如何練就一個電氣二次回路實戰(zhàn)高手
——基于場景實戰(zhàn)的電氣二次擴展式移動實操平臺開發(fā)

孔吉宏 調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電公司培訓(xùn)與評價中心 李觀保 廣州健翔咨詢有限公司

如何練就一個電氣二次回路實戰(zhàn)高手
——基于場景實戰(zhàn)的電氣二次擴展式移動實操平臺開發(fā)

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二次回路識圖、配線和故障查找等是電廠一線運維班組員工必備的技能，熟練掌握電氣二次回路實操技能對設(shè)備定檢、故障查找、ONCALL事件處理和設(shè)備改造都有非常大的幫助。目前電氣二次回路實操平臺大多是模擬式的平臺，缺少針對電廠各種輸入輸出設(shè)備符合現(xiàn)場設(shè)備運行要求的二次回路培訓(xùn)、實操和試驗平臺，急需研發(fā)一套針對電廠實際回路和設(shè)備的電氣二次回路實操平臺。

場景實戰(zhàn) 二次回路 課程開發(fā)

現(xiàn)有電氣二次回路實操平臺大多采用模塊化設(shè)計思路，將不同功能的二次電路固定成不同的板塊，通過更換實操板塊來達(dá)到不同項目實操的要求，存在以下的不便：

圖1 以往的模塊化電工實訓(xùn)考核設(shè)備

（1）培訓(xùn)學(xué)員只能在固有的模塊板上進(jìn)行回路接線、調(diào)試和故障查找的實操聯(lián)系，不能在平臺上自由搭建電氣元器件和電氣二次回路，不能實現(xiàn)任意的電氣二次回路功能邏輯，不能實現(xiàn)元器件安裝、電氣二次回路配線等項目的訓(xùn)練。

（2）現(xiàn)有的電氣實訓(xùn)平臺笨重且不能移動，滿足不了靈活的培訓(xùn)需求和靈活的場地需求。

（3）現(xiàn)有的電氣實訓(xùn)平臺電源回路單一，只提供交流電源，滿足不了實際培訓(xùn)對多種電壓等級的要求。

（4）現(xiàn)有的電氣實訓(xùn)平臺與平臺之間沒有電氣連接，實現(xiàn)不了擴展功能，也不能外接電氣元器件。

為解決上述問題，研究開發(fā)電氣二次系統(tǒng)擴展式移動實操平臺，該平臺采用擴展式設(shè)置，培訓(xùn)學(xué)員能夠根據(jù)實操的需要在移動實操板上自由搭建電氣元器件和電氣二次回路，且應(yīng)用該平臺能夠?qū)崿F(xiàn)元器件安裝、電氣二次回路配線等項目的訓(xùn)練。

1 平臺培訓(xùn)目的與設(shè)計特點

電氣二次擴展式移動實操平臺在技能培訓(xùn)中主要目標(biāo)不僅僅是電氣元器件的認(rèn)知學(xué)習(xí)，更重要的是發(fā)展學(xué)員的實踐能力，能夠勝任實際工作。

1.1 平臺技能培訓(xùn)目的

該平臺應(yīng)用于電氣二次系統(tǒng)技能實操培訓(xùn)領(lǐng)域，采用開放擴展式可移動設(shè)計思路，實操培訓(xùn)學(xué)員可根據(jù)教學(xué)目的自由設(shè)置輸入輸出設(shè)備和內(nèi)部邏輯，也可由學(xué)員根據(jù)項目要求自行組建二次回路，自由搭建元器件以實現(xiàn)多種控制邏輯和功能，并進(jìn)行配線、調(diào)試和運行，實現(xiàn)設(shè)備監(jiān)測、控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)等二次回路功能，達(dá)到電氣二次回路技能實操、測試和考核的目的。

