電氣工程類專業(yè)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室的開發(fā)論文

　　摘要：實(shí)踐性強(qiáng)是電氣工程類專業(yè)的的特點(diǎn)，為了能更好的培養(yǎng)出符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的卓越工程師，該專業(yè)更應(yīng)該重視和提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和工程創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的關(guān)鍵在于是否有完善的實(shí)踐教學(xué)。完善的實(shí)踐教學(xué)不但需要單純的課程實(shí)驗(yàn)、各類實(shí)習(xí)，還應(yīng)該在校內(nèi)外開發(fā)實(shí)訓(xùn)基地，以便增強(qiáng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。從該專業(yè)實(shí)踐基地開設(shè)的具體經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，介紹了專業(yè)新開實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室的情況及學(xué)生的實(shí)訓(xùn)情況。

　　關(guān)鍵詞：電氣工程；實(shí)訓(xùn)基地；實(shí)踐教學(xué)；卓越工程師

　　作者簡(jiǎn)介：李梅（1978，11-），女，安徽省，淮南市（回族），碩士，副教授，主要從事電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制研究

　　安徽理工大學(xué)的電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)于2010年獲批省級(jí)特色專業(yè)，并于2013年入選國(guó)家教育部卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃。為了能更好的培養(yǎng)出符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的卓越工程師，更應(yīng)該重視和提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和工程創(chuàng)新能力，而是否能夠?qū)崿F(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵內(nèi)容就在于該專業(yè)是否能夠設(shè)置并實(shí)現(xiàn)完善的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。常規(guī)的實(shí)踐教學(xué)以課程實(shí)驗(yàn)和校內(nèi)外的各類實(shí)習(xí)為主，然而單純的實(shí)習(xí)出現(xiàn)的問題越來越多，其效果已經(jīng)不能滿足用人單位的要求了，當(dāng)然對(duì)于國(guó)家定義的卓越工程師要求就更無法滿足了。

　　1實(shí)習(xí)目前存在的問題

　　各個(gè)學(xué)校、各個(gè)專業(yè)一般都會(huì)開設(shè)各類實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，以補(bǔ)充專業(yè)課程的理論教學(xué)，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和分析能力。在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，實(shí)習(xí)也確實(shí)起到了上述作用，但是隨著高等學(xué)校的擴(kuò)招，學(xué)生人數(shù)急劇增加，就出現(xiàn)了很多的問題：

　　1.1實(shí)習(xí)時(shí)間和課程設(shè)置出現(xiàn)不匹配。有些實(shí)習(xí)安排的時(shí)候，學(xué)生還沒有學(xué)習(xí)到相關(guān)知識(shí)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)一無所知，結(jié)果到了實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)也只能走馬觀花，敷衍了事。

　　1.2學(xué)生單位實(shí)習(xí)時(shí)間太短。由于學(xué)生人數(shù)多，所以同一個(gè)地方只能分組輪流去。雖然實(shí)習(xí)總的時(shí)間看上去很長(zhǎng)，但是對(duì)一個(gè)具體的學(xué)生來說時(shí)間就很短了。如去某個(gè)發(fā)電廠或變電所安排了三天，但一個(gè)具體的學(xué)生只有一天時(shí)間，所以就等于將三天的內(nèi)容壓縮到一天來完成，非常匆忙。

　　1.3實(shí)習(xí)單位不好聯(lián)系。以往實(shí)習(xí)由于人數(shù)少，學(xué)生甚至可以住在實(shí)習(xí)單位跟著值班人員輪班。但是現(xiàn)在學(xué)生人數(shù)太多，實(shí)習(xí)單位無法接待這么多人。另外電氣工程類專業(yè)的特殊性決定了其實(shí)習(xí)單位都是非常強(qiáng)調(diào)安全的單位，如煤礦、發(fā)電廠、變電所等都是安全規(guī)范要求非常嚴(yán)格的單位，同時(shí)接待這么多學(xué)生，實(shí)習(xí)單位就要考慮安全的問題，負(fù)擔(dān)非常大，因此就失去了積極性。

