變電站綜合自動化管理論文范文第1篇
1、常規變電所的二次系統主要由繼電保護、當地監控、遠動裝臵、濾波裝臵所組成。
2、變電所綜合自動化應能全面代替常規的二次設備。
3、變電所微機保護的軟、硬件裝臵既要與監控系統相互對立,又有相互協調。
4、變電所綜合自動化是自動化技術、計算機技術和通信技術等高科技在變電所領域的綜合應用。
5、變電所綜合自動化系統中的微機繼電保護主要包括接觸網線路保護、牽引變壓器保護、母線保護、電容器保護、小電流接地系統自動選線、自動重合閘。
6、一個變電所綜合自動化系統中各個子系統(如微機保護)的典型硬件結構主要包括：模擬量輸入/輸出回路、微型機系統、開關量輸入/輸出回路、人機對話接口回路、通信回路、電源。
7、人機對話接口回路。主要包括打印、顯示、鍵盤及信號燈、音響或語言告警，主要功能用于人機對話。
8、牽引變電所綜合自動化系統中的微機繼電保護主要包括接觸網線路保護、牽引變壓器保護、母線保護、電容器保護、自動重合閘。
9、變壓器過負荷保護一般取兩相電流。Ⅰ段用于發警告信號，Ⅱ段用于啟動斷路器跳閘。
10、根據繼電器動作電流整定原則和繼電保護裝臵動作時限的不同，
1 過電流保護可分為定時限過流保護、帶時限電流速斷保護，把它們組成一套電流保護裝臵稱為兩段式電流保護。
11、為了補充牽引系統無功功率的不足，提高功率因數，改善供電質量，在各個變電所廣泛采用無功補償并聯電容器組。
12、對于瞬時自消性故障，利用重合閘避免不必要的停電。
13、微機保護的一大特色當是利用基本相同的硬件結構和電路。通過不同的軟件原理完成不同的功能。
14、在變電所綜合自動化系統中，數據通信是一個重要環節。
15、微機保護子系統的功能應包括全變電站主要設備和輸電線路的全套保護。
16、變電站的數據包括模擬量、開關量和電能量。
17、電力系統的電壓、無功綜合控制的方式有集中控制、分散控制和關聯分散控制。
18、變電站通信網絡的要求都有快速的實時響應能力，很高的可靠性，優良的電磁兼容性能，分層式結構。
19、數據通信系統的工作方式有單工通信，半雙工通信和全雙工通信。 20、差模干擾是串聯于信號源回路中的干擾，主要由長線路傳輸的互感耦合所致。
21、常規變電站的二次系統主要包括繼電保護，故障錄破，當地監控和遠動四個部分。
22、直流采樣是指將交流電壓、電流等信號經變送器轉換為適合于A/D轉換器輸入電平的直流信號。
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23、交流采樣是指輸入給A/D轉換器的是與變電站的電壓、電流成比例關系的交流電壓信號。
24、變電站綜合自動化系統利用當代計算機的技術和通信技術，提供了先進技術的設備，改變了傳統的二次設備模式，信息共享，簡化了系統，減少了連接電纜，減少占地面積，降低造價，改變了變電站的面貌。
25、系統的頻率下降，使發電廠的廠用機械出力大為下降，結果必然影響發電設備的正常工作，使發電機的有功出力減少，導致系統頻率的進一步降低。
26、系統正常運行時，備用電源不工作的稱明備用。系統正常運行時，備用電源也投入運行的，稱為暗備用。
27、交流采樣法，是直接對經過裝臵內部小TA，小TV轉換后形成的交流電壓信號進行采樣，保持和A/D轉換，然后在軟件中通過各種算法計算出所需電量。
28、網絡的拓撲結構是指點對點結構、星型結構、總線結構和環形結構。
29、變電站綜合自動化系統利用當代計算機的技術和通信技術，提供了先進技術的設備，改變了傳統的二次設備模式，信息共享，簡化了系統，減少了連接電纜，減少占地面積，降低造價，改變了變電站的面貌。
30、電網調度自動化系統是由多個子系統組成的有機整體，是一項涉及范圍廣，實現難度大的系統工程。
二、單項選擇題
1、變電站綜合自動化系統與傳統變電站相比，其優越性有( A )。 A、提高供電質量、提高電壓合格率。 B、降低供電質量、降低電壓合格率。 C、對電力系統的運行、管理水平提高不大。 D、增加人為誤操作的可能。
2、常規變電所的二次系統主要由( C )所組成。 A、繼電保護、測量儀表、指示裝臵、濾波裝臵 B、信號系統、指示儀表、遠動裝臵、濾波裝臵 C、繼電保護、當地監控、遠動裝臵、濾波裝臵 D、繼電保護、監視監控、控制裝臵、濾波裝臵
3、變電站抗電磁干擾的措施主要有( D ) A、遠方集中控制、集中操作和反事故措施 B、屏蔽、減少耦合、遠方集中控制 C、集中操作和反事故措施、減少耦合 D、屏蔽、減少耦合、接地、隔離、濾波
4、無人值班變電站是指無固定值班人員在( B )的變電站。 A、調度進行日常監視與操作B、當地進行日常監視與操作 C、異地進行日常監視與操作D、當地進行日常維護與監控
5、微處理器就是集成在一片大規模集成電路上的( C )。 A、CPU和控制器B、運算器和存儲器C、運算器和控制器D、接口電路和控制器
6、變電站綜合自動化的微機系統所采集的變電站測控對象的電流、電壓、有功功率、無功功率、溫度等都屬于( D )。 A、數字量B、輸出量C、輸入量D、模擬量
7、微機型系統只能對( C )進行運算或邏輯判斷，而電力系統中的電流、電壓等信號均為模擬量。
A、模擬量B、電子量C、數字量D、存儲量
8、在自動化裝臵中，人機對話的主要內容有( D )、輸入數據、人工控制操作和診斷與維護等。
A、脈沖數據 B、控制系統 C、人機接口 D、顯示畫面與數據
9、輸入/輸出的傳送方式分為( B )。
A、并行和一般傳送方式B、并行和串行傳送方式 C、串行和一般傳送方式D、記錄和傳遞傳送方式
10、交流采樣法是直接對經過裝臵內部小TA，小TV轉換后形成的交流電壓信號進行采樣，保持和A/D轉換，然后在軟件中通過各種( B )。
A、算法估算出所需電量B、算法計算出所需電量 C、算法統計出所需電量D、算法計量出所需電量
11、變電站通信網絡的要求是快速的實時響應能力，很高的可靠性，( C )。
A、優良的電磁兼容性能，分布式結構。 B、優良的電動兼容性能，分布式結構。 C、優良的電磁兼容性能，分層式結構。
5 D、優良的快速兼容性能，拓補式結構。
12、數據通信的傳輸的方式分為并行數據通信和(D )。
A、平衡數據傳輸B、操作數據傳輸C、接口數據傳輸D、串行數據傳輸
