時間:2022-04-01 17:23:43
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作者簡介:徐光舉(1961-),男,江蘇連云港人,江蘇省電力公司職業技能訓練基地,工程師;張長營(1968-),男,江蘇宿遷人,江蘇省電力公司職業技能訓練基地,高級工程師。(江蘇 連云港 222069)
中圖分類號:TM4?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)36-0138-03
電力變壓器是一個重要的電氣設備,不同電壓等級的電力線路要依靠不同型式的電力變壓器將其連接起來,組成一個強大的電力系統,而處于電力系統末端的配電網中大量的配電變壓器更是發揮著重要的作用,它直接為電力用戶提供電能,一旦配電變壓器出現故障將會影響電力用戶的生產和生活用電,因此能否準確、快速地判別配電變壓器故障進而排除故障,在盡可能短的時間內恢復配電變壓器運行不僅事關電力優質服務質量,而且考驗著電力運行和檢修人員的技能水平。因此,對電力變壓器運行和檢修人員進行變壓器基礎知識和相關技能培訓,使他們掌握相應的變壓器運行和檢修知識、技能尤為重要。
基于配電變壓器故障模擬的智能實訓裝置研究與開發,將通過模擬配電變壓器在運行中常見的故障現象,讓學員在實訓中通過故障現象準確地對故障類型進行判別,同時通過相應的儀器儀表測量對故障點進行確定,進而提出排除故障的方法,對于提高配電變壓器運行與檢修人員的技能水平將起到事半功倍的效果。
一、國內外研究水平綜述
經查證,國內外對變壓器相關技能的教學與培訓方法,目前僅限于對變壓器原理的講解和對某一類型變壓器進行解剖觀察,還不能對變壓器運行中可能發生的故障現象進行再現,同時由于培訓用的變壓器一旦選定,在變壓器相關性能測試和試驗中,只要變壓器本身電氣特性沒有變化,測試數據具有唯一性,無法實現對多位學員進行個性化測試考核,這種培訓方式不利于學員的理解和學習,在教學實踐中詬病頗多。因此,提高員工實際操作技能以及維護、檢修和測試技術水平,進行配電變壓器智能仿真實訓裝置的研發和設計,改進現有教學與培訓方式勢在必行。
據了解,現階段國內外研究機構尚未出現類似的理論研究和產品研發,本實訓裝置的研發結合變壓器實際運行環境,模擬變壓器發生故障時的參數變化,揭示不同故障時變壓器參數變化的規律性,屬國內外技術首創。
二、裝置研發的理論和實踐依據
1.原理簡述
配電變壓器在出廠試驗和正常運行以及故障發生時的電氣參數檢測中需要進行絕緣耐壓試驗、絕緣電阻試驗、直流電阻測試、容量測試、變比及連接組別等測試試驗,該類試驗如耐壓試驗在實際進行時危險性較大,技術要求也較高,一般在實驗室環境下均不進行該類試驗;絕緣電阻試驗在實際試驗中,無法模擬多種絕緣特性,使用真實變壓器作為試驗對象,測試數據單一,變壓器故障發生時的參數變化無法模擬;直流電阻和變壓器容量參數在不同變壓器上體現不同的測試電阻值,電阻值從mΩ到幾十Ω不易模擬;變比及連接組別無法加載實際電壓實現變比測試。針對以上變壓器試驗存在的問題,對現有變壓器進行模擬實訓具有一定的現實必要性。
現場教學中,通常是將實際應用的某一型號配電變壓器搬到實訓室,讓學員進行測試實訓,實訓變壓器到位后,各類參數均恒定不變,學員很難從變壓器參數的變化中判別故障狀態和故障類型,非常不利于教學及考核。因此,為了便于教學與考核,減少操作時的危險性,需要對現有變壓器實訓裝置進行改進。基于配電變壓器故障模擬的實訓裝置將應用模擬技術通過改進10kV油浸電力變壓器內部的原理結構,將原配電變壓器內部鐵心及線圈去掉,在變壓器內部安裝直流電阻模擬部件、容量測量模擬部件、絕緣耐壓部件、變比設定模擬部件等需要進行變壓器模擬實訓的部件,同時保持實訓裝置外觀、實訓用的測試設備與真實測試設備完全一致,并通過軟件控制設定實現變壓器不同容量參數的設定和模擬,測試變壓器通過無線方式與計算機控制主機通訊,實現數據傳輸無線化、參數設定智能化、數據模擬多樣化的設計,實訓人員操作測試設備和使用真實測試設備的方法和步驟一樣,實現各類配電變壓器的電氣參數的測試和分析,從而解決了配電變壓器電氣參數檢測實訓中試驗安全性和試驗多樣性的技術難題,同時也為模擬配電變壓器不同狀態下的電氣參數量提供了可能。
2.研發依據
通過對現有變壓器技術規范及技術標準的研究,總結現有變壓器需要進行的試驗及檢定項目,根據GB-50150-2006《電氣裝置安裝工程-電氣設備交接試驗標準》的技術要求,結合現場實際運行環境,油浸電力變壓器需要進行的交接試驗及滿足標準如下:
(1)測量繞組連同套管的直流電阻,應符合下列規定:
1)測量應在各分接頭的所有位置上進行。
2)1600kVA及以下電壓等級三相變壓器,各相測得值的相互差值應小于平均值的4%,線間測得值的相互差值應小于平均值的2%;1600kVA以上三相變壓器,各相測得值的相互差值應小于平均值的2%;線間測得值的相互差值應小于平均值的1%。
3)變壓器的直流電阻與同溫下產品出廠的實測數值進行比較,相應變化不應大于2%;不同溫度下電阻值按照下式換算:
R2=R1(T+t2)/(T+t1)
式中R1、R2分別為溫度在t1、t2時的電阻值;T為計算用常數,銅導線取235,鋁導線取225。
(2)檢查所有分接頭的電壓比,與制造廠銘牌數據相比應無明顯差別,且應符合電壓比的規律。
(3)檢查變壓器的三相接線組別和單相變壓器引出線的極性;必須與設計要求及銘牌上的標記和外殼上的符號相符。
(4)測量與鐵芯絕緣的各緊固件(連片可拆開者)及鐵芯(有外引接地線的)絕緣電阻,應符合下列規定:
1)進行器身檢查的變壓器,應測量可接觸到的穿心螺栓、軛鐵夾件及綁扎鋼帶對鐵軛、鐵心、油箱及繞組壓環的絕緣電阻。當軛鐵梁及穿心螺栓一端與鐵心連接時,應將連接片斷開后進行試驗。
2)不進行器身檢查的變壓器或進行器身檢查的變壓器,所有安裝工作結束后應進行鐵心和夾件(有外引接地線的)的絕緣電阻測量。
3)鐵心必須為一點接地;對變壓器上專用的鐵心接地線引出套管時,應在注油前測量其對外殼的絕緣電阻。
4)采用2500V兆歐表測量,持續時間為1min,應無閃絡及擊穿現象。
(5)測量繞組連同套管的絕緣電阻、吸收比或極化指數,應符合下列規定:
1)絕緣電阻值不低于產品出廠試驗值的70%。
2)當測量溫度與產品出廠試驗時的溫度不符合時,可按表1換算到同一溫度時的數值進行比較。
注:表中K為實測溫度減去20℃的絕對值;測量溫度以上層油溫為準。
當測量絕緣電阻的溫度差不是表1中所列數值時,其換算系數A可用線性插入法確定,也可按下述公式計算:
A=1.5K/10
校正到20℃時的絕緣電阻值可用下述公式計算:
當實測溫度為20℃以上時:
R20=ARt
當實測溫度為20℃以下時:
R20=Rt/A
式中R20為校正到20℃時的絕緣電阻值(MΩ);Rt是在測量溫度下的絕緣電阻值(MΩ)。
(6)繞組連同套管的交流耐壓試驗,應符合表2規定。
針對以上變壓器交接試驗標準要求,根據實際應用環境進行的試驗項目,特設計模擬變壓器及模擬測試設備進行要求的試驗項目,試驗項目測試滿足以上技術標準要求。
3.關鍵技術及難點
裝置研發的主要內容是對配電變壓器的模擬,根據實際應用測試設備的步驟及方法,裝置根據設定項目制定的相應測試分析項。
(1)本項目的關鍵技術一是解決了實際耐壓試驗危險性較高的問題。二是解決了直流電阻按照變壓器容量的不同從毫歐級到歐姆級線性變化等多種量級模擬的問題。三是解決了變比測試無法加載真實電壓的問題。四是解決了多狀態變壓器特性的模擬。
(2)技術難點:配電變壓器內部的改進以及變壓器參數設定智能化、多樣化的實現路徑是裝置研發與設計的主要技術難點。
三、裝置研究內容和實施方案
1.研究內容
(1)需求研究。主要研究配電變壓器檢修、試驗培訓的現狀和發展趨勢,國家和行業相關標準,現有裝置的技術與性能特點,以確定裝置研發的差異化方向,最后編制需求分析報告和裝置功能性能規格書。
(2)硬件平臺方案研究。根據需求分析報告和裝置功能性能規格書的要求,設計滿足上述報告和功能性能要求的硬件平臺技術方案,包括技術方案、機械結構、主要器件選擇等。
