城市軌道交通繼電保護(hù)課程教學(xué)改革探索

楊波　吳畏

【摘 要】本文針對城市軌道交通繼電保護(hù)課程涉及的基礎(chǔ)專業(yè)比較多、綜合性比較強(qiáng)的特點(diǎn)，提出要在教學(xué)內(nèi)容安排、教學(xué)方法和教學(xué)方式方面進(jìn)行創(chuàng)新。教學(xué)內(nèi)容方面，通過現(xiàn)場參考?xì)w納總結(jié)出崗位所要求的理論知識、基本技能和職業(yè)素養(yǎng)；教學(xué)方法方面，利用網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)、仿真軟件、實(shí)訓(xùn)設(shè)備等給予學(xué)生直觀的認(rèn)識；教學(xué)方式方面，通過實(shí)習(xí)崗位讓學(xué)生強(qiáng)化繼電保護(hù)的知識點(diǎn)，鍛煉學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】城市軌道交通繼電保護(hù) 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)方法 教學(xué)改革

【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）08C-0072-02

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)，越來越多的人聚集在城市生活，城市交通的壓力也越來越大。為了緩解交通壓力，很多城市都在大力發(fā)展公共交通，地鐵就是其中一種。由于它不占用道路并且高效快捷，深受老百姓的喜歡。南寧是廣西的首府，隨著地鐵1號線投入運(yùn)行，南寧公共交通翻開了嶄新的一頁，同時(shí)也對城市軌道交通供用電專業(yè)人才的數(shù)量和質(zhì)量提出了很高的要求。為了能滿足軌道交通的正常運(yùn)行，2014年，城市軌道交通集團(tuán)與廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院達(dá)成訂單式培養(yǎng)供用電人才的協(xié)議。由于廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院的優(yōu)勢是為電力系統(tǒng)培養(yǎng)專業(yè)人才，介于城軌供用電這個(gè)專業(yè)與電力系統(tǒng)的供用電專業(yè)在繼電保護(hù)有許多不同之處，為了滿足用人單位的要求，也為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的質(zhì)量和效率，本文對城市軌道交通繼電保護(hù)課程教學(xué)改革進(jìn)行探索。

一、課程內(nèi)容改革

近年來，雖然軌道交通得到了快速發(fā)展，但許多高職院校還沒正式設(shè)置地鐵供用電專業(yè)，因此地鐵里的供用電專業(yè)的人才主要來自電氣化鐵路供電、電氣工程等相關(guān)專業(yè)。為了能滿足地鐵對人才的日益需求，廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院與軌道公司合作進(jìn)行了訂單式教學(xué)，在軌道交通供用電的人才培養(yǎng)計(jì)劃中，城市軌道交通繼電保護(hù)是一門專業(yè)核心課程。為了把城市軌道交通繼電保護(hù)課程上好，教學(xué)團(tuán)隊(duì)老師參觀了城市軌道交通集團(tuán)屯里車輛管理所，并請來工程師對他們經(jīng)常接觸的設(shè)備和遇到的問題進(jìn)行深入交流。通過這些交流，我們大概總結(jié)出供用電人才所要具備的理論知識、基本技能和職業(yè)素養(yǎng)。在基本技能和職業(yè)素養(yǎng)方面，與學(xué)校培養(yǎng)電力系統(tǒng)人才的要求存在很大的相似性，但是在一些理論知識方面會有較大區(qū)別，對于軌道交通繼電保護(hù)與電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的區(qū)別就在于軌道機(jī)車所使用的電是直流電，直流電使用的保護(hù)和交流電使用的保護(hù)是這門課的關(guān)鍵點(diǎn)，也是最大的區(qū)別點(diǎn)。由于城軌供電系統(tǒng)的電是從城區(qū)供電局就近的變電站引入，經(jīng)過整流變壓器和二極管整流后，送上接觸網(wǎng)，變成了軌道運(yùn)行機(jī)車所使用的1500V的直流電，對于城軌直流電所涉及的主要保護(hù)大致有這幾種：大電流脫扣保護(hù)、DDL保護(hù)（電流變化率和電流增量保護(hù)）、框架泄露保護(hù)和軌道電位限制保護(hù)和雙邊聯(lián)跳，這些保護(hù)與電力系統(tǒng)的保護(hù)有很大的不同。為了能讓學(xué)生更好地理解這些原理，也為了彌補(bǔ)本專業(yè)在直流保護(hù)方面的教材和老師經(jīng)驗(yàn)的不足，專業(yè)帶頭人專門從軌道公司車輛管理段找來南寧地鐵1號線典型牽引變電站的主接線圖和保護(hù)配置圖，并找來與此有關(guān)的保護(hù)資料，通過崗位的具體要求和職責(zé)，筆者提煉出崗位所要求的理論知識，對學(xué)生進(jìn)行有對針對性的講解，把他們從枯燥的知識點(diǎn)給解脫出來，通過具體變電站具體配置的講解、典型事故的分析，加上項(xiàng)目式教學(xué)，筆者把這門課的知識點(diǎn)打造得有血有肉。有了城市軌道交通公司的大力協(xié)助，城市軌道繼電保護(hù)的素材更多，學(xué)生的積極性也調(diào)動(dòng)了起來，通過生產(chǎn)一線的理論知識的講解和分析，改變了以前一味求大求全的思維，縮短了學(xué)生入職后的適應(yīng)時(shí)間。