13、數據通信系統的工作方式分為單工通信，半雙工通信和(C )。 A、數據處理通信B、調度集中通信C、全雙工通信D、雙工通信
14、差錯檢測技術是指就是采用有效編碼方法對咬傳輸信息進行編碼，并按約定的規則附上若干碼元(稱監督碼)，作為信息編碼的一部分，傳輸到接收端，接收端則按約定的規則對( A )。 A、所收到的碼進行檢驗B、所收到的碼進行測試 C、所收到的碼進行實驗D、所收到的碼進行量測
15、幾種常用的監督碼構成方法為( B )。 A、奇偶校驗、縱向冗余校驗和循環冗余校驗CRT B、奇偶校驗、縱向冗余校驗和循環冗余校驗CRC C、奇偶校驗、縱向冗余校驗和循環冗余校驗CLC D、奇偶校驗、縱向冗余校驗和循環冗余校驗CTR
16、差模干擾：是串聯于信號源回路中的干擾，主要由( A )。 A、長線路傳輸的互感耦合所致B、短線路傳輸的自感感耦合所致 C、長線路傳輸的自感耦合所致D、短線路傳輸的互感耦合所致
17、變電站饋電母線上有多余配電線路，根據這些線路所供負荷的重要程度，( B )。
A、分為一般級和特殊級兩大類B、分為基本級和特殊級兩大類
6 C、分為基本級和保護級兩大類D、分為保護級和自動級兩大類
18、變電站防止誤操作的“五防”指的是防止( C )。
A、誤合誤分刀閘、帶負荷切斷路器、帶電接地線、合斷路器、斷隔離開關、誤入帶電間隔
B、分斷路器、斷刀閘、帶電接地線、帶接地線合斷路器、隔離開關、帶負荷操作
C、誤合誤分斷路器、帶負荷切刀閘、帶電接地線、帶接地線合斷路器、隔離開關、誤入帶電間隔
D、空合斷路器、帶負荷切刀閘、帶接地線空合斷路器、空合隔離開關、帶負荷操作
19、現運行的變電站有傳統的變電站部分實現微機化管理、具有一定自動化水平的變電站和( D )幾種模式。
A、全面自動化的綜合自動化變電站B、全面調度化的綜合自動化變電站
C、全面程序化的綜合自動化變電站D、全面微機化的綜合自動化變電站
20、.綜合自動化系統操作界面主要的命令工具條按鈕由報警瀏覽、報表管理、分類報警顯示(彈出報警、事故跳閘、保護事件、斷路器及隔離開關變位、模擬量越限、一般事件)、實時庫參數修改、打印機、復位音響、報文監視、運行日志、曲線、人工臵數列表組成。( B ) A、控制界面B、操作界面C、模擬界面D、保護界面
三、問答題
7 1.變電站綜合自動化實現哪些基本功能?
答:變電站自動化系統應實現的基本功能有:數據采集，運行監測和控制，繼電保護，當地后備控制和緊急控制，與遠方控制中心的通信。
(l)隨時在線監視電網運行參數，設備運行狀態;自檢、自診斷設備本身的異常運行，發現變電站設備異常變化或裝臵內部異常時，立即自動報警并相應的閉鎖出口動作，以防止事態擴大。
(2).電網出現事故時，快速采樣、判斷、決策，迅速隔離和消除事故，將故障限制在最小范圍。
(3)完成變電站運行參數在線計算、存儲、統計、分析報表，遠傳和保證電能質量的自動和遙控調整工作。
2.變電站微機保護子系統的功能包括哪些? 答:微機保護子系統的功能應包括全變電站主要設備和輸電線路的全套保護。具體有: (l)高壓輸電線路的主保護和后備保護; (2)主變壓器的主保護、后備保護及非電量保護; (3)無功補償裝臵的保護; (4)母線保護; (5)配電線路的保護; (6)不完全接地系統的單相接地選線等。
3.集控主站對無人值班變電站監控的主要內容有哪些?
答:集控主站監控的主要內容有:無人值班變電站的斷路器分、合位臵，隔離開關的分、合位臵，主變壓器擋位，主變壓器三側的有功、無功、電流，母線電壓、相電壓，各進出線的有功、無功、電流，主變壓器溫度，直流系統的有關信號，保護裝臵及自動裝臵動作信號，各種事故信號和預告信號，無人值班變電站的斷路器、隔離開關、主變壓器擋位的控制等。
4.什么是變電站綜合自動化分級分布式微機化的系統結構?
答:綜合自動化系統內各子系統和各功能模塊由不同配臵的單片機或微型計算機組成，采用分布式結構，通過網絡，總線將微機保護、數據采集、控制等各子系統連接起來，構成一個分級分布式的系統。一個綜合自動化系統可以有十幾個甚至幾十個微處理器同時并行工作，實現各種功能。
5.變電站綜合自動化系統應滿足哪些要求?
答:變電站綜合自動化系統應滿足以下要求:
(1)檢測電網故障，盡快隔離故障部分;
(2)采集變電站運行實時信息，對變電站運行進行監視、計量和控制;
(3)采集一次設備狀態數據，供維護一次設備參考;
(4)當地控制和緊急控制;
(5)確保通信要求。
6.變電站綜合自動化系統功能設臵應滿足哪些要求?
答:其功能設臵應滿足: (1)具有很高的可靠性，包括安全性和可信賴性;基本功能的實現，不依賴通信網和主計算機系統。 (2)應能進行系統控制和集中控制。
(3)可為電網安全及事故分析，繼電保護和自動裝臵在系統故障時的行為監視，研究和分析提供依據。
(4)以變電站無人或少人值班為目標。
(5)簡化二次回路，節省電纜，避免和減少二次設備的重復配臵。
7.變電站綜合自動化系統對繼電保護功能有哪些要求?
答:繼電保護功能是變電站綜合自動化系統的最基本、最重要的功能，它包括變電站的主設備和輸電線路的全套保護，高壓輸電線路的主保護和后備保護、變壓器的主保護和后備保護、母線保護、低壓配電線路保護、無功補償裝臵(如電容器組) 保護，站用變壓器保護以及非電量保護等。
8.變電站自動化的基本功能有哪些? 答:基本功能有: (1控制、監視功能; (2)自動控制功能; (3)測量表計功能;
10 4)繼電保護功能; (5)與繼電保護有關的功能; (6)接口功能; (7)系統功能。
9變電站自動化的基本功能體現在幾大子系統中? 答:變電站自動化的基本功能體現在五個子系統中: (1)監控子系統功能; (2)微機保護子系統; (3)電壓、無功綜合控制子系統; (4)其他自動裝臵功能; (5)變電站自動化系統的通信。
10.變電站綜合自動化系統監控子系統的功能包括哪些? 監控子系統的功能包括:數據采集; 事件順序記錄SOE;故障記錄;故障錄波和測距; 操作控制功能;安全監視功能;人機聯系功能;打印功能;數據處理與記錄功能;諧波分析與監視等功能。
11.變電站綜合自動化系統內部通常采用哪種通信方式? 答:在變電站綜合自動化系統內部，各種裝臵或繼電保護裝臵與接口系統間，為了減少連接電纜，簡化配線，降低成本，通常采用串行通信.