1.2 平臺的設(shè)計特點

該平臺研發(fā)時，圍繞著“廣泛使用”、“安全運行”、“三層隔離”、“場景實戰(zhàn)”四個方面展開設(shè)計工作。

廣泛使用：本平臺采用開放擴展式可移動設(shè)計思路，將原有的實訓(xùn)平臺改為可移動、可自由搭建元器件、可實現(xiàn)任意電氣二次控制功能、可組合擴展的實操平臺。實操培訓(xùn)學(xué)員根據(jù)培訓(xùn)項目要求在平臺上選擇電氣元器件、組建電氣功能邏輯，并進(jìn)行電氣設(shè)備安裝、二次回路配線、功能邏輯調(diào)試、電氣故障查找等項目的實操。 同時，平臺提供交流三相380V、兩相380V和單相220V，直流24V、48V，110V和220V電源，滿足不同電氣控制回路對不同電源的需求。平臺裝設(shè)有一進(jìn)一出兩個航空插頭，可將多個實操平臺進(jìn)行電氣連接，并搭配實操桌，滿足復(fù)雜回路對大面積實操面積的需求。

安全運行：該平臺采用三相五線制 TN-S保護(hù)系統(tǒng)，它在總電網(wǎng)中N線和PE線是分開，但是在電源源端是連接的，并且接地。故障電流通過PE線來傳導(dǎo)。除具有TN-C系統(tǒng)的優(yōu)點外，由于正常時PE線不通過負(fù)荷電流，故與PE線相連的電氣設(shè)備金屬外殼在電氣正常運行時不帶電，所以適用于數(shù)據(jù)處理和精密電子儀器設(shè)備的供電，也可用于復(fù)雜的場景實戰(zhàn)項目中。

圖2 平臺設(shè)計正面圖

三層隔離：該平臺設(shè)計了三層隔離，第一層，總電源開關(guān)，具有隔離、漏電保護(hù)功能。第二層，電源自保持回路，具有隔離、缺相保護(hù)、欠壓保護(hù)、緊急斷電功能。第三層，各組電源的分開關(guān)，具有隔離、過載保護(hù)功能。

圖3 平臺設(shè)計策面圖

圖4 平臺實物圖

場景實戰(zhàn)：是在現(xiàn)場檢修ABC文檔基礎(chǔ)上，結(jié)合實際作業(yè)流程得出。首先，分析現(xiàn)場檢修的流程及工藝要求，電氣 二次擴展式移動實操平臺硬件設(shè)施和現(xiàn)場經(jīng)典的電氣二次項目， 篩選可供開發(fā)的典型場景實戰(zhàn)項目。然后，結(jié)合實際作業(yè)指導(dǎo)書、作業(yè)流程和作業(yè)要求，對典型場景實戰(zhàn)項目進(jìn)行分解，確定操作步驟，形成典型工作任務(wù)及其步驟。最后，由課程開發(fā)人員確定每一個操作步驟的操作標(biāo)準(zhǔn)，包括所需的專業(yè)知識、專業(yè)技能、方法工具及操作痛點等。

如技術(shù)供水系統(tǒng)水過濾器自動控制技改項目模擬實踐，由每5 ~ 6位同學(xué)模擬組建一個項目組，以蓄能水電站工作現(xiàn)場為背景，通過電氣二次擴展式移動實操平臺與水過濾器等設(shè)備讓每個學(xué)生置身電廠生產(chǎn)一線實戰(zhàn)場景，以各自代表的項目參與者身份，涉及班長、專責(zé)、安監(jiān)、班員等角色，實地體驗電氣項目實施的特性，通過團(tuán)隊合作、項目方案、材料選型、標(biāo)準(zhǔn)工藝、設(shè)備調(diào)試等一系列工作， 使學(xué)生感悟如何卓有成效的工作，獲得工作的經(jīng)驗。 實操過程中各技改項目被員工完全“承包”下來，從項目的控制邏輯梳理，到控制圖設(shè)計，材料選擇，元器件選型，電氣器元器件校驗，二次配線，項目的調(diào)試等過程都交由員工去完成，就如同在生產(chǎn)現(xiàn)場完成一個電氣二次新建或者改造項目，學(xué)員知識和技能得到最大的鍛煉。

表1 《水過濾器常規(guī)電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試》課程大綱（節(jié)選）