　　2實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室的提出

　　為了解決上述問題，很多學(xué)校先后建立了實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心、校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)基地等。安徽理工大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院按照培養(yǎng)國(guó)家卓越工程師計(jì)劃的目標(biāo)也建立了電氣工程實(shí)訓(xùn)中心，全面推行以提高學(xué)生工程實(shí)踐能力為目標(biāo)的，對(duì)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行驗(yàn)證性、綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性的研究。實(shí)訓(xùn)中心針對(duì)體系中的各個(gè)階梯，合理科學(xué)地安排實(shí)訓(xùn)�？勺寣W(xué)生在限定的實(shí)驗(yàn)主題情況下，提前自行設(shè)計(jì)、創(chuàng)新一些工藝流程，與老師討論、確定后，在課堂中實(shí)施，并將實(shí)施效果相互比較，總結(jié)優(yōu)缺點(diǎn)，加深對(duì)課程的理解與掌握。可適當(dāng)?shù)卣�合部分課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使之有機(jī)地結(jié)合起來，強(qiáng)化了對(duì)專業(yè)的領(lǐng)悟。可在老師的現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)下，學(xué)生通過對(duì)設(shè)備的實(shí)際操控，來培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，鍛煉其工程能力�？煞e極引導(dǎo)學(xué)生參與到中心帶教老師的課題中，特別是與企業(yè)合作的橫向課題研究中。培養(yǎng)學(xué)生的行業(yè)創(chuàng)新能力、拓展其創(chuàng)新素質(zhì)。

　　3新開發(fā)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室介紹

　　專業(yè)課題組積極發(fā)展學(xué)院已有的實(shí)驗(yàn)室，拓新了部分實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室，如嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室、DSP實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室、電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室等。但是這些還不能滿足學(xué)生的實(shí)踐實(shí)訓(xùn)要求，課題組又新開發(fā)了一部分新的實(shí)訓(xùn)室，重點(diǎn)開發(fā)了強(qiáng)電方向的內(nèi)容。這些實(shí)訓(xùn)室的開發(fā)，解決了學(xué)生在實(shí)習(xí)單位無法對(duì)電氣設(shè)備和供配電系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行、檢修、保護(hù)的難點(diǎn)，能取得更好的實(shí)訓(xùn)效果，將學(xué)生的培養(yǎng)成為為學(xué)生+企業(yè)工程師。