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12.綜合自動化系統操作界面主要的命令工具條有哪些? 答:命令工具條按鈕由報警瀏覽、報表管理、分類報警顯示(彈出報警、事故跳閘、保護事件、斷路器及隔離開關變位、模擬量越限、一般事件)、實時庫參數修改、打印機、復位音響、報文監視、運行日志、曲線、人工臵數列表組成。
13、抑制干擾源影響的屏蔽措施：
一次設備與自動化系統輸入、輸出的連接采用帶有金屬外皮的控制電纜，電纜的屏蔽層兩端接地。
測量和微機保護或自控裝臵采用的各類中間互感器的
一、二次繞組之間加設屏蔽層。
機箱或機柜的輸入端子對地接一耐高壓的小電容，可抑制外部高頻干擾。
系統的機柜和機箱采用鐵質材料。
14、光電傳感器的優越性：
優良的絕緣性能，造價低、體積小、質量輕。 不含鐵心，消除了磁飽和、鐵磁諧振等問題。 動態范圍大，測量精度高。
15、電力系統頻率降低的危害：
系統的頻率下降，使發電廠的廠用機械出力大為下降，結果必然影響發電設備的正常工作，使發電機的有功出力減少，導致系統頻率的進一步降低。
12 系統頻率降低，勵磁機的轉速也相應降低，當勵磁電流一定時，勵磁機發出的無功功率就會減少。
系統頻率長期處于49.5Hz或49Hz以下時，會降低各用戶的生產率。
16、傳統變電站的缺點：
安全性、可靠性不能滿足現代電力系統高可靠性的要求。 供電質量缺乏科學的保證。 占地面積大，增加了征地投資。
不適應電力系統快速計算和實時控制的要求。
變電站綜合自動化管理論文范文第2篇
常規變電站的二次設備主要由繼電保護、就地監控(測量、控制、信號)、遠動、故障錄波等裝援組成。隨著微機技術的發展和在電力系統的普遍應用，近年來，這些裝置都開始采用微機型的，即微機保護、微機監控、微機遠動等。這些微機裝置盡管功能不一，但其硬件配置卻大體相同，裝置所采集的量和要控制的對象許多是共同的。但由于這些設備分屬不同的專業，加上管理體制上的一些原因，在變電站上述各專業的設備出現了功能重復、裝置重復配置、互連復雜等問題。這就迫切需要打破各專業分界的框框，從全局出發來考慮全微機化的變電站二次設備的優化設計，這便提出了變電站綜合自動化的問題。
變電站自動化是將應用控制技術、信息處理和通信技術，通過計算機軟、硬件系統或自動裝置代替人工進行各種運行作業，提高變電站運行、管理水平的一種自動化系統。它包括綜合自動化技術、遠動技術、繼電保護技術及變電站其他智能技術。 變電站綜合自動化利用微機技術將變電站的二次設備(包括控制、信號、測量、保護、自動裝置、遠動裝置)經過功能的重新組合和優化設計，構成了對變電站執行自動監視、測量、控制和協調的綜合性自動化系統。它是計算機、自動控制、電子通訊技術在變電站領域的綜合應用，它具有功能綜合化、結構微機化、操作監視屏幕化、運行管理智能化等特點。 變電站綜合自動化系統以全微機化的新型二次設備替代常規設備，盡量做到硬件資源、信息資源共享。用不同的模塊軟件實現常規設備的各種功能，用計算機局域網代替大量信號電纜的連接，用主動模式代替常規的被動模式，簡化了變電站二次部分的硬件配置，減輕了安裝施工和運行維護工作量，降低了變電站總造價和運行費用，使變電運行更安全、可靠，為提高運行管理自動化水平打下了基礎。
第2章 原因
使變電站綜合自動化成為電力系統自動化的發展方向原因有兩個方面：一是隨著電力系統的發展，對變電站保護和監控的要求發生了很大的變化，而現有的常規保護和監控系統漸漸不能滿足要求;二是變電站現有的常規保護和監控系統設計本身具有很多缺點和不足。
2.1. 對變電站保護和監控的要求的變化
? 繼電保護要求的變化
當前的電力系統具有電網規模大、電壓等級高和機組容量大的特點。為了最大限度的發揮電網的經濟性，電力系統越來越多地運行在其穩定極限附近。這就要求一旦發生故障，繼電保護裝置能更快地切除故障。
220KV及以上的超高壓輸電線路要求的典型故障切除時間?30ms，嚴重故障時要求故障切除時間更短;母線保護要求內部故障切除時間?10ms，能自動識別母線運行方式并作出相應調整，能在近端外
- 1算機網絡技術的長足發展，集變電站二次功能于一身的變電站綜合自動化系統已越來越明顯的成為變電站自動化發展的趨勢。
國外從70年代末80年代初就開始進行保護和控制綜合自動化新技術的開發和試驗研究工作。到目前為止，各大電力設備制造公司都陸續推出了系列化產品。90年代以來，世界各國新建變電站大部分采用了變電站綜合自動化系統。我國在70年代初期便先后研制成電氣集中控制裝置和“四合一”集控臺。隨著微機技術在電力系統應用的日益成熟，80年代中期，我國亦開始研究變電站綜合自動化技術。尤其是近年來，國內變電站綜合自動化技術也得到了飛速的發展，下面就國內外變電站綜合自動化技術的現狀與發展作一總結和分析。
第3章 國內外變電站綜合自動化技術發展概況
3.1. 國外變電站綜合自動化系統概況
國外從70年代末、80年代初就開始進行保護和控制綜合自動化系統的新技術開發和試驗研究工作。如由美國西屋電氣公司和美國電力科學研究院(EPRI)聯合研制的 SPCS變電站保護和控制綜合自動化系統，由日本關西電力公司與三菱電氣公司共同研制的 SDS— I、II保護和控制綜合自動比系統從1977一1979年進行了現場試驗及試運行，8O年代初已交付商業應用。目前，日本日立、三菱、東芝公司，德國西門子公司(SIEMENS)、 AEG公司，瑞士 ABB公司，美國通用電氣公司(GE)、西屋電氣公司(Wesing house)，法國阿爾斯通公司(AL—STHOM)，瑞士 Landis&Gyr公司等國際著名大型電氣公司均開發和生產了變電站綜合自動化系統(或稱保護與控制一體化裝置)，并取得了較為成熟的運行經驗。其主要特點為：系統一般采用分層分布式，系統由站控級和元件/間隔級組成，大部分系統在站控級和元件/間隔級的通信采用星形光纖連接，繼電保護裝置下放到就地，主控制室與各級電壓配電裝置之間僅有光纜聯系，沒有強電控制電纜進入主控制室，這樣節約了大量控制電纜，大大減少對主控制室內計算機系統及其他電子元件器的干擾，提高了運行水平和安全可靠性。