二、教學(xué)方法改革

城市軌道交通繼電保護(hù)是一門新課程，為了讓學(xué)生能更快地掌握軌道交通繼電保護(hù)的相關(guān)知識，筆者多次下企業(yè)考察，和企業(yè)高級工程師進(jìn)行深入交流，歸納出他們繼電保護(hù)人才所要掌握的基本知識，結(jié)合學(xué)校電力特色鮮明的特點(diǎn)，對這門課程的教學(xué)方法進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生對新事物好奇的特點(diǎn)，激發(fā)他們的積極性，讓他們從被動(dòng)接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)知識，達(dá)到事半功倍的效果。

（一）充分采用各種教學(xué)媒體。多媒體教學(xué)具有很強(qiáng)的直觀性，一張圖片和一段視頻就能把所要表達(dá)的內(nèi)容形象地展現(xiàn)給學(xué)生。為了獲得更多的多媒體素材，使學(xué)生畢業(yè)后順利上崗掌握相關(guān)的設(shè)備，筆者在軌道交通公司屯里車輛段收集了大量的圖片和視頻，把軌道交通常見的供配電設(shè)備、整流變壓器、整流二極管、SVG無功補(bǔ)償裝置、接觸網(wǎng)、繼電保護(hù)屏柜以及中控室等通過多媒體形式呈現(xiàn)給學(xué)生。同時(shí)，筆者還在這些設(shè)備旁備注它們基本的功能和常見的故障狀態(tài)，方便學(xué)生課后自覺學(xué)習(xí)。通過這樣的方法，學(xué)生對以后從事崗位的設(shè)備有一個(gè)初步的認(rèn)識，為后續(xù)的繼電保護(hù)原理的講解作鋪墊。為了觸類旁通，筆者還把電力系統(tǒng)的設(shè)備和繼電保護(hù)原理對學(xué)生進(jìn)行比較分析?，F(xiàn)在手機(jī)已在學(xué)生中大量普及，筆者把自己上課用的課件放微信群里，讓學(xué)生有空的時(shí)候多去下載，并在微信群里設(shè)置一些工作中常見的問題，讓學(xué)生課后作答，并呈交上他們的答案。通過這些多媒體，很多書本枯燥乏味的知識點(diǎn)變成了看得到，摸得著的東西，使學(xué)生的積極性得到了大幅度的提高。

（二）充分利用仿真軟件。城市軌道交通繼電保護(hù)課程是一門核心理論課，通過這門課程的學(xué)習(xí)可以使學(xué)生對設(shè)備的保護(hù)原理有個(gè)基本的認(rèn)識，為日后在工作崗位上遇到設(shè)備故障時(shí)能提供理論支撐。由于這門課涉及前期的很多課程，包括電路、電子技術(shù)、電力電子等，因此學(xué)生要有很強(qiáng)的邏輯性，光靠多媒體還不能讓學(xué)生很好地掌握軌道交通繼電保護(hù)的原理，再加上軌道交通繼電保護(hù)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備相對比較欠缺，為了彌補(bǔ)這方面的不足，筆者通過仿真軟件來進(jìn)行輔助教學(xué)。對于軌道交通繼電保護(hù)的整流部分，筆者用的是PSCAD軟件，這個(gè)軟件的電子設(shè)備比較多，可以很好地搭建起整流變壓器的24脈沖整流模型，通過示波器能讓學(xué)生很直觀地了解整流的電流是什么形狀，通過仿真軟件的分析還能讓學(xué)生了解到24脈沖的波形與三相橋式整流的波形在效率方面和諧波含量方面的優(yōu)勢。對于交流電的繼電保護(hù)，筆者采用的是電力系統(tǒng)的另一套仿真軟件Digsilent，它相對PSACD仿真來說，系統(tǒng)模型搭建和故障設(shè)置都相對簡單，通過這個(gè)軟件很容易就能看出故障后的波形、故障切除的時(shí)間以及給保護(hù)設(shè)定的整定值是否合理。通過這些仿真軟件的演示，學(xué)生理解了保護(hù)是如何動(dòng)作的，同時(shí)也加深了保護(hù)整定值的算法和公式的理解。對于直流的保護(hù)，筆者采用更多的還是PSCAD軟件進(jìn)行仿真，由于直流部分的保護(hù)原理有些復(fù)雜，不好整體搭建模型。例如DDL保護(hù)，筆者采用的是化整為零的方法，先搭建起電流變化率的保護(hù)模型，接著在搭建電流增量的模型，然后讓這兩個(gè)模型分開運(yùn)行，根據(jù)它們的電流圖形講解它們的特點(diǎn)，最后根據(jù)它們的特點(diǎn)和優(yōu)勢進(jìn)行總結(jié)歸納。仿真軟件可以彌補(bǔ)實(shí)訓(xùn)設(shè)備不足，大大提高學(xué)生的積極性，讓枯燥的理論知識更加生動(dòng)直觀。