　　3.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)訓(xùn)室。電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)原有繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)室，但因購買時(shí)間較早，所以設(shè)備以繼電器為主，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于現(xiàn)代電力企業(yè)。因此，學(xué)院組織相關(guān)老師和學(xué)生以和企業(yè)聯(lián)合開發(fā)的方式建立了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)訓(xùn)室。部分常規(guī)繼電器仍然保留，可成組配合完成常規(guī)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)。開發(fā)了繼電保護(hù)試驗(yàn)測(cè)試儀和微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)控裝置，可實(shí)現(xiàn)10kV-35kV饋線微機(jī)保護(hù)、110kV線路微機(jī)保護(hù)、變壓器微機(jī)差動(dòng)和后備保護(hù)、電容器微機(jī)保護(hù)、電動(dòng)機(jī)微機(jī)保護(hù)。實(shí)訓(xùn)室結(jié)合最新的繼電保護(hù)、輸配電技術(shù)，采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的試驗(yàn)方法。以電力系統(tǒng)常用的數(shù)字式繼電保護(hù)試驗(yàn)測(cè)試儀產(chǎn)生信號(hào)，靈活方便，可聯(lián)網(wǎng)組態(tài)現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)的變電站、配電網(wǎng)絡(luò)，不但可以使學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)有一個(gè)整體的了解和形象化的概念，而且可以有針對(duì)性的對(duì)學(xué)生模擬真實(shí)電力系統(tǒng)的培訓(xùn)和考核。實(shí)訓(xùn)室開發(fā)了：a.繼電保護(hù)特性測(cè)試系統(tǒng)軟件，用于控制微機(jī)型繼電保護(hù)試驗(yàn)測(cè)試儀發(fā)出信號(hào)，測(cè)試各種繼電器的動(dòng)作特性。b.電力網(wǎng)信號(hào)源綜合控制系統(tǒng)軟件可靈活組態(tài)各種結(jié)構(gòu)的電網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)可視化電力系統(tǒng)潮流分析、短路計(jì)算。既可單獨(dú)作為潮流分析、短路分析軟件使用，還可通過接口程序，將網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)電壓、各線路電流信號(hào)下載到微機(jī)型繼電保護(hù)試驗(yàn)測(cè)試儀中，實(shí)時(shí)輸出電網(wǎng)的潮流或故障信號(hào)。實(shí)踐中，學(xué)生普遍反映該實(shí)訓(xùn)內(nèi)容可以反映最新的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的特點(diǎn)，也解決了學(xué)生在現(xiàn)場(chǎng)不能動(dòng)手調(diào)試和修改保護(hù)的問題。另外，該微機(jī)保護(hù)測(cè)試儀軟件，源代碼帶注釋，通信協(xié)議開放，課題組可在此開放的平臺(tái)繼續(xù)改進(jìn)程序或根據(jù)實(shí)際實(shí)訓(xùn)內(nèi)容編寫新的保護(hù)程序。

　　3.2110kV變電站監(jiān)控實(shí)訓(xùn)室。專業(yè)課題組和企業(yè)聯(lián)合開發(fā)了一套110kV變電站監(jiān)控實(shí)訓(xùn)室，可以仿真一個(gè)小型電網(wǎng)的調(diào)度，其虛擬電網(wǎng)包括3個(gè)110kV變電站，10個(gè)35kV變電站及若干外網(wǎng)電源點(diǎn)及一些小火電，小水電。仿真系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)拓?fù)浞治觯瑢?shí)時(shí)動(dòng)態(tài)故障潮流計(jì)算，實(shí)時(shí)采樣電流、電壓。計(jì)算故障量并與保護(hù)定值比較啟動(dòng)，其保護(hù)原理和功能與現(xiàn)場(chǎng)裝置一致。物理量定值、時(shí)間定值、控制字可以實(shí)時(shí)修改。建立三維虛擬變電站場(chǎng)景，仿真現(xiàn)場(chǎng)操作、設(shè)備巡視、安全措施等。仿真軟件具有所有參與實(shí)訓(xùn)的學(xué)生機(jī)器一鍵開機(jī)、關(guān)機(jī)的功能，教案等文件統(tǒng)一更新等功能。按照調(diào)度下達(dá)的操作任務(wù)，填寫操作票，完成各種操作。學(xué)生可以分析各種運(yùn)行方式，制定出合理安全的系統(tǒng)運(yùn)行方式，研究電網(wǎng)的特殊運(yùn)行方式。

　　4結(jié)論

　　本文從培養(yǎng)卓越工程師目的出發(fā)，介紹了該專業(yè)本科教育目前專業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)存在的問題，進(jìn)而提出實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)室的建立。重點(diǎn)介紹了課題組針對(duì)實(shí)訓(xùn)的問題和學(xué)生畢業(yè)的去向從而改建和新建的實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室。并從學(xué)生實(shí)踐的角度闡明了實(shí)訓(xùn)室建立的必要性。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]林鳳功，張健.”企中校“實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)中的問題、原因及對(duì)策[J].湖北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)[J].2016,28（3）：23-25.

　　[2]宋亞林.“校中企”與“企中�！睂�(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的部分矛盾與化解[J].鄂州大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，22(4)：96-98.

　　[3]聶俊航.生產(chǎn)性實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的探索[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備,2015,(4):111-114.