3.2. 國內變電站綜合自動化技術發展現狀和趨勢
我國變電站綜合自動化技術的起步發展雖比國外晚，但我國70年代初期便先后研制成電氣集中控制裝置和“四合一”裝置(保護、控制、測量、信號)。如南京電力自動比設備廠制造的 DJK型集中控制裝置，長沙湘南電氣設備廠制造的 WJBX型“四合一”集控臺。這些稱之為集中式的弱電控制、信號、測量系統的研制成功和投運為研制微機化的綜合自動化裝置積累了有益的經驗。70年代末 80年代初南京電力自動比研究院事先研制成功以 Motorola芯片為核心的微機 RTU用于韶山灌區和鄭州供電網，促進了微機技術在電力系統的廣泛應用。1987年，清華大學在山東威海望島35KV變電站用3臺微型計算機實現了全站的微機繼電保護、監測和控制功能。之后.隨著1988年由華北電力學院研制的第1代微機保護(O1型)投入運行，第2代微機保護(WXB—11)1990年4月投入運行并于同年12月通過部級鑒定。較遠動裝置采用微機技術滯后且更為復雜的繼電保護全面采用微機技術成為現實。至此，隨著微機保護、微機遠動、微機故障錄波、微機監控裝置在電網中的全面推廣應用，人們日益感到各專業在技術上保待相
- 3
第2種類型早期的變電站綜合自動化系統多為集中式，由一臺或兩臺計算機完成變電站的所有繼電保護、測量監視、操作控制、中央信號數據通信和記錄打印等功能。系統各功能模塊與硬件無關，采用模塊化軟件連接來實現，集中采集信息，集中處理運算。具有工作可靠、結構簡單、性價比高等優點，但可擴充性、可維護性差。
調度主站系統調制解調器V20CPU板系統支持板漢字庫板鍵盤接口板S T D B U S后臺機A/D轉換板開關量輸入板開關量輸出板電量變送器斷路器繼電器 第3種類型為從硬件結構上按功能對裝置進行了劃分，摒棄了集中式單 CPU結構而走向分散，系統由數據采集單元(模擬量、開關堡、脈沖量)，主機單元(總控單元)、遙控執行單元、保護單元組成。各功能單元(設備)通過通信網絡等手段實現有機結合，構成系統。該類系統可替代常規的保護屏、控制屏、中央信號屏、遠動屏、測量儀表等。它具有較強的在線功能。各種功能比較完善，且人機界面較好。但系統仍然比較復雜，聯結電纜較多，系統可靠性不太高。這類系統雖然做到了一定程度上的分散(功能分散)，但沒有從整體上來考慮變電站綜合自動化系統的結構、一般僅是監控系統和保護系統簡單的相加。由于我國保護和遠動分屬不同的部門和專業。故我國目前的大多數綜合自動化系統均屬此類結構系統。這類系統一般稱為分散式系統或第2代綜合自動化系統，是一種過渡方案。
第4種類型系統是采用國際上成熟的先進設計思想，引入了站控級和間隔級概念，系統采用分層分布式結構。設備分變電站層設備(站控級)和間隔層設備(間隔級)。間隔層設備原則上按一次設備組織，例如 l條線路、 l臺主變壓器。每一間隔層設備包括保護、控制、測量、通信、錄波等所有功能。設計的原則是：凡是可以在本間隔層設備完成的功能，盡量由間隔層設備就地獨立處理，不依賴于通信網和變電站層設備。變電站層設備是通過間隔層設備了解和掌握整個變電站實時運行情況、并通過間隔層設備實現變電站控制，它還負責站內信息收集、分析、存儲以及與遠方調度中心的聯系，這類系統實現了信息資源的共享以及保護、監控功能的綜合化，大大簡化了站內二次回路，它完全消除了設備之間錯綜復雜的二次電纜。由于間隔層設備可放在開關柜上或放置在一次設備附近，從而可大大縮小主控制室面
- 567方調度中心或集控中心，及時診斷出故障模塊并自動切換。系統還應具有程序出格時的自恢復和保護出口閉鎖功能。
4.6. 遠程診斷和遠程維護
遠程診斷和遠程維護是伴隨著計算機網絡技術發展起來。遠程診斷是生產廠家通過網絡與變電站的系統通信，由專家遠方監視運行和查找系統故障的一種新的診斷技術。遠程維護包括調取修改參數、調取故障錄波數據，調試時可遠方下載規約程序等。
4.7. 變電站內交直流用電系統和直流用電系統
站內交直流用電系統應能遙控、遙測、電源自動投切。充電機操作可遙控和就地，并可實現自動均充、浮充等多種運行方式。直流系統電壓可手調或遠調，并具有運行參數、故障報警、絕緣監測、實時采集、與監控系統通信等自動功能。 遠程診斷和遠程維護
4.8. 變電站的在線監測
變電站的在線監測是集高電壓技術、測試技術、材料(特別是絕緣材料)技術、計算機技術、通信技術為一體的綜合性科學技術?，F階段由于它造價較高，所以實際應用很少，估計將來它應該是變電站綜合自動化系統必不可少的重要組成部分。
變電站的在線監測主要由以下幾個部分構成： ? 變電站內設備聲音的遠方監聽
變電站值班人員要經常巡視站內設施，主要靠耳聽和眼看來發現異常。利用多媒體技術，可將高保真度的聲音傳送到遠方調度中心或集控中心。 ? 變電站內設備聲紋變化的模式識別
變電站設備在正常運行時都在發出不同的聲音，而且在故障時會引起聲音的改變，例如開關的操作機構卡死引起的聲音改變，雨天污穢絕緣子引起的電暈聲和局部放電聲的改變。借助于人工神經元網絡技術，對變電站設備聲紋的變化進行監測，可達到故障識別的目的。 ? 變電站設備的圖象監測
? 紅外線圖象法，主要是局部測溫和設備溫度分布測量 ? 工業電視監測圖象的多點自動錄象
利用多媒體技術和靜止圖象壓縮技術(JPEG)，在監測到變電站內被監測畫面產生突變時自動保存畫面突變前后的圖象，并用公用電話網向預定的電話號碼自動撥號送出圖象。 ? 在線監測專家系統
變電站綜合自動化管理論文范文第3篇
1 變電站綜合自動化系統基本結構及特點
1.1 變電站綜合自動化系統基本結構
1.1.1 集中式系統結構
集中式一般采用功能較強的計算機并擴展其I/O接口, 集中采集變電站的模擬量和數量等信息, 集中進行計算和處理, 分別完成微機監控、微機保護和自動控制等功能。由前置機完成數據輸入輸出、保護、控制及監測等功能, 后臺機完成數據處理、顯示、打印及遠方通訊等功能。
1.1.2 分布式系統結構