(3)軟件平臺方案研究。根據需求分析報告和裝置功能、性能規格書的要求,設計滿足上述報告和功能性能要求的軟件平臺技術方案,包括軟件架構、操作系統選擇、編程工具選擇、功能模塊劃分等。
(4)模擬變壓器測試儀器配置和測量算法方案研究。研究我國配電變壓器交接試驗的應用需求,并根據該需求確定裝置設計的測試應用方案,以及對應的模擬變壓器的技術參數和測試數據標準,設計模擬變壓器測試項目功能模塊,制定各個測試項目的技術參數要求。在上述工作的基礎上,設計整體軟件實現方案,包括邏輯圖與流程圖。
2.技術實施方案
(1)總體方案。通過對配電變壓器交接試驗項目需求和技術條件研究,確定裝置的總體方案及原則如下:
1)變壓器外形設計方案。采用標準10kV配電變壓器外殼,去掉鐵芯及線圈,保留高低壓接線柱、調壓分接開關、油位指示器等變壓器部件,在變壓器一側對變壓器外殼進行改進,改進后的外殼采用開門式設計,方便測試部件的安裝及維護工作。
2)測試儀器外觀設計方案。根據配電變壓器交接試驗項目需要用到的測試項目對變壓器裝置進行改進,在配電變壓器內部增加各測試功能模塊,配置必要的測試電路,以實現原測試儀器應實現的測量功能。
3)采用高速工業CPU設計。為提高性能和可靠性,所有測試儀器及模擬變壓器裝置均需采用高速CPU設計。模擬變壓器各功能部件采用高可靠性通用元器件設計,以提高管理性能以及兼容性與擴展性。
4)裝置抗干擾設計。裝置結構采用全密封設計;印刷電路板設計選用靜電放電保護(ESD)的芯片以及快速瞬變電壓抑制器件,采用表面安裝技術(SMT)及多層印制板,全部選用工業級芯片,以滿足裝置體積、可靠性以及電磁兼容能力等要求。
(2)硬件方案。組成系統裝置的主要設備有:模擬變壓器裝置、搖表、直流電阻測試儀、容量測試儀、耐壓儀、變比測試儀等設備。
模擬變壓器設計:模擬變壓器采用真實10kV配電變壓器外殼,內部去掉變壓器鐵芯及線圈,針對變壓器測試試驗項目設計不同模擬功能部件,如安裝絕緣耐壓模擬部件、吸收比及極化指數模擬部件、直流電阻模擬部件、容量測試模擬部件等,模擬部件輸入信號分別接到變壓器A、B、C三相高壓接線端子和a、b、c、n低壓接線端子及地線上,各模擬部件間通過繼電器控制斷開和接入到各接線端子。
1)絕緣耐壓模擬部件。配電變壓器故障模擬智能實訓裝置絕緣模擬部件,通過軟件設定改進變壓器高低壓接線端子之間以及與變壓器接地線之間的電阻值,實現配電變壓器絕緣電阻故障的設定和模擬,模擬絕緣電阻在0Ω到500MΩ之間,模擬絕緣電阻設定細度為20MΩ,并能模擬變壓器斷線功能,即變壓器接線端子間絕緣電阻為∞。
配電變壓器耐壓模擬:通過改進耐壓測試儀器及模擬變壓器實現,模擬耐壓儀可以按照正常方式進行接線、升壓,但是加載到變壓器上的電壓并不是實際輸出的幾千伏高壓,而是30V低壓,同時通過計算機設定實現變壓器放電聲音模擬,以達到真實的試驗效果。
2)吸收比及極化指數模擬部件。根據電容具備充放電的特性,在絕緣實驗電阻回路中串入耐壓及容量大的電容器,通過電容器充放電的曲線特性,模擬不同時間點的絕緣電阻值,即實現吸收比及極化指數的模擬功能。
3)直流電阻模擬部件。直流電阻模擬通過在變壓器一次側接入0~30Ω不同組合形式的電阻值,模擬一次側直流電阻,在變壓器低壓側(二次側)接入0~0.021Ω不同組合方式的電阻值,模擬二次側直流電阻,各電阻檔位設定及控制通過計算機控制實現,并能模擬故障狀態下組合電阻值。
4)容量測試模擬部件。配電變壓器容量測試模擬部件通過計算機控制在一次側接入7~80Ω不同組合電阻值,并能模擬不平衡條件下的各項電阻值。
5)變比測試模擬部件。配電變壓器變比模擬根據變比測試儀的特性,模擬部件通過測試一次側接入的電壓值及相位過零點,在二次側產生設定比例的電壓及相位角,模擬變比功能,模擬部件通過檢測勵磁調節開關的接入點位置,產生不同變比條件下的二次電壓值。
(3)軟件方案。系統軟件設計采用模塊化設計,主控制計算機實現總體控制和設定,主控制計算機通過無線通訊方式實現與模擬變壓器的數據交換。
模擬變壓器各模擬功能模塊需根據接收到的計算機設定命令,做出判斷,確定工作模塊內容及設定項目,供學員通過測試儀器進行實際測量。
通過主控制計算機可以實現各模擬模塊項目的設定,可以根據測試的需要設定不同的變壓器故障。
(4)通信方案。根據方案設計的可靠性及現場運行環境的需要,同時由于真實現場接線只有電源線和測試線,沒有獨立的變壓器與模擬模塊的通訊線,為了和真實現場保持一致,特選擇無線通訊方式,為了實現多設備間的互通,需采用無線組網方式實現。
3.裝置研究步驟及開發方法
裝置的研究與開發需要進行計算機程序設計、硬件電路設計和單片機控制程序設計,同時裝置研發需采用理論分析和試驗驗證法進行設計:
(1)前期先進行市場調研與分析,論證項目設計的可行性和必要性。
(2)與相關電力培訓機構專家和電力生產一線技術人員進行溝通,進行實訓內容及可行性研究,確定裝置研發實施方案,重點解決技術難點問題。
(3)對設計功能模塊進行相應試驗驗證,對各模擬模塊方案進行設計驗證。
(4)設計產品軟硬件;并試制樣機。
(5)對設計產品進行功能調試,確定測試指標。
(6)進行指標檢定和功能檢定。
裝置研發技術路線框圖如圖1所示。
四、預期目標和成果形式及創新點
通過裝置的研究與開發工作,系統分析了實現配電變壓器預防性和特性試驗的模擬測試以及對應的技能培訓,創新性地引入了多型號配電變壓器電氣特性和電氣參數的模擬技術,研究了現有試驗條件下根據不同型號配電變壓器及測試試驗設備的操作,加強對相關配電變壓器運行和檢修人員的技術技能培訓。裝置的主要技術創新點為配電變壓器試驗數據傳輸無線化、參數設定智能化、數據模擬多樣化的設計。
參考文獻:
[1]國家電網公司生產技能人員職業能力培訓專用教材[M].北京:中國電力出版社,2011.
二、進行教學內容的調整
在調查研究的基礎上,分析現有的實踐教學,我們從培養目標制定開始進行實踐教學內容調整,包括電路、高壓電技術、電機學、數字電子、等實驗課的教學內容,電工工藝、儀表安裝與調試、斷路器拆裝檢修等實習,增加了生產一線所需要的實踐教學內容。為去變電所工作的學生動手能力的提高,增加了“變電所運行與維護”的內容,包括隔離開和關斷路器的拆裝檢修;長用測量儀表的安裝與調試;無功補償和防雷接地系統的安裝與維護等。為去電廠工作的學生動手能力的提高,加強了“電能輸送系統運行與維護”方面的內容,包括電力變壓器的使用和維護、電廠仿真運行實習、發電廠防雷接地和電力電容器、測量儀表的安裝調試和使用。
三、實訓教學內容的落實
增加培訓場地和設備,根據強化實訓的內容,對已有的電工工藝實訓室、電能計量實訓室、PLC實訓室、輸電線路工藝實訓室進行了評估。根據需要增添了部分實訓設備,包括高壓隔離開關、氣體斷路器、電壓互感器、電流互感器和測量儀表等。新建了輸變電控制實訓室,購置了10千伏電氣控制系統,包括10千伏輸入系統、電力變壓器、低壓輸出系統。在利用學校現有設備的基礎上,我們還與一些單位建立了實習基地的關系,組織學生到生產一線進行頂崗培訓。加強指導人員隊伍建設。選派在理論和實踐上都有較深造詣的教師和經驗豐富的師傅指導動手能力的培訓。教師負責理論和實踐的結合,他們的主要任務是讓學生不僅會操作,還要讓學生弄清楚為什么這樣操作。師傅的指導作用是使學生熟練掌握操作技能:包括隔離開關、斷路器的拆裝檢修;防雷接地和無功補償系統的安裝;電力變壓器的使用;各種測量儀表的安裝與調試;發電廠防雷接地和電力電容器安裝等方面提高動手能力,達到熟練的程度。時間安排。專業崗位的訓練時間安排采取了如下辦法:一是充分利用實習時間。二是利用好最后一個學期的時間,最后一學期把畢業實習和畢業設計與崗位培訓結合進行。學生可以搞畢業設計,也可以不搞畢業設計,而進行提高動手能力負面的培訓,培訓合格并寫出半年崗位培訓的經驗總結即可。三是結合專業提高動手能力組織好第二課堂活動,按不同的專業側重點,把學生的第二課堂活動分成相對應的小組來進行,這也是提高學生動手能力的好方法。學生動手能力的培訓在白天進行,也在早、晚和周六、周日休息時間進行。培訓制度。為保證提高學生動手能力培訓的質量,制定了嚴格的管理制定。一是對指導人員的要求,包括人員的選擇要求,在培訓中的責任,對學生的管理要求。二是對受培訓學生的的要求,包括按時參加專業崗位培訓,在培訓中虛心學習,認真刻苦。培訓制度的制定與實施保證了提高學生動手能力的質量。檢查。按照培訓制度,輸變電系對專業崗位培訓進行經常性的檢查,學院進行不定期的檢查。在檢查過程中,對認真進行指導和管理的教學人員和學生進行表揚,對教學人員存在的問題及時解決,對不認真學習的學生進行批評教育。對培訓中出現的其他問題,及時解決。結果。通過強化的“變電所運行與維護”和“電能輸送系統運行與維護”的專業崗位的訓練,使經過訓練的學生在斷路器、隔離開關的拆裝檢修;各種測量儀表的安裝與調試;防雷接地和無功補償系統的安裝與維護;電廠仿真運行實習;電力變壓器的使用和維護;測量儀表的安裝調試和使用;發電廠防雷接地和電力電容器等方面的實際動手能力有了明顯的提高。受提高動手能力培訓的學生普遍感到:通過這樣的培訓,個人在一個方面的實際動手能力強了許多,畢業后在該崗位工作,心里有把握多了,這樣的培訓好。
