路及保护》课程一体化教学，还能完成《电力拖动控制》和《机床电路控制》课程实训教学，并且在实验实训技能的提高、毕业设计的过程验证、师资及社会培训等方面都能起到广泛的作用。可完成的学习任务如下。

该设备能够帮助完成《二次回路安装与调试》课程主要学习任务。具体包括：（1）电力继电器结构认识与特性测试。包含变电站保护型中间继电器、时间继电器、闪光继电器、自动重合闸继电器、变电站保护型信号继电器、冲击继电器的认知与应用和典型控制开关的安装与认知（万能式转换开关）。（2）高压电器二次回路信号系统的安装与调试。包含变电站直流闪光母线（闪光信号）、变电站二次信号回路（不重复动作信号回路）、变电站二次信号回路（重复动作信号回路）、真空断路器二次回路和六氟化硫断路器二次回路的安装与调试。（3）高压电器二次回路保护系统的安装与调试。包含变电站线路无时限电流速断保护、变电站线路带时限电流速断保护和变压器瓦斯保护回路的安装与调试。（4）高压电器二次回路控制系统的安装与调试。包含110kv母线电压互感器隔离开关控制回路、220kv母联兼旁路隔离开关控制回路、移开式开关柜二次回路、固定式开关柜二次回路和低压配电屏二次回路的安装与调试。（5）高压电器二次回路自动装置系统的安装与调试。包含变电站线路自动重合闸装置和综合保护系统的安装与调试。

除此之外，其帮助完成的电力拖动控制主要学习任务有电动机点动与连续运转控制、接触器控制的正反转、自动往返控制和Y—△降压启动控制；完成的机床电路控制主要学习任务有C620车床的电气控制、M7130平面磨床的电气控制和电动葫芦电气控制。

五、应用成效

自笔者研制成功高压电器二次实训台以来，在学院内进行了样机鉴定与试用，已经经过西安技师学院高压电器系专业教师及企业专家评审，并合格通过，已经为西安技师学院16G、17G、18G高压电器专业三届六个教学班学生开展实训项目，效果良好。自主开发研制教学设备有很多积极的影响：第一，能降低学校的办学经费，创造良好的经济效益；第二，能为西安技师学院发电厂电力系统专业和高压电器安装与调试专业的學生提供《二次回路安装与调试》课程实训教学平台；第三，为西安技师学院开展企业培训提供了实际操作、鉴定考核的平台；第四，能全面提高西安技师学院发电厂电力系统专业教师的业务能力，打造出一支会教学能维修设备的教师队伍。

参考文献：

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（作者单位：西安技师学院）