按變電站被監控對象或系統功能分布的多臺計算機單功能設備, 將它們連接到能共享資源的網絡上實現分布式處理。其結構的最大特點是采用主、從CPU協同工作方式, 各功能模塊如智能電子設備之間采用網絡技術或串行方式實現數據通信, 將變電站自動化系統的功能分散給多臺計算機來完成。各功能模塊 (通常是多個CPU) 之間采用網絡技術或串行方式實現數據通信, 選用具有優先級的網絡系統較好地解決了數據傳輸的瓶頸問題, 提高了系統的實時性。
1.1.3 分散 (層) 分布式結構
分散 (層) 分布式結構采用“面向對象”設計。所謂面向對象, 就是面向電氣一次回路設備或電氣間隔設備, 間隔層中數據、采集、控制單元 (I/O單元) 和保護單元就地分散安裝在開關柜上或其他一次設備附近, 相互間通過通信網絡相連, 與監控主機通信。目前, 此種系統結構在自動化系統中較為流行。
1.2 變電站綜合自動化系統特點
1.2.1 功能綜合化
按變電站自動化系統的運行要求, 綜合考慮二次系統的功能, 進行優化組合設計, 以簡化變電站二次設備的硬件配置, 避免重復設計 (如計量、遠動和當地監測系統功能的重復設計) , 以達到信息共享。以達到整個系統性能指標的最優化。表現在以下幾點。
(1) 簡化變電站二次設備的硬件配置, 盡量避免重復設計。如遠動裝置和微機監測系統功能的重復設置, 沒有達到信息共享。
(2) 簡化變電站各二次設備之間的互聯線, 節省控制電纜, 減少PT、CT的負載。力爭克服以前計量、遠動和當地監測系統所用的變送器各自設置, 不僅增加投資而且還造成數據測量的不一致性。
(3) 保護模塊相對獨立, 網絡及監測系統的故障不應影響保護功能的正常工作;對于110k V及以上電壓等級變電站, 由于其重要程度, 應考慮保護、測量系統分開設置;而對于110k V以下低壓變電站, 就目前的技術應用水平及工程應用角度而言, 可以考慮將保護與測控功能合為一體的智能單元, 這樣不但利于運行管理及工程組合, 而且降低投資成本。
(4) 減少安裝施工和維護的工作量, 減少總占地面積, 降低總造價或運行費用。
(5) 提高運行的可靠性和經濟性, 保證電能質量。
(6) 有利于全系統的安全、穩定控制。
1.2.2 系統數字化及模塊化
保護、控制、測量裝置的數字化, 有利于通過通信網絡將各功能模塊連接起來, 便于接口功能模塊的擴充及信息共享。
1.2.3 操作監視屏幕化
當變電站有人值班時, 人機聯系在當地監控系統的后臺機 (或主機) 上進行;當變電站無人值班時, 人機聯系在遠方的調度中心或操作控制中心的主機 (工作站) 上進行。但不管哪種方式, 操作維護人員面對的都是電腦屏幕。
1.2.4 運行管理智能化
智能化的含義不僅是能實現許多自動化的功能, 例如:電壓、無功自動調節, 不完全接地系統單相接地自動選線, 自動事故判別與事故記錄, 事件順序記錄, 制表打印, 自動報警等, 更重要的是能實現故障分析和故障恢復操作智能化, 實現自動化系統本身的故障自診斷、自閉鎖和自恢復等功能, 這對于提高變電站的運行管理水平和安全可靠性是非常重要的, 也是常規的二次系統所無法實現的。
變電站綜合自動化是實現無人值班 (或少人值班) 的重要手段, 不同電壓等級、不同重要性的變電站其實現無人值班的要求和手段不盡相同。但無人值班的關鍵是通過采取種種技術措施, 提高變電站整體自動化水平, 減少事故發生的機會, 縮短事故處理和恢復時間, 使變電站運行更加穩定、可靠。
2 運行人員要求
運行人員應積極適應和學習綜合自動化新技術, 并在日常運行和故障處理中熟練運用。要想維護、管理好變電站綜合自動化系統, 要成立一支專業化的隊伍, 培養出一批能跨學科的復合型人才, 加寬相關專業之間的了解和學習。
2.1 技能要求
目前, 綜合自動化變電站通常包含計算機監控、保護和故障錄波信息管理、微機“五防”和圖像監控等子系統, 所以運行人員必須具備足夠的計算機、網絡知識, 能夠熟練應用操作系統和相應軟件, 并能進行簡單的配置。
2.2 設備巡視要求
綜合自動化變電站的設備巡視應包含“實設備”和“虛設備”的巡視, 即巡視中不僅要巡視查看每個具體的裝置, 還要對監控后臺系統中的全部信號 (光字牌或遙信表) 、遙測量、通信工況、歷史報警信息、畫面刷新等進行定期巡視檢查。綜合自動化變電站監視信號多, 一旦漏掉某一個報警信號, 該報警很可能長期存在, 直至釀成事故, 因此應定期進行全面報警信號巡視檢查。
3 常見問題及系統設計改進
3.1 告警信息不直觀
系統運行人員不能直觀地從告警信息中看出動作原因, 往往需要從一連串信息中查找, 而告警信息窗口不斷滾動, 運行人員不能迅速判斷, 延誤了事故原因查找和處理時間。對此, 解決措施是將所有模擬量和狀態量變位進行分類, 并用顏色加以區分, 當變電站運行出現異常時, 監控系統將各量分類提供給運行人員, 便于其直觀地查看各類告警信息。
3.2 抗干擾能力差
變電站電氣設備的操作、雷電引起的浪涌電壓、電磁波輻射以及輸電線路故障所產生的瞬間過程等會對變電站綜合自動化系統或其它電子設備產生電磁干擾, 從而引起自動化系統工作異常。因此應合理設計線路布局和制造工藝, 隔離模擬量和開關量的輸入、輸出;二次布線時, 采用隔離減少互感耦合, 避免由互感耦合侵入的干擾造成誤發信號或微機工作出錯。
3.3 信息傳遞不暢通
后臺監控及界面接線圖設備狀態與現場實際不符, 不能及時隨一次設備作狀態變化, 從而阻礙運行人員正常操作。對此應完善系統定時自檢、自診斷、自恢復處理功能, 保持通信暢通, 必要時設置并啟動備用通道, 刷新遙信變位。
4 結語
變電站自動化是一個系統工程, 要實現變電站自動化的功能, 還有許多技術問題需要攻關解決, 我相信在不遠的將來變電站自動化系統, 會不斷地完善和改進相應地推出各具特色的變電站綜合自動化系統, 以滿足電力系統發展的要求。
摘要：本文就電站綜合自動化系統的特點, 變電運行人員的要求及變電站綜合自動化系統常見問題處理辦法進行了簡單的分析。
關鍵詞：變電站,綜合自動化系統,結構,故障
參考文獻
[1] 謝斌.變電站綜合自動化系統的應用[J].電工技術, 2010, 1.