中圖分類號:G712;TM711 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2015)25-0200-04
0 引言
高職電氣自動化技術專業的就業方向之一是在企業從事供配電系統的安裝、調試、運行與維護工作,“供配電技術”課程旨在為這些職業活動提供所必需的基本技能和知識,是一門綜合性、實踐性都很強的專業核心課程[1]。其中“電力系統中性點運行方式”這部分教學內容是一個涉及面很廣的綜合性技術課題,涉及到供電可靠性、過電壓與絕緣配合、繼電保護、通信干擾、系統穩定等方面[2],對于電氣類專業學生來說是一個教學難點,教學要求以理解與掌握基本概念為主。為提高教學效果,筆者從中性點概念、運行方式分類、比較教學法、MATLAB仿真等四個方面進行教學探索與實踐。
1 中性點概念的理解
GB/T2900.1-2008《電工術語 基本術語》中對“中性點(neutral point)”的定義是:多相系統星形聯結的公共點,或單相系統的接地中間點。GB/T2900.50-2008《電工術語 發電、輸電及配電 通用術語》中對“多相系統中性點(neutral point in a polyphase system)”的定義是:星形連接的設備中(例如電力變壓器或接地變壓器)的n繞組公共點。對于這兩個定義,學生并不難理解。對于星形聯結的各類電力設備,譬如發電機、變壓器、電動機、調相機、避雷器、電容器組、電抗器組、用電負載等等,“電力設備的中性點”是指“電力設備的星形聯結公共點”。
在以往教學中,一般都籠統認為“電力系統中性點”就是星形聯結的發電機或變壓器的中性點[3]。然而在工程和科研實踐中,筆者深刻感受到,將“發電機或變壓器的中性點”與“電力系統中性點”區分開來,視為兩個概念是非常有必要的。在教學實踐中,筆者通過以下兩個實例來引導學生理解這兩個基本概念。
實例1:圖1是某0.4kV電力系統簡圖[4],該系統有兩臺變壓器。圖中A點是變壓器1的中性點,B點是變壓器2的中性點,那么系統中性點是哪一點呢?
學生經過討論,有幾種意見:①A點、B點都是系統中性點。②C、D、E、F點都是系統中性點。③D點是系統中性點。④E點是系統中性點。
筆者分析如下:從理想電路拓撲結構的角度來看,A、B、C、D、E、F點沒什么區別;但是從實際電路與施工運行的角度來看,這些點是有區別的。A、B點是變壓器二次側星形繞組的公共點,位于變壓器室;C、D、E、F點則是配電盤PEN母排上的結點,位于配電室。從D點引出的線作為0.4kV系統的中性線,從E點引出的線作為0.4kV系統的保護線,因此D點才是0.4kV系統的中性點。從A點至D點、從B點至D點之間的這段導線則是變壓器的保護中性線,它必須絕緣。
實例1總結如下:國際電工委員會標準(簡稱IEC標準)為了區分“發電機或變壓器的中性點”與“電力系統的中性點”,將星形聯結的發電機或變壓器的公共點稱為星形結點(star point)[4]。筆者認為,“發電機或變壓器的星形結點”名稱更為科學,但由于歷史原因,國內習慣稱作“發電機或變壓器的中性點”,因此必須明確,“發電機或變壓器的中性點”與“電力系統的中性點”是既有聯系又有區別的兩個概念。對于0.4kV系統,不妨這樣來理解:從發電機或變壓器的中性點引出一根絕緣導線,根據具體需要,在這根絕緣導線上選擇某點,即可作為系統中性點;若發電機或變壓器沒有中性點,而系統又需要中性點,則可利用接地變壓器,得到一個系統中性點。
實例2:圖2是某110kV電力系統簡圖[5],該系統有三臺變壓器。圖中A、B、C點分別是三臺變壓器的中性點,三個點之間沒有聯結線。那么系統中性點是哪一點呢?
學生經過討論,大部分認為A、B、C三點都是系統中性點。
筆者分析如下:若此110kV系統只有一臺變壓器,則系統中性點當然就是這臺變壓器的中性點;若此110kV系統的三臺變壓器的中性點聯結在一起,則可根據具體需要,在這根聯結導線上選擇某點,作為系統中性點。但是現在三臺變壓器的中性點沒有聯結在一起,因此系統中性點在物理上不會特指哪一臺或哪幾臺變壓器的中性點。
實例2總結如下:對于110kV及以上系統,在分析單相接地故障等實際問題時,可根據網絡拓撲、網絡元件參數得到一個等值電力系統。該等值電力系統就有一個中性點[6]。
2 運行方式的分類
中性點運行方式的分類方法有很多種,由此帶來較多的名詞術語,學生在看技術文檔時,對這些術語常常覺得模糊不清。筆者在教學中抓住兩點原則:一是將“電力系統的中性點運行方式”與“電力設備的中性點運行方式”區分開來,二是弄清術語的物理意義。
若討論對象是某臺具體的電力設備,則設備中性點運行方式的物理意義很直觀、清晰。譬如變壓器,有以下幾種:
中性點不接地中性點經消弧線圈接地中性點經高阻抗接地中性點直接接地中性點經中阻抗接地中性點經低阻抗接地
若討論對象是某個指定范圍與等級的電力系統,譬如某鋼鐵廠110kV系統,則該系統中性點運行方式的物理意義有時不是很直觀。目前最常用的是按照接地短路時接地電流的大小分為大電流接地系統和小電流接地系統[7]。為了突出物理意義,系統中性點運行方式的分類如下:
中性點有效接地中性點非常有效接地中性點普通有效接地中性點非有效接地中性點不接地中性點諧振接地中性點高阻抗接地中性點低阻抗接地
“中性點非常有效接地系統”在物理上是指系統的所有變壓器都直接接地,也叫“中性點全接地系統”;“中性點普通有效接地系統”在物理上則是指系統的部分變壓器直接接地,至少要有一臺變壓器直接接地。
對于現場電氣技術人員來說,判別某個系統的中性點運行方式具有實際意義。以圖2為例,該系統有三臺變壓器。若三臺變壓器的中性點運行方式都一樣,則系統中性點運行方式當然也就與之一樣。若三臺變壓器的中性點運行方式不一樣,則系統中性點運行方式是怎樣的呢?
美國電機工程師學會(AIEE)第32號標準對此作出了明確的規定,該標準沿用至今,在國際上得到廣泛的認同[6]。GB/T50064-2014《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合設計規范》中引用了這一標準。根據標準可知,無論這三臺變壓器的中性點運行方式怎樣,只要各種條件下系統的零序與正序電抗之比為正值且不大于3,而且零序電阻對正序電抗之比不大于1,則該系統可被認為是中性點有效接地的,否則就是中性點非有效接地系統。
筆者在教學中,一開始就將“發電機或變壓器的中性點”與“電力系統的中性點”區分開來,讓學生在腦海里建立起兩個概念。相應地,將“發電機或變壓器的中性點運行方式”與“電力系統的中性點運行方式”也區分開來。實踐表明,這樣做是有效果的,因為概念清晰了,在進行供配電系統的安裝、調試、運行與維護等實訓時,可做到“知其然,知其所以然”,避免很多操作失誤。
另外在教學過程中,還有兩個問題要讓學生弄清楚:
①若某個系統的發電機中性點直接接地,是否意味著該系統是中性點有效接地系統?
發電機中性點不能直接接地,這已成定論。至于原因,文獻[6]有詳細分析,教學中可簡要介紹其中的原因。因此判斷系統是不是中性點有效接地系統,不能看發電機中性點,而應該看變壓器中性點,當然僅看變壓器中性點是不夠的。
②在中性點有效接地系統中,變壓器中性點能否就地直接接地?