（三）充分利用實(shí)訓(xùn)設(shè)備。為了能按照軌道交通集團(tuán)的要求完成訂單班學(xué)生的培養(yǎng)，學(xué)校投入資金訂購牽引變電站仿真實(shí)訓(xùn)設(shè)備。這套設(shè)備的主要用途在于牽引變電站的運(yùn)行培訓(xùn)，但是加以改進(jìn)，還是能對城市軌道交通繼電保護(hù)課程有很大的用途，比如雙邊聯(lián)跳，學(xué)生很難理解具體的動(dòng)作原理，如果教師把學(xué)生帶到牽引變電站實(shí)訓(xùn)室對著牽引變主接線圖來講解雙邊聯(lián)跳的原理，學(xué)生就很容易掌握雙邊聯(lián)跳的啟動(dòng)方式和動(dòng)作原理，再通過旋轉(zhuǎn)法，學(xué)生對學(xué)生進(jìn)行復(fù)述，學(xué)生會加深理解雙邊聯(lián)跳的原理。筆者還把這個(gè)教學(xué)方法運(yùn)用在框架泄露保護(hù)和軌道電位限制保護(hù)中，通過實(shí)訓(xùn)室里學(xué)生的參與，既讓學(xué)生輕易地掌握軌道交通直流部分的動(dòng)作原理，又增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，實(shí)現(xiàn)“做中學(xué)、學(xué)中做”，達(dá)到一舉兩得的效果。

三、教學(xué)方式改革

高職教育的定位是培養(yǎng)合格的一線技術(shù)工人，為了使學(xué)生更能勝任以后的工作崗位，對于城市軌道交通繼電保護(hù)課程光靠課堂講解和實(shí)訓(xùn)室練習(xí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。根據(jù)培養(yǎng)計(jì)劃的要求，學(xué)生還需要具備一定的職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)技能，并在秋屋變電牽引站進(jìn)行跟班實(shí)習(xí)，進(jìn)行真實(shí)場景的一體化模式教學(xué)。軌道交通集團(tuán)公司為學(xué)生配備了跟班實(shí)習(xí)老師，把真實(shí)的場景搬到教學(xué)中來，對于工作中遇到的保護(hù)問題，學(xué)生可以向?qū)嵙?xí)老師進(jìn)行求助，也可以通過微信和電話的手段向老師尋求幫助，實(shí)習(xí)老師會根據(jù)崗位的要求對學(xué)生進(jìn)行必要的理論知識的解讀和職業(yè)素養(yǎng)的培訓(xùn)及規(guī)范。真實(shí)場景的實(shí)習(xí)，不僅鍛煉了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、交流能力，還提高了學(xué)生分析故障的能力和協(xié)作能力。同時(shí)，在此過程中，任課老師不斷地進(jìn)行知識更新，并積累現(xiàn)場解決問題的經(jīng)驗(yàn)，達(dá)到雙向互動(dòng)、一起進(jìn)步的效果。實(shí)習(xí)結(jié)束后，老師和實(shí)習(xí)老師對學(xué)生進(jìn)行實(shí)習(xí)考核，根據(jù)實(shí)習(xí)過程的表現(xiàn)和實(shí)習(xí)考核進(jìn)行打分，完成這門課的最終考核?，F(xiàn)在第一屆訂單班的學(xué)生已經(jīng)在南寧軌道公司供電段開始頂崗實(shí)習(xí)，通過用人單位的回訪，他們對學(xué)校培養(yǎng)出來的學(xué)生給予了高度的評價(jià)，認(rèn)為學(xué)生專業(yè)知識扎實(shí)，職業(yè)素養(yǎng)很強(qiáng)，只要再經(jīng)過半年的現(xiàn)場跟班實(shí)習(xí)，就可以變成正式員工，獨(dú)立完成工作。隨著職業(yè)教育的深入，這樣真實(shí)場景的一體化教學(xué)必然是大勢所趨，因?yàn)槠浼确蠈W(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)的基本規(guī)律，又符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。

綜上，在城市軌道交通繼電保護(hù)課程教學(xué)改革中，必須對內(nèi)容安排、教學(xué)方法和方式進(jìn)行創(chuàng)新，利用網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)給予學(xué)生直觀的認(rèn)識，通過仿真軟件把現(xiàn)場看不見的原理演示出來，讓大家理解繼電保護(hù)的原理過程；通過實(shí)習(xí)崗位，讓學(xué)生強(qiáng)化繼電保護(hù)的知識點(diǎn)，鍛煉學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)，把學(xué)校學(xué)到的東西合二為一，在實(shí)習(xí)結(jié)束后通過考核，完成這門課程的培養(yǎng)計(jì)劃，通過頂崗實(shí)習(xí)，成為合格的人才。

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【作者簡介】楊 波（1977— ），男，廣西南寧人，碩士，廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力工程系講師；吳 畏（1966— ），男，碩士，廣西南寧人，廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力工程系講師。

（責(zé)編 王 一）