變電站綜合自動化管理論文范文第4篇
變電站綜合自動化的設備改造需分為2次:首先, 先建立自動化設備在線監測系統與變電站自動化系統集成。在線監測系統和變電站自動化系統集成的改造可以提高高壓電氣設備的運行可靠性, 而且可以實現真正意義上的變電站無人化操作。其次, 繼續提高變電站設備的電腦智能化水平, 引入PLC技術, 實現變電站從多人操作到少人操作、從少人操作到無人電子操作配合規律巡視的平穩過渡:變電站的電腦設備引入先進的WEBServer技術和防火墻技術, 使變電站的運行管理人員可通過Internet/lntranet實現遠程訪問和維護;結合無線通信工程, 綜合考慮變電站的調度通道等一系列的問題。
2 變電站綜合自動化設備的改造方案
(1) 系統一般采用雙機冗余模式, 分為站級層和間隔層2層。RTU兼做監控系統控制、測量模塊方案該方案是在保留原遠動裝置基礎上進行的升級換代以及擴容改造。系統以電腦監控系統為核心, 與站級層構成雙主機冗余備份系統, 間隔層按功能單元劃分, 綜合遙調、遙測、遙信、遙控、通訊于一體。
(2) 全監控方案, 采用分層布置方式, 變電站保護和測控既融合又相互獨立。保護裝置工作不受測控和外部通信的影響, 確保保護的安全性和可靠性;同時可以實現信息共享, 為變電站綜合自動化提供了完整的解決方案。該系統可分為以下3層。
(1) 變電站層采用間隔層和通信層分布式系統結構, 由遠動、就地監控、“五防”主站組成。遠動及就地監控均采用雙機備用, 增加可靠性。該層為變電值班人員、調度運行人員提供變電站監視、控制和管理功能。
(2) 間隔層測控單元組、保護單元屏布置于主控室。測控單元采用World Fl P高速現場總線組網, 保護單元采用485口接入保護信息管理系統。
(3) 通信層支持全以太網雙網結構。雙網采用均衡流量管理, 有效地保證了網絡傳輸的實時性和可靠性。通信協議采用電力行業標準規約, 可方便地實現不同廠家的設備互連。支持不同的規約向不同的調度所或集控站轉發不同的信息報文。支持GPS硬件對時網絡。
3 變電站自動化改造中所需要注意的一些問題
3.1 變電站的事故信號的統一改造
當事故信號的問題在常規控制方式的變電站中, 運行發生事故時變電站將產生事故報警音響并經過遠動設備向調度自動化系統發出事故信號, 調度自動化系統采用這個事故信號啟動事故相應的處理軟件 (推出事故畫面、啟動報警音響等) 。由此可以看出, 事故信號在變電站的自動化操作中是非常重要的一個信號, 尤其是在無人值守的變電站中, 因為監控中心運行調度工作人員在同一時間內需要監控多個變電站的工作運行狀態, 因而變電站的事故信號也就成為了監控中心運行調度人員中止手頭上的工作進而進入故障處理的重要信號。
以往使用計算機遠動設備和保留控制屏幕的無人值守變電站里, 通常產生事故信號的方法是在控制回路里加上一個雙位置的記憶繼電器, 這種產生事故信號的辦法多年前在使用RTU的無人值守改造工程中經常使用, 事故信號的產生方式和控制屏操作KK開關與實際開關的位置不對應相同。而在110kv變電站事故信號的生成原理與RTU無人值守變電站的產生方法相類似。都是在回路上將操作回路里的KKJ繼電器的后結合點與斷路器位置信號點進行串聯, 從而能夠形成一個電器單元的事故信號, 這樣在監控系統中僅僅需要把各電氣單元的事故信號輸入軟件或者進行有序運算就能成為整個變電站的事故信號。
3.2 變電站的電力系統統一時鐘改造
隨著變電站的自動化程度日漸提高整個運行系統中的時鐘同步問題就開始變得受關注起來。只有把時間統一, 才能夠形成全站系統在gps時鐘同步下開始運行監控以及事故后的故障分析, 在需要了解和分析事故發生原因和過程時, 更是可以通過查看各個節點開關的動作順序作為依據。因此同步時鐘是保障電網系統安全運行的的重要措施。
因為變電站中的自動化設備會來自不同的生產廠家, 各個廠家的接口種類繁多各種裝置的數量也不盡相同, 因而我們在實際的操作中經常會遇到諸如GPS對時接口和需要接受對時的設備接口無法通信的問題。因此在設計時, 設計人員就應該對各種設備的接口問題進行統籌考慮。特別是保護測控裝置和其他智能設備與后臺監控設備之間的接口問題。因為變電站綜合自動化改造后, 組網方式往往是以以太網的形式出現, 而大部分廠商的舊設備上只有串行接口或者PS485接口, 或者在與其他廠家的設備需要通信的時候, 因為協議的不兼容導致了通信失敗。所以上述的問題都需要在設計之初對需要訂購的設備進行統籌安排合理設計, 在必要的時候增設協議轉換設備, 從而避免出現接口無法對接的情況發生。
3.3 變電站中監控系統改造的穩定性問題
在變電站綜合自動化改造完成后, 不論變電站是否有人值守, 操作人員不論是否在變電站內或是不在主控站內調度室內, 也都能夠通過顯示器對所有的變電站進行全方位的監控和操作。因而變電站內的監控系統是不是能夠長時間保持穩定、無故障的運行, 就成為了提高變電站運行管理水平的關鍵因素了。
在變電站自動化改造完成后, 許多的運行維護任務都需要通過計算機來完成。但是因為綜合自動化裝置的硬件更新升級速度非?？? 因此選擇的設備有可能在短時間內就成為落伍的產品。而監控軟件由于涉及的局限性只有在運行中才能發現BUG, BUG也容易導致監控工作不能夠正常運行。從而影響了變電站系統的安全運轉。隨著各類綜合自動化技術的不斷提高, 以上的問題都會逐步得到解決。同時也需要設計人員要及時學習了解各類硬件設備。在選擇綜合自動化產品以及所需的后臺監控系統設備時候, 能夠進行綜合考量。統籌各方面的因素, 選擇一款程序運行穩定性高, 功能齊全的綜合自動化產品。
4 結語
變電站的綜合自動化是未來變電站發展的必然的道路, 綜合自動化變電站的優越性在供電質量、變電站安全性、變電站可靠性的運行方面都會有較好的表現。
摘要：現代的變電站主要是利用計算機技術、電子技術、無線通訊、網絡通信及電子脈沖信號處理技術, 配合電子閉路監視、控制、測量、保護以及遠程通信調度一系列的綜合自動化技術。在經濟改革的近10年中, 商業活動和國民經濟高速增長, 因此, 對于變電站的改造也要與此同步進行, 以適應當今社會高速發展的需求。
變電站綜合自動化管理論文范文第5篇
1 變電站通信技術的發展與現狀
從20世紀90年代初開始, 變電站自動化通信系統先后采用了多種通信方案, 經歷了點對點通信、RS485總線和現場總線技術的變革, 而伴隨著變電站自動化系統的發展, 其標準化通信協議體系正在經受著IEC60870-5系列標準向IEC61850系列標準的變遷。目前, 在變電站自動化領域, 正刮起一陣研究應用嵌入式以太網技術和IEC61850系列標準的浪潮。
星型通信系統是分散式變電站自動化系統早期常使用的一種點對點的通信系統, 它以安裝于控制室的計算機為中心點, 通過通信介質與分散在每一個開關柜上的監控I/0設備和保護設備連接, 形成一對多的連接形式。星型網絡為不平等的網絡, 它極易形成瓶頸, 并且通信速率和靈活性都很低。
總線型通信系統了克服星型連接的不足, 它在變電站自動化系統中有多種應用形式, 常見的有MODBUS或者RS485總線以及現場總線技術?；谇懊鎯煞N技術的通信系統在國內早期的變電站自動化系統中使用地較多, 它采用一個主站對多個從站的通信方式。應用中, 它存著實時性差、各個從站之間無法直接通信和抗干擾糾錯能力較差等缺點。