須具體情況具體分析。筆者根據標準和實踐總結后認為:
1)在中性點有效接地的低壓系統中,不允許“變壓器中性點就地直接接地”,須從變壓器中性點引出一根導線,根據具體需要,在這根導線上選擇某點直接接地。GB50065-2011《交流電氣裝置的接地設計規范》對此有明文規定。至于原因,文獻[4]和[8]均有詳細分析,教學中可簡要介紹其中的原因。
2)在中性點有效接地的高壓系統中,迄今尚有爭議,沒有定論。施工實踐中,有將變壓器中性點就地直接接地的,也有從變壓器中性點引出導線后再選擇某點接地的。
3 比較教學法的運用
俄國教育家烏申斯基認為“比較是一切理解和思維的基礎,我們正是通過比較來了解世界上的一切”。在眾多的教學法中,筆者對比較教學法情有獨鐘[9]。“電力系統中性點運行方式”這部分內容非常適合采用比較教學法,將每種運行方式從接線、特點、應用范圍等方面進行比較,可以使學生更好地認識事物的本質與特征,獲得的知識與技能更加鮮明、牢固。為此,筆者精心設計了三張表格:接線比較、特點比較、應用范圍比較,在理實一體化課堂用多媒體展示。
對于電氣類專業,該教學模塊約占4~6個課時,主要為供配電系統的安裝、調試、運行與維護等教學內容打基礎,因此表格里的內容需要精心選擇、組織,以定性分析、實用結論為主[10]。譬如特點比較,筆者從供電可靠性、過電壓、絕緣、防雷、繼電保護、系統穩定、斷路器工作條件、對電網結構的要求、故障點附近的生命危險等九個方面進行比較[11],見表1。
4 MATLAB/SIMULINK仿真教學
電氣領域從業人員的重要工作內容之一是在現場進行電氣故障診斷。各種電力系統在發生各種故障時,三相對地電壓和線電壓、線路零序電流、故障點接地電流的暫態波形和穩態波形是怎樣的呢?目前在供配電實訓裝置或電力系統實訓裝置中無法通過實驗觀察得到,學生得不到直觀、深刻的感性認識。
考慮到這種情況,筆者在教學中采用MATLAB/SIMULINK仿真,讓學生在計算機上完成,既有趣又增加了感性認識。圖3是10kV中性點不接地系統仿真模型[12],電源采用“Three-phase source”模塊,輸出電壓為10.5kV,內部接線方式為星形聯結。四條輸電線路Line1~Line4均采用“Three-phase PI Section Line”模塊,線路長度分別為130km、175km、1km、150km。
在圖3的基礎上,在電源中性點接入一個電感線圈,其他參數不變,可得到中性點諧振接地系統仿真模型。兩種系統發生單相接地故障時的波形結果如圖4、圖5所示。對比分析波形可知,當單相接地故障的暫態過程結束后,中性點不接地系統的故障點接地電流幅值在29A左右,中性點諧振接地系統則在4A左右,學生由此可以非常直觀地感受到,消弧線圈的補償效果十分明顯。
另外在圖3模型的基礎上,稍加改進還可以模擬同相兩點接地故障、間歇性單相接地故障等,不贅述。
5 結語
經過幾輪的教學實踐,取得良好的教學效果。有學生畢業后在企業從事值班電工工作,反映“電力系統中性點運行方式”的基本知識與技能,給供配電系統的安裝、調試、運行與維護等工作打下了扎實基礎。教學中的幾點心得體會是:
關鍵詞:
職業教育;電機與變壓器;一體化;教學設計
作為職業教育者,我們要對自己的工作性質有正確的理解。職業教育區別于其他各類教育的本質特征,就在于其目的是滿足受教育者就業的需要。眾所周知,當今社會是競爭的社會,更是終生學習的社會。如何使學生在就業方面,在日后的進一步發展中更具有競爭優勢,是我們每一個職業教育者必須思考的問題。筆者讀了全國職業教育先進個人蔣乃平先生主編的《“寬基礎、活模塊”的理論與實踐》一書,很受啟發。他說:“寬基礎”的“寬”不但是面對一個職業群的“寬”,而且是為受教育者奠定繼續學習基礎的“寬”;“活模塊”的“活”不但是提高就業能力的“活”,而且是更新學習內容的“活”。筆者努力把這一觀點用在教學上,在不斷擴充自己的知識面、關注本專業最新發展情況、了解用人單位對技術工人要求的同時,注重把這些信息及時傳遞給學生;在嚴格要求學生學習基本知識鍛煉基本技能的同時,注重培養學生的自學能力和自主創新能力。
一、教材分析
《電機與變壓器》是由勞動和社會保障部教材辦公室組織編寫的全國中等職業技術學校電工類專業通用教材。其中變壓器共四個單元的內容,分別是:變壓器的分類結構和原理,變壓器繞組的極性測定與連接,變壓器并聯運行維護和檢修,特殊用途的變壓器。電機包括六個單元的內容,分別是:電動機的基礎知識,三相異步電動機的運行,單相異步電動機,直流電動機,三相同步電動機,特種電機。通過學習,要求掌握變壓器、異步電動機、直流電動機的結構、原理、主要特性、使用和維護知識,并對同步電機和特種電機要有一定的了解。作為一體化改革課程,該課程學習中要求能夠理論聯系實際,注重對電機故障的分析、判斷和檢修能力的培養,為解決實際技術問題奠定理論和技能基礎。
二、教學設計
在具體的教學活動中,筆者認為首先應充分了解學生的學習接受能力,正所謂知己知彼。職業院校的學生可能文化課差一些,但在技能性、社會性和思維活動及發散性方面的素質有明顯的優勢。教師要對自己的學生有信心,他們的這些優勢完全可以通過教育煥發出來、培養出來。就電機與變壓器這門課程而言,其基礎性、專業性都很強,并且其理論與操作聯系相當緊密。對于一點基礎都沒有的高中生,直接灌輸大堆理論知識的做法顯然是不可取的。筆者認為,應首先培養學生對這門課程的興趣,使其樹立自信心。從最簡單的兒童玩具到遙控小車,每一個知識點的講解和操作無不令他們歡欣雀躍,讓他們感受到了成功的喜悅并且增強了求知的欲望。有了好的開始,接下來的教學工作也就會順利地進行下去了。明確教學目標,做到有的放矢。認真對待每一個課題,包括教學內容、教學方式、教學用具的課前研究和準備。不但明確自己的教學目標,還要引導學生制定學習目標,明確學習任務。在學生操作過程中應注意學生的每一點進步,及時表揚,發現不足立刻糾正,形成在學習和技能方面你追我趕的良好局面。同時要培養他們主動思考、積極動手、自覺總結經驗的習慣。這樣做充實了課堂內容,提高了學習效率,并且為學生今后的進一步學習打下堅實的基礎。
三、教學方法
為了完成本課的教學目標,滿足不同認知水平學生的學習需要,在教法上筆者主要采用了創設情境法和通過拆裝實物研究結構的分層教學法,并靈活運用其他輔助教學方法。
1.創設情境法(視頻和實物)
充分運用多媒體視頻等現代化的教學手段,并結合實物演示,以啟發引導、設疑提問等多種形式,來激發學生的學習興趣,調動學生學習本課的積極性,有助于學生更好地理解本課的知識重、難點。
2.分層教學法
考慮到學生的認知情況呈現三層金字塔結構,筆者對學生進行適當分組,每組里各層次水平的學生均勻分布。這樣可以讓小組內部掌握較好的學生幫助相對較弱的同學來理解知識的重點,同時也能通過小組互助、教師指導而突破難點。結合學生的實際特點,本課筆者主要引導學生通過“小組互助、自主探究、動手實踐、歸納總結”的學習方法來學習。
四、教學過程
在教學中,筆者本著“由生活走向課堂,再由課堂走向生活”的教學理念,采用“一樣二用”的授課思路。“一樣”指單相異步電動機的外觀及組成,“二用”分別指單相異步電動機的用途和單相異步電動機如何使用(工作原理和實際電路),以一條教學主線“單相異步電動機是由哪幾部分組成的,是如何轉動的,突然不轉怎么辦”貫穿整堂課,并遵循“以學生為主體、教師為主導”的教學思想,逐層深入探究,運用多種教學方法,使學生掌握知識重點,突破難點,進而完成授課過程。因此筆者設計的教學過程如下:第一,復習提問。第二,創設情境,導入新課。第三,講授新知。第四,解釋應用范圍。第五,常見故障檢修。第六,課堂練習。第七,課堂小結。第八,課后作業。
