電力仿真與課堂教學相結合的實踐教學模式探索

摘 要：為了增強電力高校\"實踐能力\"的培養，解決電力實習中場地、儀器和設備的制約，探索出了電力仿真與傳統課堂教學相結合的實踐教學模式。在課堂理論教學的過程中，適時規劃仿真實驗實習課程，通過仿真軟件的三維動畫演示功能可以對變壓器的結構及各部分作用機理等有更全面的掌握，同時結合發電廠電氣部分這門課程，可以對斷路器、隔離開關以及倒閘操作等有更加形象生動的學習。本實踐教學模式的應用情況表明其具有良好的推廣價值。

關鍵詞：實踐能力；電力仿真；三維動畫演示

引言

隨著我國電力工業的發展和電力體制的改革，電網容量和電壓等級不斷提高，對電網及變電站運行的要求也越來越高，因此，在電力企業日益激烈的市場競爭中，高等院校電力專業的本科教學工作面臨前所未有的挑戰。20 世紀 90 年代以來，計算機、多媒體、數據庫技術、軟件工程、網絡圖像技術等多個高新技術領域發展迅速，使變電站仿真系統在電力專業本科教學中作為認識實習和生產實習的主要手段成為可能。

為了滿足現代電力行業對相關領域高級人才的需求，突出“實踐能力”培養，解決電力系統實驗實習受到場地、儀器和設備的制約，學院引入了中國電力科學研究院研制的電力培訓仿真系統，通過與傳統的教學方式相結合，面向電力相關專業學生的課堂教學、生產實習、畢業實習等實踐教學工作，使學生詳細了解電網運行的基本特點，變電站運行設備的基本原理及控制與操作的基本方法。為即將走向工作崗位的學生提供與現場實際相結合的技術培訓。

1 結合電機學課程的變壓器結構學習

經過傳統的電機學課程的教學，學生掌握電力變壓器的主要功能，如：電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩壓（磁飽和變壓器）等，對于變壓器的主要構件大多只停留在對于初級線圈、次級線圈和鐵心（磁芯）的認識，然而實際的變電站現場運行維護需要了解更加詳細的設備構造及各自作用機理。通過仿真軟件的三維動畫演示功能可以實現立體拆裝效果，使變壓器整體結構更加清晰，另外在展示各部分結構的同時，如油枕、硅膠呼吸器、瓦斯氣體繼電器和冷卻裝置等的各自作用機理也一并通過多媒體語音方式介紹給學生，可以達到較好的教學效果。

2 結合發電廠電氣部分的一次設備學習

在電力相關專業開設的發電廠電氣部分課程的傳統課堂講解中，學生們已經掌握了大中型發電廠、變電站的電氣主系統設計與運行的基本理論與方法，具備分析解決工程實際問題的初步能力。然而通過電氣設備選擇這一章，由一些運行指標對母線、電纜、絕緣子和套管的選擇、高壓斷路器、隔離開關及高壓熔斷器的選擇只能說對設備有了初步的認識，對于現場中這些電氣設備的具體結構，運行情況和維護巡檢方法等尚不明確，很難與現場實際相結合形成知識體系，更不用說繁瑣的倒閘操作與操作票填寫工作了。通過現代電氣技術仿真實驗室仿真系統卻可以解決這一問題。據此本實驗室主要完成的授課內容：

（1）變電站設備、系統結構的認識（高壓斷路器、隔離開關、互感器等）；

（2）結合接線圖掌握電氣設備的基本操作（母線操作、隔離開關操作和設備停送電操作順序的要求等）；

（3）變電站倒閘操作練習（以變壓器倒閘操作為例，如圖1所示）。

3 應用情況

本實踐教學模式成功的應用于本校輸電線路工程專業和供用電技術及應用專業學生的認識實習（07級，08級，09級），以及電力系統及其自動化專業09級的課內實驗，師生反響較好，既提高了學生對傳統課堂教學的興趣，激發了他們對電力知識的學習熱情，同時又減輕了理論教學老師對復雜動態電力系統過程的講解負擔。實踐教學的下目標是爭取向全校各個專業學生開放實驗室，并設計更多適應不同專業需求的課程大綱。

4 結論

電力仿真以其安全、經濟、方便靈活的優點，成為仿真和教學實驗及培訓的主流選擇。本文的實踐教學模式探索能夠使學生猶如親臨變電站現場，并在連續不斷的學習中積累實際運行的經驗，促進學生由單純抽象的理論、數據、圖形的學習，到主動將抽象知識與具體的設備、系統結合的思維方式的轉變，培養舉一反三的發散性思維水平，提高實踐認識能力。良好的實踐應用效果為本教學方案的推廣提供了依據。

參考文獻

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作者簡介：孫銀鋒（1983-），男，碩士，實驗師，研究方向為電力系統安全性分析.從事電力系統實驗教學工作。