現場總線技術具有組網方便和抗干擾能力強等特點, 變電站自動化領域使用較多的是LonWorkS網絡和CAN總線。LonWorkS現場總線技術是一種基于嵌入式神經元的總線技術, 可以很容易地組成對等/主從式、決策設備/傳感器總線等現場總線通信系統, 它的通信速率最高可達2.5Mbps?？紤]到變電站內部二次設備分散安裝距離遠的特點, 一般選用78kbps的通信速率, 此時的通信距離可達2700m, 基本上可以滿足目前中、低壓變電站自動化系統在通信速率和通信距離的要求。
采用CAN總線技術實現的變電站自動化系統有易于實現雙網備用、信息優先級豐富、抗干擾能力強和成本低等特點。CAN總線的通信效率最高可達1Mbps, 但是考慮到保護裝置分散安裝對網絡通信距離的要求, 網絡的實際通信速率一般只有100kbps左右。CAN總線的傳輸幀很短, 有效數據最多只有8個字節, 因此在變電站自動化系統中, 必須使用多幀傳輸, 效率較低, 它一般用于網絡節點數目不多的中、低壓變電站自動化系統。
用現場總線來做通信網, 從工程實踐來看是較成功的, 但是變電站自動化技術向超高壓大型變電站發展, 現場總線的一些局限性逐漸暴露出來, 難以滿足高壓、超高壓大型變電站自動化系統的要求。隨著計算機軟、硬件技術的發展, 工業控制領域出現了嵌入式技術, 這使設計者在設計變電站自動化通信系統時, 可以在單片機系統上實現嵌入式以太網通信。以太網具有網絡速度快, 帶寬較寬, 與后臺監控CP機、工作站等接口方便的特點, 能夠較好地滿足大型高壓變電站自動化系統對通信網的要求。目前, 嵌入式以太網技術是變電站自動化通信系統的熱點和方向。
2 變電站自動化通信系統通信協議的發展及其現狀
早在1987年, 德國電力行業協會就為電子制造協會制定了關于數字式變電站自動化系統的推薦草案, 使它成為IEC TC57工作組在起草保護與控制標準時的參考。國際電工委員會第57次技術委員會 (IEC TC57) 為配合變電站自動化方面的發展, 成立了“變電站控制和保護接口”工作組, 負責起草該接口的通信標準, 該工作組于2002年1月向IEC秘書處提交了變電站內通信規約IEC60870-5, 為變電站內控制與保護之間的通信提供了一個國際標準。
IEC60870-5系列協議借鑒了網絡通信協議的分層技術將協議分為鏈路層和應用層兩層, 其中鏈路層由IEC60870-5-1和IEC60870-5-2描述;應用層的基礎部分由IEC60870-5-3、IEC60870-5-4和IEC60870-5-5描述。IEC60870-5系列協議根據應用領域定義了一系列配套標準:IEC60870-5-101用于常規遠動;IEC60870-5-102用于電能計量信息的接入;IEC60870-5-103用于變電站內保護和測量信息的接入;IEC60870-5-104是將IEC60870-5-101用在TCP/IP網絡協議之上的擴展協議。目前國內普遍采用的網絡103協議就是采用IEC60870-5-104協議的APCI裝載IEC60870-5-103協議的ASDU實現信息在變電站內以太網上傳輸。IEC60870-5系列既涉及繼電保護設備的對外信息接口, 又涉及與主站系統的通信以及電能計量。由此可見, IEC60870-5協議通信協議對規范變電站自動化系統設計有重要的意義。
UCA即公共設施通信協議是美國電科院主持制訂的一套通信協議, 它的主要部分被國際電工委員會采用, 成為IEC61850系列標準的一部分, 它所使用的方法論如面向對象建模技術、MMS技術等先進技術為IEC61850的制訂產生了重要的影響。
隨著通信技術和信息處理技術的進一步發展, 變電站自動化領域急需要有與它們相應的國際標準, 為此1995年國際電工委員會第57技術委員會專門成立3個工作組 (WG10, WG11和WG12) 制訂IEC61850, 其中WG1O工作組負責變電站數據通信協議的整體描述和總體功能要求, WG11工作組負責變電站層數據通信協議的定義, WG12工作組負責間隔層數據通信協議的定義。IEC TC57和美國電科院及IEEE在1998年2月5日開會達成共識:IEC負責制訂變電站自動化系統通信網絡和系統的標準。IEC TC57的三個工作組參考和吸收了己有的許多標準, 其中主要有IEC60870-5-103、U C A 2.0和I S O/I E C 9 5 0 6制造報文規范MMS, 它們在IEC61850中都有不同程度的引用和反映。
1999年3月, IEC TC57技術委員會頒布了IEC61850草案。IEC61850是國際上關于變電站自動化系統的第一個完整的通信標準體系, 與傳統的通信協議體系相比, 技術上IEC61850有很多新的特點, 如使用面向對象建模技術制訂協議, 使用分層、分布式通信體系, 使用S技術和具有互操作性等。
目前, 關于IEC61850協議的研究是變電站自動化通信領域的熱點之一。這個體系在總結了這些年國外變電站自動化技術發展經驗的基礎上, 從保護、監視和控制這三大功能入手, 對變電站自動化系統的通信問題作了深入的分析和研究, 以解決互操作性問題, 從整體上對變電站自動化系統的信息傳輸和處理方式給出規范和指導。
隨著變電站自動化技術從中、低壓變電站系統向高壓、超高壓變電站系統發展, 變電站自動化系統要監視和控制的對象數目劇增。例如在110k V的中壓變電站自動化系統中, 遙信對象一般不超過6 0 0個, 遙控對象一般不超過3 0 0個, 而在2 2 0k V的高壓變電站自動化系統中, 遙信對象一般會超過2000個, 遙控對象會超過1000個。另一方面, 高壓、超高壓變電站自動化系統會使用比中、低壓系統更多的數字式繼電保護等智能化電子設備, 這些設備需要通過內部通信網絡傳輸大量的遙測、故障錄波等信息, 特別是在發生故障時需要傳輸的信息量會更大, 這一切都決定了高壓、超高壓變電站自動化系統內部通信量要比中、低壓變電站自動化系統的通信量大的多。因此高壓、超高壓變電站自動化系統對變電站自動化通信系統提出了更高的技術要求, 同時促使了中、低壓變電站自動化通信系統向以太網技術的變遷。
但是目前變電站自動化系統的間隔層設備硬件平臺配置一般較低, 例如保護裝置一般使用16位的單片機如Intel公司的80296SA單片機為主處理器, 考慮到產品的成本、兼容性、可靠性以及開發周期等問題, 通常沒有引入嵌入式操作系統及其TCP/IP協議實現。為了滿足在無操作系統情況下, 在低硬件配置平臺上實現以太網通信的要求, 要實現TCP/IP協議。
在國外, 一些著名的大公司己經把嵌入式以太網技術應用于它們推出的變電站自動化系統中, 如GE公司將以太網接口做在了保護裝置中, GE-HARRIS公司推出了帶雙以太網接口的測控單元裝置, ABB也推出了帶以太網接口的間隔控制器。在國內, 嵌入式以太網也開始進入變電站自動化系統中, 一些公司己經將IEC60870-5-103應用于變電站內, 并采用以太網技術進行信息傳輸, 這種方案成功用于北京500kV房山變電站、北京2 2 0 k V定福莊變電站和包頭1 1 0 k V石拐變電站等幾十座35k V~500k V電壓等級變電站中。
摘要：變電站自動化技術的關鍵是通信技術的實現。本文通過對變電站通信技術發展和現狀分析、對通信協議的發展和現狀分析以及變電所自動化系統的一些特點分析得出嵌入式以太網技術在今后的變電所自動化系統中將得到廣泛的應用。
關鍵詞：變電站,通信技術,通信協議
參考文獻