五、一體化教學日志
每天提前15分鐘到崗。提前10分鐘點名整隊;檢查學生穿戴情況;點評上次課一體化情況;布置當天的學習任務。進入一體化實訓車間安排值日;檢查車間詳細情況,填寫接班紀錄;打開工具箱,取出實習工具并鎖好工具箱。30分鐘后實習正式開始,總結上次課實習內容,分發當天實習材料,重點講解今天的一體化學習任務和要求,講注意事項書寫于黑板上。合上車間總電源,教師作示范,開始實習操作。教師作巡回指導,找出學生的公共難點,利用黑板和實訓器材在課堂上作具體講解。再次開始實訓,給個別學生做重點指導。利用空閑時間準備好本次實訓所需的調試設備和器材,盡力幫助解決學生們的實訓工具和材料短缺問題。“重表揚,輕批評”,激勵學生又快又好地完成實習任務。巡回檢查學生們的操作安全情況,及時排除安全隱患。按順序登記好學生的實訓完成情況,并逐次調試評分,給出實習成績。提前45分鐘提示學生作好實習收尾工作;提前30分鐘切斷車間總電源;打開工具箱,放好實習工具;安排值日。詳細檢查車間整體情況,填寫交班紀錄;點評當天的一體化學習情況;整點下班。
1.引言
隨著電子技術的飛速發展,電視機、手機等電子產品與我們生活息息相關。本文以電視機為例,分析電子產品常見故障檢修方法,通過案例講解,介紹了電視機常見故障排除方法。
2.電視機常見故障現象
(1)開機后或使用時,聽到“啪啪”的響聲,甚至有臭味,此時如不立即關機,則有可能損壞元件或使顯像管炸裂。這是電視機高壓部分在打火,使空氣的氧氣在電火花作用下生成少許臭氧。
(2)使用過程中電視機突然冒煙或有焦煙味,嚴重出現明火應立即切斷電源,清除周圍可然物品,用細沙或濕棉被,毛毯等紡織物包住電視機,以隔絕空氣流通,撲滅火苗,同時防止因燃燒而引起顯像管爆炸傷人。但嚴禁用水滅火,以免顯像管驟冷爆裂。
(3)電視機亮度突然變暗,整幅畫面縮小,這是電源故障所致,要及時關機,以免故障擴大。
(4)開機后,屏幕上出現不規則的黑點或黑線,較長時間地跳動,可將頻道選擇鈕撥到空擋觀察,如仍不消失,應立即關機。
3.故障分析步驟
(1)切斷電源,打開電視機后蓋,切勿碰高壓嘴部分,從電源線開始檢查,觀察整體電路,看看有沒有異常現象,比如電阻燒斷或電路板線條燒斷等現象;
(2)若無明顯外部故障,通電,根據電視機的光、像、色、聲幾方面的情況,確認故障現象,從故障現象推斷故障所在的范圍;
(3)通過檢查和分析確定故障部位;
(4)運用各種測試手段發現故障元件;
(5)用合格的元件更換故障元件或進行必要的調整來排除故障。
圖1-1 故障檢修流程圖
4.故障分析過程注意事項
(1)集成電路(IC)的引腳間距很小,測量時表棒容易發生短路,造成意外的損壞。在此特別提醒:檢測時,一是建議采用單手操作;二是不宜直接測集成塊引腳本身,而應測引腳外延的焊盤;三是表筆不宜過于傾斜,以防止短路;四是嚴禁帶電測電阻和焊接元件。
(2)在拆除顯像管高壓帽之前,-定要對顯像管的陽極殘留電壓進行放電。放電方法:關機后將顯像管高壓嘴串一個10k(2W)電阻,對顯像管玻璃外殼進行多次放電。放電時,應對顯像管地線放電,切不可在機內地線上打火放電,更不能用打火法來試驗有無高壓;否則,會引起集成電路(特別是解碼集成塊)的損壞。
(3)在發現開機斷保險絲時,未經查明原因,不急于換上保險絲通電(特別不能用比原來規格大的保險絲或金屬絲替代),否則,可能會使尚未損壞的元件(如電源調整管、行輸出管、基色輸出管等)燒壞。如果不通電無法發現故障,可用規格相同的保險絲換上去再試一下,此刻要掌握時機,觀察故障現象。最好先切斷電視機穩壓電源的負載,然后檢查穩壓電源。
(4)將底板平放在桌面時,要預先檢查底板下面是否有金屬物,以防止開機時時造成短路。不要帶電移動電路板。
(5)當掃描電路不正常,屏幕上呈現一條水平亮線或垂直亮線時,應將亮度關小后再進行檢查,以免燒傷屏幕。
(6)檢修時,不可盲目調試機內可調元件(如磁心、磁帽、可變電阻、電位器等),否則,會使那些本來無故障的電路工作失常。
(7)在通電檢查時,如發現冒煙、打火、焦臭味、異常過熱等現象,應立即關機檢查。
5.更換元件注意事項
(1)集成電路的更換
集成電路損壞后,一定要用同型號的更換。更換集成塊時,務必確定正確的插入方向,切不可將管腳插錯,必須在關閉電源之后進行,拆裝集成電路時,烙鐵外殼不可帶電以免損壞集成電路。
(2)晶體管的更換
更換晶體管最好用相同型號的管子,或者用晶體管對換表中所列功能相同的管子(但要注意管腳排列是否相同)。對于低頻管,其耐壓和β值應符合要求。對于高頻管,其耐壓和fT值應符合要求:對于功率管,其耐壓和功耗應符合要求;在更換中還要檢查絕緣用的云母薄片有無裂損,替換后再用萬用表檢查絕緣情況。
(3)線圈、變壓器的更換
因為各種電視機所用線圈、變壓器多數不盡相同,所以更換時應用與原機相同規格的線圈或變壓器。但換上同規格的線圈、變壓器后,需作適當的調整。若無成品更換而需自行制作時,則應該用同樣線徑,同樣長度的導線(有時就可用原來的導線),按同樣的工藝繞制和處理,以確保電感量相同,絕緣性能良好。應特別注意其引出頭位置應與原來相同。
(4)彩色顯像管的更換
彩色電視機通常采用自會聚彩色顯像管,其偏轉線圈是由廠家配套供應的,并已事先調整到最佳狀態。顯像管衰老或損壞了,需用同規格的顯像管連同偏轉線圈一起更換。如果只更換顯像管,則更換后需要進行色純度與會聚的嚴格校正。
6.檢修實例
(1)無光柵、無伴音、無彩色檢修
此故障一般是電源電路或行輸出電路有故障所致。檢修時,首先應檢查機內兩只熔斷器是否熔斷(可只觀檢查或用萬用表R1×1Ω擋測量)。0.5A熔斷器串接在電源變壓器的一次(初級)回路中,也可以在不打開電視機外殼的情況下,測出電源變壓器一次回路是否開路。其方法是:將萬用表至于R×10Ω擋,兩只表筆分別接電源插頭的兩端,然后接通電源的開關,正常時能測出幾百歐姆的電阻值,若測得阻值為無窮大,則是0.5A熔斷器熔斷、電源變壓器一次繞組開路、電源線斷線或電源開關損壞。
若0.5A熔斷器熔斷,則應檢查電源變壓器是否燒毀、整流器是否擊穿。若電源變壓器和整流器件正常,則是市電電壓不穩定(瞬間偏高)所致。若2A熔斷器熔斷,則是電源穩壓調整電路或負載電路有短路故障,應檢查是行輸出管、行輸出變壓器等負載電路短路還是行頻偏移使行掃描工作電流增大。
若熔斷器完好,則應測量穩壓電源的+12V輸出電壓是否正常。若+12V電壓為0V,則是電源調整管或復合放大管開路、復合放大管基極的偏置電阻器開路、穩壓二極管擊穿損壞等。若+12V電壓偏低,僅有3V~5V,則是整流電路或穩壓電路中有元器件損壞。
圖1-2 “三無”故障檢修流程圖
(2)有圖像、有伴音、無彩色故障檢修
有圖像、有伴音,表明信號通道中自高頻頭至中放部分是正常的,當然電源電路、伴音電路和掃描系統也是正常的。如果圖像質量和伴音質量都較差,無彩色的故障還有可能在公共通道(如天線接觸不良或通道增益下降等),如果圖像和伴音質量均較好,故障范圍可以鎖定在解碼電路或色度控制電路。
圖1-3 有圖像、有伴音、無彩色檢修流程圖
(3)無光柵、無圖像、有伴音故障檢修
圖1-4 無光柵、無圖像、有伴音故障檢修流程圖
有伴音,表明公共通道和電源電路正常。根據本機開關電源是采用行逆程脈沖反饋鎖定振蕩頻率的特點,可以基本判定行掃描電路也正常。
7.結束語
本文是作者長期維修經驗總結,僅供初學者和電子愛好者參考。
參考文獻
[1]趙妮娜主編.電子技能實訓[M].北京:機械工業出版社,2010,11.