工作票1．工作負(fù)責(zé)人根據(jù)主接線圖、工作范圍和內(nèi)容開取工作票30 實操 兩票系統(tǒng)班前會班前會1．工作負(fù)責(zé)人召開班前會，講解當(dāng)日工作內(nèi)容、工作風(fēng)險及防范措施、安全技術(shù)交底10 實操2．工作班成員確認(rèn)無誤后班前會記錄表簽名理清控制要求 1．全體人員理清控制要求 15 實操 圖紙設(shè)計控制回路控制回路設(shè)計 2．控制回路設(shè)計 30 實操 圖紙元器件材料選型1．根據(jù)控制回路和圖紙選取合適元器件 30 演示 圖紙二次配線準(zhǔn)備元器件校驗1．是否安裝好2．型號、規(guī)格3．安裝位置30 演示 元器件4．功能校驗號碼編號打印依據(jù)圖紙?zhí)崆按蛴【幪?演示打碼機固定行線槽(扎帶成束配線無此工序）選擇線槽，固定 10講授法、提問法投影儀、白板放線 依據(jù)元器件的位置量測導(dǎo)線10講授法、提問法投影儀、白板1．線槽內(nèi)走線布線2．成束配線（扎帶） 20講授法、研討法投影儀、白板平臺配線軋線束（線槽內(nèi)走線無此工序）1．分線2．扎帶綁扎成圓線狀 10講授法研討法案例分析法投影儀、白板、麥克風(fēng)、鉛筆、白紙1．剝線壓線頭3．端頭壓接方法 20 2．端頭的選擇講授法案例分析法投影儀、白板接線 將導(dǎo)線接入元器件上 20講授法案例分析法設(shè)備、工器具

3 平臺應(yīng)用

3.1 員工實操培訓(xùn)

電氣二次擴展式移動實操平臺可應(yīng)用于一線班組技術(shù)技能員工運維實操技能的培訓(xùn)。

表2 平臺員工實操培訓(xùn)應(yīng)用情況

2016年8月至11月機電類新員工基礎(chǔ)技能實操培訓(xùn)水過濾器常規(guī)電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試 98 97．82%2017年3月機電類新員工專業(yè)技能實操培訓(xùn)水過濾器PLC改造 37 94．97%2017年5月34 96．38%魯廠轉(zhuǎn)崗員工技能實操培訓(xùn)電氣二次回路基礎(chǔ)實操

3.2 職業(yè)技能鑒定

職業(yè)技能鑒定實操部分需要考驗員工生產(chǎn)實際的動手能力，該平臺能夠結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場搭建二次回路，對員工自動裝置檢修與維護(hù)技能進(jìn)行實操鑒定。

表3 平臺職業(yè)技能鑒定應(yīng)用情況

3.3 崗位技能評價

電氣二次回路配線、故障查找等技能是一線班組員工必備的技能，每年都要對班組作業(yè)員進(jìn)行崗位評價，該平臺將生產(chǎn)現(xiàn)場的經(jīng)典二次回路自由搭建起來，對班組員工進(jìn)行有針對性的崗位技能實操評價。

表4 平臺崗位技能評價應(yīng)用情況

4 結(jié)束語

該平臺應(yīng)用于電氣二次系統(tǒng)技能實操培訓(xùn)領(lǐng)域，采用開放擴展式可移動設(shè)計思路，實操培訓(xùn)學(xué)員可根據(jù)教學(xué)目的自由設(shè)置輸入輸出設(shè)備和內(nèi)部邏輯，也可由學(xué)員根據(jù)項目要求自行組建二次回路，自由搭建元器件以實現(xiàn)多種控制邏輯和功能，并進(jìn)行配線、調(diào)試和運行，實現(xiàn)設(shè)備監(jiān)測、控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)等二次回路功能，達(dá)到電氣二次回路技能實操、測試和考核的目的。

通過該平臺的培訓(xùn)和實操，提高公司一線員工二次回路的技術(shù)水平，熟練掌握二次回路識圖、接線工藝和故障查找等二次回路技能。提供電廠班組一個進(jìn)行二次回路試驗的平臺，設(shè)備改造前可驗證二次回路的可行性。 結(jié)合員工現(xiàn)場工作進(jìn)行有針對性的實操考核、技能鑒定和崗位評價工作。