電力系統繼電保護實驗室設備是高校教學、科研的重要基地,是培養學生實踐能力、動手能力、創新意識的課堂,高校實驗室建設直接關系著高校人才培養質量。因此,應該重視和規范實驗室建設,尤其新建專業課實驗室面臨種種挑戰,更應該找準定位、努力探索,建設出理念先進、方法先進、教學實用型的實驗室。
電氣工程及其自動化專業是院校新發展的專業方向。學校在積極引進電氣專業人才的同時,也在加大實驗教學資源投入,加快實驗室建設步伐。從電力系統繼電保護與自動化綜合實驗室建設思路、建設目標、電力系統繼電保護實驗室、電力自動化實驗室建設的內容及在建設過程中需要注意事項幾個方面進行探討,對實驗室建設進行了規劃,提出建立電力系統繼電保護與自動化綜合實驗室的方案。
電力系統繼電保護課程是電氣專業的重要的專業課程,課程內容綜合性、理論與實際聯系性強,與電氣專業的其他課程,如電力系統分析、電機學、自動裝置等聯系緊密。為了使學生輕松掌握電力系統繼電保護的構成原理、運行特性及分析方法、電力系統分析等問題,電力系統繼電保護實驗教學環節需要引起授課教師的高度重視。通過綜合考慮電氣工程及自動化本科教學的要求及最優化利用教學資源的要求,順應繼電保護技術的發展趨勢,并考慮到林業大學電氣專業的方向和特點,本文提出建立電力系統繼電保護與自動化綜合實驗室的方案,而不是建設電力繼電保護單項實驗室,并討論了實驗室的建設思路和注意事項,爭取使北京林業大學在新辦專業上獲得后發優勢。
一、建設思路
電力系統繼電保護與自動化綜合實驗室作為綜合性實踐教學平臺,應該堅持走教學與科研相結合的道路,以實踐教學為導向,以科研提升教學,滿足本專業多門課的實踐教學需求。
1.以實踐教學為導向
電力系統繼電保護與自動化綜合實驗室的主要功能是實踐教學,為學生提供課內工程實踐和課外科技創新活動實訓環境,以達到培養應用創新型人才為目標。通過實驗室建設,學生能夠提高工程實踐能力,調動學習的積極性。為培養有較強創新精神和實踐能力的高素質應用型高級專門人才提供穩固的發展平臺。
2.以科研提升教學
利用門類齊全、設備先進的綜合條件,為電氣專業師生提供科學研究和技術開發的良好場所;與此同時,根據實踐教學的需要,及時將有關科研成果轉化為實踐教學項目。
3.滿足本專業多門課程的實踐教學需求
從電力系統的繼電保護發展來看,隨著通信和網絡技術的發展,繼電保護與自動化融和的越來越緊密,綜合自動化成為未來發展的趨勢。從學生培養來講,建立繼電保護與自動化的綜合實驗室符合教育部“加強基礎、淡化專業、拓寬知識面、注重工程實踐”的教學指導思想,有利于學生建立各門專業課程的聯系。建立綜合性實驗室與建設專用的繼電保護實驗室相比還有利于優化配置教學資源,避免重復投資。
二、建設目標
按照學校本科培養計劃及電氣行業現代化建設人才培養的需要,結合電力系統工業現場運行實際情況和林業行業電氣專業特點,電力系統繼電保護與自動化綜合實驗室的建設應注意四個方面的問題。
1.重點放在本科基本教學內容上
適用于電氣工程專業本科課堂教學環節的需求、課程設計的需求、畢業設計需求等;對于林業行業電氣而言,所培養的學生應該在供配電領域有更為扎實的理論基礎和實踐能力。
2.電力系統繼電保護實驗設備滿足培養研究生及教師科研工作的需求
特別是電力系統行業背景下,相關的科研課題的研究應該能在實驗室開展或提供一定的條件,如工廠電網繼電保護設計、企業配電自動化等。
3.實驗教學資源共享
資源共享是現代高校實驗室建設的必然趨勢。“電力系統繼電保護”課程與“電力系統自動化”、“發電廠電氣部分”、“變電站綜合自動化技術”等課程性質相近,內容設置有交叉重合的部分。在實驗室的建設過程中,為避免重復建設的情況,應該共同組建電力系統繼電保護與自動化綜合實驗室以節省資源。
4.力爭實驗室開放
電力系統繼電保護實驗室對學生開放,為學生提供實踐學習條件是教育教學改革的重要內容。實驗室開放工作應貫徹形式多樣、講究實效的原則。在實驗室開放的教學時間、過程、形式、內容、方法上,對不同程度的學生要區別對待,積極創造學生進行實驗活動的環境;以學生為主體,以教師啟發指導教學為輔助,激發學生學習的主動性和積極性,促進學生全面發展。
三、實驗內容建設
1.電力系統繼電保護實驗設備的引進
根據院校電氣專業培養方案的要求,電力系統繼電保護與自動化綜合實驗室的實驗設備需采用工業級產品,它與教學緊密結合,使學生通過對工業實際產品的學習,了解電力系統的最新進展與發展動態,從而具有較強的電氣設備安裝、調試能力和電力工程技術管理的基本能力,具有較強的電廠、變電站、供配電系統現場事故分析及處理的能力,使理論教學與工業現場相結合,達到實踐教學的目的。
依照電力系統繼電保護與自動化綜合實驗室的建設思路及建設目標,實驗室應該采購電力系統繼電保護原理實驗裝置、電力系統微機繼電保護及其綜合自動化實驗設備。電力系統繼電保護實驗室、電力自動化實驗室結構及其主要技術特點應滿足:結構合理性、實驗的真實性、安全可靠性、技術先進性、電氣一次部分、監控部分具有拓展性,預留拓展接口。電力系統繼電保護實驗室、電力自動化實驗裝置及功能。
2.實驗內容的建設
實驗教學內容應體現先進性、實用性,創新性。在實驗教學內容的選擇過程中,淘汰落后的實驗內容,例如:晶體管保護、集成電路型保護。加入一些新的綜合性、設計性的實驗。在教學方法中,針對傳統的教學方式:任課教師選定實驗,實驗人員準備實驗,教師講解,學生照作,面對學生自己思考和親自動手的能力大大降低的情況,可以積極組織學生課間進行討論,挖掘學生感興趣的實驗內容,通過學生感興趣的實驗再引出其它的知識鏈,以培養學生的學習興趣。
應該開展的實驗項目有:繼電器特性實驗、繼電器線路保護實驗、電氣二次控制回路實驗、變壓器保護實驗、繼電器保護與自動裝置綜合實驗、微機線路保護實驗、同步發電機及自動裝置實驗、輸電線路微機保護實驗、工廠變微機備自投保護實驗、工廠變微機線路保護、電力系統分析實驗、電力監控自動化系統實驗等。
四、建設注意事項
1.總體規劃,分步驟實施
電力系統繼電保護與自動化綜合實驗室屬于專業課實驗室,它的建設不應該是一次性的,應根據教學要求,結合理論與實踐的不斷發展規劃建設,可采取“總體規劃,分步驟實施”。該實驗裝置的電氣一次部分、監控部分預留拓展接口,為今后分步驟實施創造條件。
五、配置方案

 
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