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2013)14-0015-02
目前,我國工程教育的規模位居世界第一,高等工程教育的本科在校生達到371萬人,研究生47萬人。統計數據顯示,中國現有工程師210萬人,大學生中有35%學工科――“現役”和“后備”工程師的數量目前都排名世界第一。據《財富》雜志公布的最新數據,美國“適合全球化要求”的工程師有54萬;中國只有16萬,占不到全國工程師總數的1/10;而印度符合全球化需求的工程師超過其總數的70%。為全面提高工程教育人才培養質量,促進我國由工程教育大國向工程教育強國邁進,教育部提出了“卓越工程師教育培養計劃”。
上海工程技術大學城市軌道交通學院在教育部啟動“卓越工程師培養計劃”的契機下,根據已有產才學合作的特色培養方式,城市軌道交通車輛工程專業申請為教育部首批卓越工程師教育培養計劃試點專業。本文在“卓越工程師”背景下,淺談軌道交通通信信號專業認識實踐實習。依托上海軌道交通培訓中心龍陽路基地,城市軌道交通通信信號專業學生通過認識實踐實習,對本專業涉及的信號系統設備有更感性的認識,增強了學習興趣及學習動力,認識實踐彌補了課堂理論教學的不足,實踐效果明顯。
一、實習對象
在城市軌道交通學院設置的主要專業中,有利用軌道交通設備指揮地鐵行車的專業,還有對信號設備進行維護、保養,保證信號設備良好,保障鐵路行車安全的專業。本次認識實踐實習對象為大一城市軌道交通通信信號專業學生,安排在第二學期末。認識實習是繼課堂教學之后的一個重要實踐環節,其目的是使學生能把在校所學的城市軌道交通概論基本理論知識與現場生產實踐聯系起來,獲得對本專業領域相關的感性認識和實踐知識,為后續的專業課程學習打下基礎。
二、依托基地
為了確保鐵路行車安全正點,以往這些專業的學生到現場實習,由于受到實習場地、實際系統的運行、培訓實習時間等各種因素的制約,只能觀看,不能親手操作,實習效果不能滿足教學的需要。本次實習采取直觀教學,依托上海軌道交通培訓中心龍陽路基地,改變以往實習只能觀看不能動手操作的缺點。
上海軌道交通培訓中心龍陽路基地,由“一條實訓線路、三個運行平臺、五個專業系統”和原張江高科地鐵站“三站兩區間”組成的。在龍陽路基地至2號線原張江車站建有實訓線,線路總長1.6公里,采用了國產化的CBTC信號設備,并安裝新型道岔和轉轍機,并由原2號線張江站、龍陽路基地以及一個模擬車站構成了“三站兩區間”的線路形態。
三、實習內容
鑒于實習對象的知識結構,本次實習主要是介紹城市軌道交通信號基礎設備,其中重點講解室外設備,如:軌道電路、信號機、轉轍機、計軸器、應答器等。下面以軌道電路、計軸器為例講解認識實習。
(一)軌道電路的基本原理
軌道電路是以鐵路線路的兩根鋼軌作為導體,兩端加以機械絕緣(或電器絕緣),接上送電和受電設備構成的電路。最簡單的軌道電路如下圖所示。軌道電路由鋼軌、軌道絕緣、軌端接續線、引接線、送電設備及受電設備等主要元件組成。
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圖1 軌道電路示意圖
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圖2 軌道電路現場設備
(二)25Hz相敏軌道電路設備構成
送電端扼流變壓器(BE25)、送電端電源變壓器(BG25)、送電端限流電阻(RX)、熔斷器(RD1 、RD2)、受端扼流變壓器、受電端中繼變壓器(BG25)、RD3熔斷器、防雷補償器(FB)、防護盒(HF)、軌道繼電器(GJR)、25HZ電源屏。
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圖3 25HZ相敏軌道電路原理圖
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(1)扼流變壓器 (2)限流電阻
圖4 軌道電路軌旁設備
扼流變壓器作用:溝通牽引電流,同時配合送電端供電變壓器,受電端匹配變壓器和二元二位繼電器等設備,構成25HZ相敏軌道電路系統。
送端限流電阻作用:防止車輛在送端軌面上分路時,分路電流過大燒毀軌道變壓器,提高分路靈敏度。
(三)計軸器
城市軌道交通信號系統中采用計軸器,是今年出現的新景象。當列車運行控制系統(Automatic Train Control, ATC)出現故障的情況下,計軸器作為軌道電路的替代品,由其構成聯鎖、閉塞系統,以保證列車運行安全。今年以來,城市軌道交通信號系統選用基于通信的列車自動控制系統(Communications Based Train Control ,CBTC),作為CBTC系統的后備模式,普遍也采用“計軸器”替代軌道電路,用“計軸器”檢測軌道區段有無列車占用。
計軸系統,它主要完成檢查區段狀態的功能,包含室內設備和室外設備,室外設備有傳感器(計軸磁頭)和電子連接箱;室內設備有運算器、UPS電源、繼電器以及由計算機構成的計軸器主機系統。室內設備和室外設備由專用計軸電纜相連。
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圖5 計軸設備的原理圖
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圖6 計軸磁頭和電子連接箱
四、總結
體托上海軌道交通培訓中心龍陽路基地,城市軌道交通通信信號專業現場認識實習采用直觀教學和最生動的方案,基地里面信號設備供學生在學習過程中真刀真槍地演練,深受學生歡迎。通過認識實踐實習,學生獲得了對本專業領域的感性認識和實踐認識,為后續的專業課程學習打下堅實基礎,實踐實習效果顯著。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 劉麗梅,韓江.卓越工程師人才培養的研究[J].前沿,2012,(12):183-184.
[2] 林健.工程師的分類與工程人才培養[J].清華大學教育研究,2010,(1):55.
在中等職業的《電工技術基礎與技能》等同類課程教學活動中,理論與實際聯系要求緊密,專業實訓內容多,實訓環節變化大,各校已基本對電工基礎理論與技能實訓教學實行一體化整合,把原來的《電工技術基礎》與《電工技能與實訓》教材實行整合。一體化教學對場地、設備要求高,工位充足,學生就業上崗技能要求實訓模擬環境與實際工作環境接近,但目前學校的基礎設施和實訓室建設設計往往無法達不到這類實訓課的需要。因此,探索在現有的基礎環境上改善實訓室建設,使其適用面寬、仿真度高,功能靈活多變的電工基礎類實訓室,對提高《電工技術基礎與技能》一體化教學質量、提高電工專業實訓教學管理水平具有重要義。
一、中等職業技術學校采用《電工技術基礎與技能》的版本與實訓室的現狀
目前《電工技術基礎與技能》采用整合度比較高的教材主要分兩類:高等教育出版社版與廣西教育出版社出版的兩個版本。其中高教版的是以傳統的《電工技術基礎》教材加以改進,主要在課題引入、實物舉例、后以任務實訓加以驗證,其版本有些類似高中物理教學模式,它的優點在于采用實物圖例連接舉例,實驗與實訓設計有很重的高中物理實驗室味道,目前基本配備主流是天煌教儀THETDG-1型電工技術實訓裝置的配備。中職學生學習起來對理論的理解發費時間較多,而技能實訓效果一般,許多中職學生不能在實訓中產生強烈的興趣,更找不到實訓現象與對應理論的聯系,是一種比較適合教師教學而不太適合學生學的配備選擇。
另一類是以廣西教育出版社出版的《電工技術基礎與技能》為代表,它是一本的在完成工作任務過程中學習電工基礎專業知識、專業技能和工作過程的一體化教材,突出“做中學”的核心特點,它是按照實際操作的工作步驟、安全和技術要求,引導學生在做的過程中體驗成功,產生專業“做中學”的學習興趣,繼而指引學生明確要求、學習工作任務,實施任務計劃,檢查“工程”進度與“安裝工程”質量與修改任務方案、總結與評價的任務完成情況等各個環節,學生學習與技能訓練的效果實踐當中較為理想,實訓室配備一般是采用通用型電工電子實驗裝置即可。采用這個版本教材與實訓配備,比較適合學生學習,但對教師的要求非常高,教師必須有很強的實操能力與指導能力,并在實訓教學過程逐漸把相關理論基礎知識聯系起來,引導學生把操作與理論系統整合。當前,大多數職校都在探索這種模式,并且在技能競賽中獲得比較好的成績。
這兩種比較有代表性的模式都存在著以下共同的問題:
(1)各校電工類實訓室建設大都只根據課程實驗或實訓需要,以成套實訓設備裝備實訓室,比較有代表行的型號有DGX-1型 電工技術試驗裝置 、TH-DD電工電子實驗裝置等。這些實訓任務,主要還是進行驗證性教學,沒有能實現實訓環境與實際安裝場景的有機結合,特別是在電工基礎的基本電路實驗,學生對原理圖與實物之間的聯結理解欠缺,而在主要電氣安裝部分如:日關燈的安裝、單戶住宅的用電系統的布線、三相配電線路以及電力拖動部分,沒有能強化學生作為電工職業的必要技能標準,從而缺乏電氣安裝工程實際操作技能。
(2)在電動機實驗部分,缺乏電動機、發動機相應的結構模型,沒有配套的可供拆裝電動機及相應工具,而在實踐當中,電動機的拆裝很有市場,實驗室在方面缺乏配備無疑是我們忽視了市場的需求。
(3)在基本的電工布線配套設備方面,成套設備一般都沒有配備沖擊鉆、電鉆、角磨機、石材切割機等室內電工安裝常用工具,使得學生的基本技能僅僅停留在實訓室的操作臺上。
二、通用《電工技術基礎與技能》實訓室建設改善思考
