电力系统控制实验室建设方案的探索

2021-06-25林伟明

中国设备工程 2021年11期

林伟明

（广东理工学院，广东肇庆 526100）

1 电力系统控制实验室建设目的

电力系统控制室涉及电气工程专业多门特色课程，各门科学要求学生有丰富的实践经验。学生在不断实践中，对电力系统的组成、运行和控制有更深入的理解，巩固理论知识，锻炼动手能力，达到学生个性发展和技能人才培养的效果。实验室对本专业师生开放，为学生提供实践和竞赛的平台，培养学生的竞争意识，创新能力和开拓本领。为教师科研工作提供实验场所，更好地帮助教师求证科研项目的可行性。

1.1 满足电气工程专业多门课程的实践教学

电力系统控制实验室综合了目前高等院校包括《电力系统继电保护》《工厂供电》《电力工程基础》等多门电气工程专业课程的教学内容。它能对变电所，输电线路及工厂中常用的继电保护、电气二次控制回路、监测及自动装置的教学内容进行操作实验，并能满足相关专业学科开设课程设计。电力系统控制实验室的建设，可以使学生通过实践手段，提升动手能力，提高对多门专业课程内容的理解，为培养合格的电力毕业生打下坚实的基础。

1.2 以实践教学为导向

电力系统控制实验室的建设，对于技术应用型专业尤其重要。应用型专业课程若只注重书本上理论知识的教授，犹如“纸上谈兵”，实践才是学到技能的主要途径。学生掌握大量的专业知识后，在大脑仅存的是一套套文字系统。但是，通过实验设备的模拟建构，将电力系统的结构和运行直观呈现，帮助学生形象地理解书中的抽象描述。多门课程又有其联络性，在多次实践中，将整个电力系统网络清晰化。在实验现象中验证结果，在错误和误差中学习分析，实理论知识在实践中逐步转化为技能。实践激发学生主观能动性，主动去寻找相关知识点，教师却可以结合实践内容和实践中遇到的问题，优化教学方案，实践对整个教学具有导向作用。

1.3 以科研提高教学水平

科研是每个教师不断追求教学成果进步的重要举措，在教授学生知识的同时，教师需要不断丰富自身知识，不断发掘新知识和优化教学方法。能够针对教与学之间存在的问题，提出具体的解决办法。定期进行科研工作，力求科研创新，时刻关注领域前沿技术，担当知识海洋与学生之间流通的管道作用。教师只有真正投入科研工作，才能发现自己现在研究或教授的专业课程的教学新思路，这不但能使教师发现不足，更能使教师保持发展活力，提供教学水平。

2 电力系统控制实验室整体建设

2.1 实验设备的建设

电力系统控制实验室实验设备的选用必须充分考虑实验可开设的深度和广度，根据不同课程和同一课程不同知识层面的实际需要，可以作出灵活调整，结合电力现场和生产实际的应用和发展，能够进行真实性操作和探索性设计与开发。各个实验模块任务要分明，效果要真实、明显。设备应具备先进的技术指标和适应能力强的造作工艺，支持电气工程专业持续发展的需要，可以随着技术创新和深入教学，更换实验模块。作为对本专业师生开放性的实验室，设备要有良好的安全性能，操作平台要有简明易懂、便于操作、维修方便等性能特点。

电力系统控制实验室的实验装置可选用积木式模块化操作平台。平台的主体部分为供电模块，能提供固定220V，380V和可调节的交流电和直流电，带有过流保护装置，故障监控报警和记录功能，便于故障排查与后期的数据统计和分析。如图1所示。

图1

平台的其他部分由功能分明的模块挂件组成，如图2所示。电压、电流表显示模块，故障光字牌指示模块，开关按钮操作模块，故障信号采集、处理和动作模快等。挂件更换方便，灵活应对各门学科的不同实验内容，即使学科变换实验内容，它也能随着变换挂件组合满足其需要。

图2

选用售后服务好，创新能力强的设备供应商，时刻关注设备挂件的更新换代，必要时更换新型挂件和增加挂件模块，扩展实验内容。根据教学大纲和教学方案联系厂家订做所需的功能模块的挂件。还可以由教师带领学生自行设计，制作挂件。

2.2 实验内容的建设

培养电气工程专业技能人才，除了要有电气基本理论知识外，还要有良好的动手能力，掌握各类型电气设备、装置的操作和运行，了解该领域的先进技术，具备一定的研发创新能力。根据各门专业课程的特色，综合学生个性发展需要和行业需求，教学内容应体现其针对性、先进性、实用性和创新性。必要时淘汰已经过时的实验和实验模式，选取先进的实验模型和实验原理，选取最接近生产现场的实验装置和工作方式，确保学生掌握的知识能运用到工作现场。由浅入深，从一般设备、装置的特性实验，到某一项功能的综合性实验，再到个性创新的开放性实验，适应每个学生自身能力的个性发展。

2.3 师资队伍的建设

除了优质的硬件设备和科学的实验内容，还要建设优秀的专业教师队伍，达到专业实验室功效的最大化。应该专门组建电气工程专业高压方向的教研团队，由专业知识丰富，电力行业生产实践经验资深的教授或高级工程师为带头人，由电气工程专业骨干教师和充满活力的青年教师组成队伍，加上实践经验丰富的实验技术管理人员，必要时可外聘电力行业工程师指导实践课程。

教研团队组织开展专业培训计划；有意识转变科研方向，深入研究专业先进技术；积极走访以电气工程专业为强项的学校，进行交流学习，吸取其成功的教学经验，结合自身特色大胆尝试；鼓励教师走到企业生产岗位，参与研发、生产、调试和实际应用，将真实的工程技术和生产操作带回学校，对比现有的教学内容和实验装置所存在的差异，修整教学方案。

3 电力系统控制实验室的预期收益

电力系统控制实验室建设后，丰富了电气工程专业的实验教学内容，补充了电气工程专业高压方向实验教学的短板，为电气工程专业多门核心课程提供实验（训）场所，提高了本专业的实验开设率。预计本专业学生每学年超过350人参与实验（训）教学任务，见表1。

表1

课程设计是检验学生对专业知识的综合运用能力，又是对动手能力的再次升级测试。针对特定的课程设计项目，学生将专业知识和实验操作经验整合运用到课程设计课题中。从设计方案比较、选用，到系统的设计思路，调试和实际应用，学生的学科知识得到一次全方位的检验和提升，电力系统控制实验室为学生研究课题提供条件，普及到本专业方向每个学生身上。

实验设备的选用，确定了实验内容难易层次划分明确，涉及专业知识的深浅分明。充分利用实验室现有资源，在全校范围内开设电力系统相关的选修课程、电力系统基础性实验，例如，电力设施基本设备和装置的特性实验就能满足选修学生的实践内容。

校企合作是现代应用型高等学校教育的发展策略之一，通过电力系统控制实验室作为连接企业的桥梁，开设校企合作培训点，实现企业和学校资源共享、互助互利、共同培养专业技能人才的目的。学生可以提前了解企业的运作，学校又能结合企业实际需要制定培养计划，而企业则能直接从学校获得符合发展需要的优质毕业生。电力系统控制实验室配置足够先进和完善，可作为社会电力企业研发和测试基地，同时，作为从事电力行业人员的培训中心。