《電氣工程計算機(jī)仿真實訓(xùn)》課程的教學(xué)設(shè)計

章彧

摘 要： 《電氣工程計算機(jī)仿真實訓(xùn)》課程是電氣工程專業(yè)開設(shè)的一門綜合性的實踐課程，通過變電站巡視、操作票、倒閘操作和故障處理四大塊的實訓(xùn)項目，培養(yǎng)學(xué)生的安全規(guī)范意識，提高操作技能，加深對專業(yè)知識的理解。

關(guān)鍵詞： 實訓(xùn) 教學(xué)設(shè)計 實踐教學(xué)

《電氣工程計算機(jī)仿真實訓(xùn)》課程是電氣工程專業(yè)開設(shè)的一門綜合性的實踐課程，安排在大四上學(xué)期，學(xué)生這時已經(jīng)完成電氣工程專業(yè)技術(shù)課程的學(xué)習(xí)，對電氣工程專業(yè)有了比較系統(tǒng)性的認(rèn)識和掌握。通過本環(huán)節(jié)計算機(jī)仿真實訓(xùn)的實踐學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解電力行業(yè)的運行、操作、維護(hù)、檢修、測試、設(shè)計、開發(fā)等環(huán)節(jié)的基本常識，并掌握相關(guān)計算和調(diào)試技能，對于學(xué)生深入了解電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運行方式、電力元件的特性和模型均有一定幫助，尤其是交互培訓(xùn)可增強學(xué)生對電網(wǎng)運行的直觀感受。

實訓(xùn)安排在220kV變電站數(shù)字物理仿真實驗室進(jìn)行。該實驗室是面向電力類學(xué)生進(jìn)行變電站運行、繼電保護(hù)等專業(yè)技能培訓(xùn)而建立的綜合性培訓(xùn)平臺，由220kV變電站數(shù)字物理混合仿真系統(tǒng)、220kV變電站三維仿真系統(tǒng)、電網(wǎng)調(diào)度DTS培訓(xùn)系統(tǒng)組成。整個系統(tǒng)基于全范圍、全過程、全場景的整體設(shè)計理念，采用實時電磁暫態(tài)仿真、嵌入式模擬、虛擬現(xiàn)實、高層體系結(jié)構(gòu)（HLA）分布式技術(shù)、圖庫模一體化技術(shù)、組件化技術(shù)等先進(jìn)的仿真技術(shù)，為學(xué)生建立與實際現(xiàn)場高度一致的綜合實訓(xùn)環(huán)境。

實訓(xùn)內(nèi)容安排及要求：

1.變電站巡視

變電站巡視是變電站日常工作的一項重要內(nèi)容，是隨時掌握設(shè)備運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，保證電力系統(tǒng)安全運行的重要措施。實訓(xùn)運用220kV變電站三維仿真系統(tǒng)，要求按照部頒與現(xiàn)場制定的運行規(guī)程，對變電站的設(shè)備（變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、互感器、電容器、電抗器、母線等）所有項目進(jìn)行巡視。學(xué)生要了解巡視的項目和內(nèi)容，掌握巡視的技巧和方法，巡視過程要求做到多看、多聽、多聞、多想。利用多媒體調(diào)出所需設(shè)備的圖像聲音，并附加文字說明。

2.操作票

操作票是電力系統(tǒng)中進(jìn)行電氣操作的書面依據(jù)，是防止誤操作（誤拉、誤合、帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)、帶地線合閘等）的主要措施。實訓(xùn)中利用操作票軟件的開票系統(tǒng)，對南昌工程學(xué)院教學(xué)變電站南工I線由運行轉(zhuǎn)檢修開出標(biāo)準(zhǔn)操作票。通過開操作票的實訓(xùn)項目，使學(xué)生深刻理解操作票制度的重要性，熟練掌握開票軟件的應(yīng)用，掌握與倒閘操作有關(guān)的調(diào)度專業(yè)術(shù)語及含義，對應(yīng)拉合的設(shè)備（斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘等）操作、驗電、裝拆接地線、安裝或拆除控制回路或電壓互感器回路的保險器、切換保護(hù)回路和自動化裝置及檢驗是否確無電壓等事項，要有深刻的記憶和理解。典型操作票開票練習(xí)完成后，學(xué)生進(jìn)行瑞南I線運行轉(zhuǎn)檢修操作票開票測驗，完成開票任務(wù)后，形成操作票Excel文檔，提交給老師。

3.正常倒閘操作

電氣設(shè)備分為運行、備用、檢修三種狀態(tài)。將設(shè)備由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)的過程叫倒閘。通過操作隔離開關(guān)、斷路器，以及掛、拆接地線，將電氣設(shè)備從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種狀態(tài)或使系統(tǒng)改變運行方式，這種操作就叫倒閘操作。學(xué)生針對任務(wù)要求，根據(jù)理論課程中學(xué)到的專業(yè)知識，結(jié)合上一個開操作票實訓(xùn)項目的規(guī)范，利用220kV變電站數(shù)字物理混合仿真系統(tǒng)和220kV變電站三維仿真系統(tǒng)平臺，對線路倒閘、母線倒閘、旁路倒閘、變壓器停電檢修等項目進(jìn)行訓(xùn)練，能按照實際變電站的操作程序和習(xí)慣進(jìn)行微機(jī)五防仿真實訓(xùn)。通過該實訓(xùn)內(nèi)容，進(jìn)一步加強學(xué)生對理論知識的理解。

4.故障處理

利用220kV變電站數(shù)字物理混合仿真系統(tǒng)，按現(xiàn)場事故處理規(guī)程及要求對學(xué)生進(jìn)行事故處理實訓(xùn)，其主要內(nèi)容如下：（1）典型事故分析；（2）電氣設(shè)備異常運行工況；（3）各類電網(wǎng)或線路事故；（4）主變壓器及冷卻系統(tǒng)故障；（5）母線、互感器、電抗器和電容器故障等；（6）二次系統(tǒng)、直流系統(tǒng)和站用電系統(tǒng)等故障。利用教員軟件，設(shè)置故障，發(fā)送給硬件仿真系統(tǒng)，產(chǎn)生對應(yīng)的故障處理事件。學(xué)生觀察后臺監(jiān)控系統(tǒng)報警信息、開關(guān)狀態(tài)、光子牌等信息并記錄；查看保護(hù)屏液晶屏顯示、告警燈情況，并將液晶顯示和告警燈情況記錄；打印事故報告，分析事故報告，結(jié)合保護(hù)裝置說明書和保護(hù)定值，對打印出來的動作報告進(jìn)行分析，包括：（1）動作元件內(nèi)容及其動作時間分析；（2）保護(hù)動作后保護(hù)開入變位情況分析；（3）故障錄波分析（故障相電流電壓變化情況、零序電壓電流變化情況、重合閘前后電壓、電流變化情況等）。

通過《電氣工程計算機(jī)仿真實訓(xùn)》課程，學(xué)生應(yīng)用已學(xué)的基礎(chǔ)理論知識在仿真系統(tǒng)中操作，實現(xiàn)從理論到實踐的過程，同時在實訓(xùn)中積累感性認(rèn)識、培養(yǎng)工程意識和發(fā)現(xiàn)某些工程問題，加強對學(xué)生創(chuàng)新能力、實踐能力的培養(yǎng)，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)和今后工作打好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳萍.高職高?！兑簤号c氣動技術(shù)》實驗教學(xué)探討[J].考試周刊，2015（36）.

[2]吳娟娟，等.基于發(fā)變組微機(jī)保護(hù)裝置的綜合訓(xùn)練項目開發(fā)[J].考試周刊，2015（66）.