實訓的目的一般有兩個:一是通過實訓,掌握電工技能鑒定所需的技能,獲得從業資格證。二是學會本行業中的基本技能,使學生能獨立完成相關工作。如果從學生學習技能應與實際工作技能接軌的角度思考的話,實訓室配套設備的改革與實訓室結構設計的改善可以采取以下思路:
1.電工基礎實訓室分解為以下幾個功能室
基礎電工實訓室、布線實訓室、電動機維修實訓室(含變壓器)、電力拖動實訓室。
各功能室功能簡介:
基礎電工實訓室:主要是驗證電工基礎中基本電路有關的實驗,主要包括基本元件(電阻、電容、電感等)、基本電路(歐姆定律、串并聯、節點、基爾霍夫定律等)、基本儀表(電壓表、電流表、萬用表、鉗表、示波器、兆歐表等),本實訓室可以與通用型的電子電工實訓室通用。
布線實訓室:以空的房間為主,將一整間大的實訓室分割為四至六間小隔間,如同小浴室、廚房,主要功能是讓學生能在真實的墻上實訓布線,裝排插、燈的開關,有機會學習使用沖擊鉆、電鉆、角磨機、石材切割機等室內電工安裝常用工具,的提高學生實用電工技能。
電動機維修實訓室(含變壓器):主要以電動機、發電機的拆裝、變壓器的拆裝訓練為主,掌握完整的拆裝工藝。
電力拖動實訓室:以電力拖動為主要實訓內容,掌握電動機基本的正反轉控制、時間繼電器控制Y-降壓起動控制、掌握交流接觸器等控制器件的連接方法,以及常見開關類器件的拆裝,學習配電箱安裝等。
2.電工基礎實訓室配套的元器件應作以下調整
(1)基礎電工實訓室:增加實物電源如電池盒、蓄電池;增加普通物理實驗用的開關、燈珠等電路配件,實踐教學當中可以提高學生學習入門電路的直觀認知程度,提高對歐姆定律的理解,以及常規電流、電壓的測量的掌握都起到很好的效果。
(2)布線實訓室:以實際室內裝修用的線材、開關、漏電保護器、插座、管線以及相關安裝用到的配套工具作為配套器材。
(3)電動機維修實訓室(含變壓器):以實際的一般三相電動機維修、變壓器維修工作需要配備全套器材。
(4)電力拖動實訓室:以目前的基本通用配置增加配電箱的實際安裝,并要求接電驗證。
(5)建議在電工基礎實訓室配備多媒體設備,在每一實訓臺配備電腦,裝備[虛擬電子實驗室].NI.Multisim.漢化版,讓學生可以模擬與實操結合,這樣能更好的讓學生理解原理圖與實物之間的聯結。
電工基礎與技能實訓室建設的實踐應用中我們體會到,只有讓學生能充分接觸實物實驗、實訓,才能達到通過實驗、實訓幫助學生理解電工理論知識,掌握電工操作的基本技能,也只有這樣,才能讓學生在實操的成功體驗過程中逐步激發學生學習的興趣,達到一體化教學的目的;部分實訓室的管理宜由統一的上課管理結合對學生開放的課余管理結合,使學生能在其感興趣的時候及時動手體驗。電工基礎技能實訓室的建設,必須打破一間實訓室就能滿足所有技能實訓的設計思路,必須從學生學習的角度思考,達到充分滿足學生實訓需求為目的,當然要結合各校的實際,做出最為實用的方案,才能使《電工技術基礎與技能》真正通過一體化教學實現教學目標。
參考文獻:
[1]吳潮.高職電工類綜合實訓室建設探索
電機學是電氣工程及其自動化專業的一門關鍵的專業基礎課程,是連接公共基礎課與專業課的紐帶,對后續專業課如電機拖動、電力系統分析、電機控制等課程的學習起著重要的鋪墊作用[1]。電機學課程理論性強、涉及學科門類多,且與實際工程問題結合緊密,掌握電機學課程需要理論指導實踐、實踐輔助理論理解的學習過程。為了能讓學生從總體上更好地認識和掌握這門課,達到工程教育專業認證標準[2],提高學生分析和解決實際工程問題的能力,更好地提高課程教學質量,本文以教學內容與教學實踐為基礎,對本課程教學方法的改進進行了探討,對提高教學質量具有重要的意義。
1現狀分析
電機學主要內容包括電機的基本結構、工作原理、電磁關系和運行特性[3]。通過課程學習,學生能運用電機的等效電路、基本方程、相量圖、繞組連接規律等基本理論與基本分析方法,完成電機參數計算任務要求,能解決電機運行中存在的實際工程技術問題。本課程在教學中常存在以下問題:第一內容抽象、公式繁多,課堂教學仍是以教師的講授為主,師生互動不多,學生參與度不高,未能調動學生學習的積極性。第二理論與實踐教學脫節,學生對電機基本結構不夠清晰,難以將抽象理論與實踐有機地結合起來。第三僅通過電機課堂和實驗教學,學生難以具備靈活運用所學專業知識的能力,只有讓學生了解電機最新發展前沿,參與到實際項目工程中去,才能提高學生的學習興趣。針對以上問題,從以下幾個方面對教學方法的改進進行探索。
2實習實訓與理論課的有機結合
電機學是實踐性非常強的一門課,現有的教學方法是從理論教學到實驗驗證的過程,采用實踐引領理論教學的反轉模式,培養學生通過現象探索本質的能力[4]。學習電機首先要了解電機的主要結構及作用,學生在剛開始上這門課時,要先進行一周的認知實習。校內參觀電機科研及教學實驗室,校外參觀生產現場,學生通過聽取工人師傅對電機結構、工作原理、生產工藝、日常生活中的應用領域及在國民經濟中的重要作用的講解,對電機產生直觀的認識,對其結構有初步了解,克服畏懼心理,提高學習興趣。當課程講解到異步電機章節時,安排兩周的電機實訓實踐環節,時間為每周的周六周日。由于學生人數較多,將學生進行分組,每組共同完成一臺異步電機的拆裝和組裝任務。實訓主要內容包括電機拆裝工具認識、電機拆裝、繞組重繞、繞組嵌線與接線、電機安裝、電機檢測等。通過實訓加強課堂教學與實踐教學有機結合,學生對電機結構和原理進一步理解,由感性認識上升到理性認識,激發學生學習的積極性,提高學生的動手能力、運用所學電機理論解決實際問題的能力,同時也鍛煉了學生分工協調、團隊合作的能力。
3教學方法的改進
3.1引入工程問題,以學生為主體的討論式教學方法
在每章開始學習之前,首先引入工程問題,使學生帶著思考進行有針對性的學習,如電機內部電磁關系比較復雜,為什么常將電機磁場化成簡單的磁路進行分析?三相交流電機的繞組為什么常采用雙層短距繞組?舉例分析24槽4極三相雙層疊繞組展開圖繪制步驟及規律?定子漏抗的大小對三相異步電機的性能有何影響?三相異步電機的工作性能指標主要有哪些,如何提高其效率?讓學生學會應用基本理論去分析、解決實際工程問題。在每章學習結束做總結時,學生對這些問題進行討論,說出自己的看法,在相互討論過程中發現自己認識的不足,加深對某一知識點的理解,發揮學生的主觀能動性,提高學生靈活運用知識的能力。
3.2對比結合推導式教學方法
各種類型的電機運行時的電磁關系既有聯系又有區別。該部分教學內容較多,學生很容易混淆各種電機類型之間的電磁分析過程。為此,可以采用對比式教學方法[5],將關系屬性相近的知識點聯系起來,對電機的共性和個性問題進行總結概括,方便理解記憶。如為了更好地理解磁路的基本定律及各參數的物理意義,將磁路和電路的基爾霍夫第一、第二定律進行對比,將磁路和電路中相關參數及計算公式進行對比;分析變壓器和異步電機基本結構、等效電路、基本方程、相量圖之間的類比關系;講解直流電機、異步電機和同步電機基本結構、工作原理及定轉子磁勢之間的聯系與區別;將直流電機的電樞繞組與交流電機繞組的連接方法進行類比;將電動機與發電機能量傳遞過程進行類比等。采取對比的教學方法,對電機整體類似內容進行歸納總結,讓知識點更系統化,加深學生對相似內容的內在聯系和容易混淆問題的認識,有利于提高學生的學習效率和教學質量。電機學中有很多理論推導過程,將對比與理論推導相結合的教學方法用于電機的等效電路、電磁參數計算能達到事半功倍的效果。如為反映變壓器的內部空載和負載的電磁關系,將既有磁路又有電路聯系的變壓器經過繞組歸算,推導出變壓器的T型等效電路,類似于變壓器電磁分析方法,異步電機因定轉子頻率不同,需經過頻率歸算和繞組歸算推出其T型等效電路。在推導正弦磁場下交流繞組的感應電動勢時,步驟為首先分析一根導體中的感應電動勢,然后推導一個線圈的感應電動勢,再計算一個線圈組的感應電動勢,最終推出單相繞組電動勢的計算公式。對比電動勢的分析方法推導正弦電流下單相、三相繞組的磁動勢,先分析整距線圈的磁動勢,然后依次分析整距線圈組、短距線圈組,最終推出單相、三相繞組的磁動勢。課堂教學中,學生通過對問題進行對比與公式推導相結合,目標明確,概念和思路清晰,有益于分析問題的能力和學習效率的提高。
3.3引入課外興趣小組結合有限元方法研究
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2012)04C-0052-02
目前,電工技術應用十分廣泛,發展非常迅速并且日益滲透到其他學科。隨著科技的進步和社會的發展,社會對電工技術人才的要求越來越高,高職院校工科類的學生,無論從將來的職業技能角度考慮,還是從對后續課程的學習角度考慮,學好電工技術課程都是很重要的。通過本課程的學習,可以使學生獲得電工技術必要的計算方法、基本理論、基本知識和基本技能,為以后的就業打下堅實基礎。本文試針對高職學生的特點,從電工技術課程的目的和特點出發,提出課程教學可具體采取的措施。
一、高職學生的特點
高職院校入學學生的主體是高考成績居于中下的考生,他們由于在中學的學習成績較差,得到教師的鼓勵和表揚也就少,漸漸產生自卑感,把學習當做負擔,不求上進,甘居人后。還有的學生抱著混文憑的思想,整天無所事事,難以與教師配合。這是部分高職學生心理上的消極因素。當然高職學生心理上也有一些積極的因數,如:他們有使自己成才的愿望,也有改變落后現狀,要求上進的心理;有強烈的自尊心和好勝心,有時他們表現出毫不在乎的樣子,正是要求尊重而得不到尊重的一種逆反心理;他們追新求異,喜歡動手做實驗,喜歡教學方法新穎,不贊成滿堂灌式的教學方法。作為教師應充分發掘和調動高職學生的積極因素,如果教師還是用多年形成的教學方法,只考慮知識本身的“應接受性”和“可接受性”,而忽視學生是否“能接受”和“樂于接受”,就會導致學生厭學或學得費勁,教師也教得艱辛或無奈,教學效果較差。
二、電工技術課程的目的和特點
電工技術是一門集理論、實驗、實訓的課程,本課程是培養學生在理論上:掌握電路的基本概念、基本定律和電路的分析和計算方法,掌握用相量法分析單相正弦交流電路、三相交流電路的方法,并能理解變壓器、三相異步電動機的工作原理和性能,理解常用低壓電器的功能,能讀懂三相異步電動機控制電路的電氣圖;在技能上:掌握電工的工藝和電工技術的實際操作能力。通過理論學習和實際操作的訓練來提高學生分析問題和解決問題的能力,為今后工作打下堅實基礎。
由于該課程具有概念多、公式與定理多、原理抽象、知識含量大、計算量大、覆蓋面廣等特點,學生普遍反映理論難懂,公式難記,運算繁瑣,解題困難。多數學生產生畏難情緒,有的甚至出現厭學現象,致使教學效果不盡如人意,為了提高教學效果,筆者從以下方面進行探索。
三、電工技術課程教學的展開
針對高職學生的特點,從電工技術課程的目的和特點出發,要增強課程教學的成效,可具體采取以下方面的措施。
(一)培養學生的自信心
作為教師首先應盡力給予學生正面的、積極的鼓勵,來增強學生學習的信心,同時還要采用良好的啟發和訓練方式才能提升教學效果,因此在教學中必須首先考慮學生的實際接受能力,引導學生由易到難,循序漸進。教師可以考慮對接受能力強、中、弱的學生實施分層次的教學:對接受能力較弱的學生,要適當降低理論難度,加強動手能力的培養;對接受能力中等的學生,要適當加深部分教學內容,通過動手和實踐讓他們加深對知識的理解,提高興趣;對接受能力較強的學生,要加強拓展知識的學習,著重培養發現問題、分析問題、解決問題的能力。由于學生之間容易溝通,可以通過“結對子”和當“小老師”等方式,讓能力較強的學生來幫助能力較弱的學生,以增強他們的學習興趣。
(二)采用多種教法,培養學生的理解能力
學生聽、教師講的注入式傳統單一教法,不僅使學生處于接受灌注的被動地位,而且還使學生在感知訊息上只依靠“聽”的感性知覺,易于疲勞、注意力容易渙散,興趣急劇下降。因此,在教學過程應針對不同的內容,采用不同的教法,進行綜合啟發式教學,才能有效地激發學生認識的興趣,發揮能動作用。就電工技術課程教學而言,其教學內容主要分為四個模塊:電路的計算、變壓器及電動機原理、電動機的控制、照明安全用電等,其中每個模塊的要求都有一些共性,如對電路的計算,不管是直流電路還是交流電路,都是計算單個元件或部分電路的電壓、電流和功率,所以在教學過程中就要引導學生發現教學中一些相似或相反的規律,從而達到識別、理解、運用的效果。例如,電阻、電感、電容是電路的基本元件,理解了三個元件的性能特征,可為學習交流電路的計算和電子技術課程打下基礎。但學生在學習過程中往往對電阻元件比較容易理解,而對電容和電感的性質很難掌握,因此,在教學中應充分運用對比法,讓學生發現其中的類比性,可從電阻元件的電阻值,對比講清電感元件的感抗,讓學生推出電容元件的容抗。當然,進行類比時,不應局限于找出其相似屬性,而要著重于抓住屬性之間相似的因果關系或導出關系,所以講清純電阻、純電感、純電容單一元件的交流電路后,就引導學生推導二個元件串聯(R-L、R-C電路)及三個元件串聯(R-L-C)電路的性質,同時讓學生自己總結出單一元件電路和兩個元件串聯的電路及三個元件串聯電路的共同特點。又如電動機和變壓器都是根據電磁感應原理制成的電機,它們的結構、原理和特性有許多相似的地方,學生在中學已經學過變壓器內容,比較容易記住變壓器的參數,但對電動機往往分不清定子、轉子的參數,就指導學生觀察,變壓器的一次側和電動機的定子都是接到電源,所以參數腳標都有1且和電源的參數有關,而變壓器的二次側和電動機的轉子都是接負載,參數的腳標有2且通過負載來計算,這些對比啟發,學生就會總結分析出其相同點來領悟新的內容,同時也理解了難點,掌握了重點知識。
(三)設疑引導,培養學生思維能力
不管在任何章節,都應以啟發為核心,引導學生探索、思考。如直流電路的計算主要有基爾霍夫定理、支路電流法、疊加定理和戴維南定理,他們屬于電工技術理論解題占有重要地位,理論考試是常考的知識點,理論講授完之后,由于幾個定理解題各有千秋,因此,可以提出問題:讓每位同學至少找出兩個例題來分別說明采用那個定理解題較好;再如交流電路的計算有代數法和相量法,講授完后讓學生自己總結,在什么條件下用相量來計算問題,在什么情況下才能用代數來計算問題。通過這樣的總結,學生就明確各定理的應用范圍,也培養了閱讀思考能力,達到解題方法能靈活應用的目的。
(四)授課教室的遷移
我國高等職業教育的目標是:以能力為本位,以應用為目的,理論以必需、夠用為尺度,注重對學生基本技能的訓練和綜合分析能力的培養。而傳統的教材是注重理論知識,且把理論教學和實驗教學相分開,這種教學不可避免、或多或少地使教和學相互脫節,也限制了學生主觀能動性和創造力的發揮。所以有些內容我們應搬移到實驗室進行講授,改為邊動手邊學習,它是在老師指導下,讓學生自己動手、動腦去獲取知識,學生操作時,教師結合理論知識講解,并隨時回答學生提出的問題。當然要上好邊學邊做的內容,必須要有充分的準備,在具體過程中可能出現的情況也比較多(如損壞元件、實際效果不理想等),因此,教師必須認真準備:首先選擇某一教學主題來整合課本若干章節的內容;然后再思索怎樣引入內容,如何組織學生操作,如何引導學生觀察分析,歸納總結等。例如,在學習電器控制線路(原理)時,必須先了解其中各個低壓電器的控制作用,為此,就讓學生在實驗室對著已經接好的線路板認識、拆卸、組裝各種低壓電器,這樣不僅讓學生理解了各種低壓電器的工作原理,也掌握了各種低壓電器的結構和應用范圍,理解了整個控制線路板的原理,這時學生對電動機基本控制電路的連接已經躍躍欲試了。到具體連接電動機控制電路時,就引導學生從簡單到復雜,逐步加深難度:如先連接電動機的點動控制;到電動機的長動控制;又到電動機的正、反轉控制;再到電動機的Y-換接起動等,同時讓學生自己選擇增加新元件,分析工作原理,連接完后通電試機,若出現控制功能不能實現的情況,指導學生用萬用表采用電阻法進行檢測,努力找出故障點,在個人無法解決問題時,可讓幾個學生共同分析,直至找出故障點,這樣就使學生在探索、驗證中有效地發現問題、解決問題,充分激發了他們的學習興趣。教師在具體指導過程中還可以結合實踐環境講解安全用電知識,這樣學生同時掌握了安全用電知識又避免了意外事故的發生。即使有些理論知識不夠扎實的學生,通過這種具體實訓,動手能力和活動能力都會得到了盡可能地發揮,也掌握了電工工具和萬用表的使用技能和導線連接的技能,提高了分析問題和解決問題的能力。
總之,電工技術是一門實踐性很強的課程,操作技能水平高低是考核學生掌握該課程的方法之一,因此,設法提高學生動手能力,進而提高其現場解決實際問題的能力,是該門課的目標。若能組織學生走出去到相應的企業車間實地考察、立項設計、對電器和線路進行安裝施工等,更能激發他們的學習興趣,但走出去的經費和學生的安全也是一個實際問題,因此充分利用校內條件,采用多種方法訓練學生的思考與創意的潛能,來提高教學效果,是我們的探索目標。
【參考文獻】
[1]張啟滔.“探究性學習”在電工技能與訓練教學中的應用[J].廣西教育,2008(8C)
首先,根據專業教學計劃,刪除不同科目交叉的重復內容,例如可編程控制器一章與化工儀表自動化課中一章內容重復,故刪除不講;正弦交流電一章,基本都是數學中相量的內容,內容繁難且與實際脫節,學生學習效果不好,故簡化內容,以學生了解基本概念為主,例如電工考試中經常考到的“正弦交流電三要素”的知識點等;刪除復雜的公式推導過程,教學生會直接使用公式計算即可,例如正弦交流電有效值的計算公式、補償電容的計算公式等;變壓器與電動機這兩章,以學生了解這兩種設備的結構、作用等為主,對于設備運行特性等復雜且不易理解的內容進行簡化。用電安全知識和電工測量兩個章節正是與生活實際密切聯系并需要學生重點掌握的內容,但有的教材中反而是輕描淡寫,所以建議應強化和拓展這兩部分的內容。
2教學方法的改革。
盡量利用現代化的教學手段,化解教學難點,例如講變壓器的結構這節內容,文字和圖片不夠直觀,學生不好理解,變壓器實物又不方便拿到課堂上,所以可以下載一些講解變壓器結構的視頻或者演示動畫,使枯燥乏味的理論知識變成生動有趣的視頻演示,這樣在有限的時間內既增加了信息量又提高了教學效率;在講電動機這節課時,電動機的結構單靠圖片和語言很難描繪清楚,準備一個小的電機實物或模型,拆開后直接向學生展示電機內部構造和組成部分,既直觀又簡便;在講電工測量中的萬用表這一節課時,理論內容講起來比較簡單,重點是要讓學生學會萬用表的使用,這一節課完全可以移到實驗室,將這節理論課和萬用表的使用實驗課合并成一節課,學生在實驗過程中,自然的學會了萬用表的使用方法,而且還節省了課時;對于電路分析方法和正弦交流電兩章內容以理論知識和計算為主,所以要重視教師講與學生練的有機結合,每次課后留有足夠的時間讓學生自己動手做課后的計算題,然后根據學生接受的具體情況,適時引導學生向更深層次的知識點邁進,計算題的選擇以基本和簡單為主,不要一味追求復雜的電路分析和計算,這樣不但起不到掌握知識的效果,反而會引發學生的厭學情緒;盡量將所學內容同實際生活聯系起來,比如在講三相四線制供電系統時,可以直接在課堂上打開教室中的一個配電箱,讓學生看看學校的供電就是三相四線制,而又緊接著講解為什么我們家里用的卻是單相兩線制,這樣讓學生覺得不管學習的知識能不能在將來的工作中用到,最起碼學會了一些生活常識,讓學生認識到所學的知識是貼近生活實際的。
3實踐教學的改進和考核方式的改革。