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變電站綜合自動化管理論文范文第6篇
1 課程改革的必要性
《變電站綜合自動化系統》在傳統教學中主要是老師講、學生聽的教學模式, 課程體系中內容側重于變電站綜合自動化基本原理和工程理論的傳授, 涉及的運行知識也是針對某個具體設備或系統, 內容分散。實踐環節也基本上是演示性, 實驗教學只是作為理論教學的輔助教學手段以促進對課程的理解和學習, 對學生動手能力的培養非常有限, 教學效果往往無法達到預期目的, 所培養的畢業生的職業能力與現場實際需求不能完全吻合。隨著教育改革的發展, 這種教學模式漸漸不再適應新的教學形勢, 必須全面推進課程體系改革, 徹底改革傳統的學科體系課程模式, 構建基于工作過程的高職課程體系。筆者及課程組全體教師對基于工作過程的《變電站綜合自動化系統》教學方法改革, 進行了探索與研究, 將學生以小組為單位組成團隊, 以項目為主線組織教學內容, 在教學單元的組織上按照“資訊、決策、計劃、實施、檢查和評估”六步完整的行動過程 (六步法) 來進行教學, 形成了比較完善的綜合實訓體系和教學方法, 并取得了較好的效果。目前該課程被評為教育部高職高專電力教學指導委員會精品課。
2 課程改革思路
(1) 成立校企結合專業指導委員會。
由專業骨干教師、現場專家、企業技術人員組成專業指導委員會, 共同制定課程標準, 并根據人才市場、企業生產實際的變化進行動態修訂。
(2) 以培養學生職業能力為主線構建課程標準。
在構建課程內容體系時, 深入企業與企業專家共同研討分析專業覆蓋崗位的典型工作任務及能力需求, 以使教學內容滿足企業要求, 貼近生產實際。
(3) 基于工作過程和工作情景的教學過程。
課程組教師深入華北電網及河北省南部電網等多家供電企業, 結合變電站綜合自動化生產實際設置了6個學習情景及12個典型工作任務, 在教學中基于工作過程, 以工作任務為載體, 以完成工作任務為目標, 通過資訊、決策、計劃、實施、檢查、評價“六步法”教學, 使學生掌握相關的知識和技能, 訓練完整的思維過程, 培養良好的職業素養, 做到在工作過程中學習, 在學習中培養職業技能。每一個工作任務均由任務載體、教學目標、教學內容、知識鏈接、情景訓練和內容拓展六部分組成, 并貫穿于理論實踐一體化教學之中。
(4) 教學中強化職業技能培養。
教學中結合變電站運行工況、值長及值班員工作標準、班組運行日志等內容, 強化、加深學生的職業技能。
3 課程教學設計
傳統的職業教育模式下教學與生產實際相互脫離, 理論學習與實踐訓練相互脫離。而工作過程導向的課程開發著眼于培養學生的職業技能, 教學內容指向具體職業的工作任務和工作過程, 在教學設計上注重分解、揚棄傳統職業教育的學科體系, 以重構理論與實踐相結合的一體化職業教育模式。
情景教學則是針對上述設計思想, 在學習領域課程實施中一種效果良好的教學設計方法。情景教學根據工作任務和工作過程, 對能力目標和學習內容進行分解, 將課程分解為若干相互關聯的項目化、任務化學習單元, 將所有任務所包含的知識總量等于該學習領域的知識總量, 將知識、技能和環境緊密結合在一起, 真正實現了理論與實踐的有機結合, 不但培養了學生的專業能力、方法能力、管理能力, 社會能力的培養也蘊含在其中, 使學生真正獲得了綜合職業能力。
因此在課程的教學實踐中, 按照工學結合的要求, 充分體現“學習的內容就是工作, 通過工作完成學習的教學理念”, 設計了變電站綜合自動化系統的學習情境和典型工作任務。
需要強調的是, 學習情景設計需要根據生產實際, 學生學習情況不斷反饋、驗證, 實施一段時間要對所設計的學習情景重新審視、設計, 檢查所設計的學習情景是否達到了學習領域的目的要求并進行及時的修正。
4 課程教學實踐
下面以“變電站綜合自動化系統操作”為例簡述課程教學設計理念、情景教學實踐。
教師通過崗位調研、任務分析, 確定行動領域及學習領域, 構建變電站綜合自動化系統操作的學習情境, 制定學習情境實施計劃。學生以小組為單位, 根據學習情境實施計劃, 獲得針對工作任務的資料, 根據相關信息, 制定變電站綜合自動化系統操作方案, 詳細計劃工作過程和施工步驟, 并進行變電站綜合自動化系統操作的過程管理及質量評定, 任務完成后每組撰寫一份技術報告。
變電站綜合自動化系統操作項目完成后, 要求學生掌握的能力如下。
專業能力目標:培養學生規范的執行綜合自動化變電站工作流程, 用監控系統進行倒閘操作、對保護及測控裝置操作的工作能力。
方法能力目標:培養學生文件資料的收集與整理、制定工作計劃、檢查與評價、用所學知識分析問題解決問題的能力。
社會能力目標:培養學生溝通及團隊協作、勇于創新的工作作風、質量意識、安全意識、環保意識和社會責任心。
項目實施過程中, 采用引導文教學法、項目教學法、角色扮演等, 真正做到教、學、做一體化。教學條件與資源主要有:圖書館資料室、實訓室設備、教材與參考資料、學習情境實施計劃、學習工作任務單、技術報告、小組及個人評價表。
基于“六步法”的變電站綜合自動化系統操作教學過程, 具體實施如下。
(1) 資訊。
學生通過不同途徑如說明書、校本教材、圖書館、學習情境實施計劃、網絡等對信息進行采集, 并對信息進行篩選和處理。學生分成4~6個小組, 教師下達變電站綜合自動化的操作任務。 (綜合自動化變電站操作的工作流程, 開工作票、操作票。自動出票系統的使用、五防系統的使用。用監控系統進行倒閘操作。對微機保護裝置、測控裝置投退操作。)
(2) 決策及計劃。
在決策中教師提供幫助、建議, 保證決策的可行性。教師對學生制定的工作計劃進行小組答辯, 確認每個學習小組的方案安全合理。 (討論用變電站綜合自動化系統倒閘操作、對保護及測控裝置操作的工作步驟。小組人員分工及職責。用監控系統對線路停電檢修操作的工作流程。用監控系統對線路保護裝置投入、退出的操作流程。)
(3) 實施。
實施過程集中體現了學生自主學習、設計、綜合運用知識的能力, 同時鍛煉了團隊協調合作及堅持不懈的工作態度。要求學生對其中作業進行組織管理, 根據實施過程出現的問題進行分析處理, 評定。 (線路停電操作。開工作票、操作票。遙控操作短路器。輸入操作員名稱及密碼。輸入監護人名稱及密碼。線路保護裝置投入、退出的操作。在監控系統主接線圖選取線路。選保護裝置。選取保護投退連接片。輸入操作員名稱及密碼。選擇投、退保護功能操作步驟同上。)
(4) 檢查和評估。
教師要對每個小組進行考核, 看每個小組是否完成了學習任務, 工作過程是否受到阻礙, 團隊合作是否協調, 學習遷移是否實現。教學效果評估采用教師評價和學生互評、自評相結合, 基本思路是以綜合實踐技能考核為主線, 建立開放式、全程化考核體系。 (本次工作對任務規定的項目否按時完成?如有未完成的項目, 查找原因。根據任務完成的情況, 小組做出自評, 工作需要進一步改進的方面及措施。完成相同任務的其他小組對本小組的評價及建議。)
5 結語
情景教學、工作過程導向的課程標準的制訂是體現職業教育特色的課程開發突破口, 其基本特點是以職業崗位工作過程為導向, 以職業技能中心, 以學生為主題, 實現知識傳授與職業能力訓練相結合, 重視專業技能和綜合職業能力考核, 培養面向生產、建設、服務、管理一線的高技能應用型人才。
在教學方式上改變了以往教師講授、示范, 學生被動接受的教學模式, 通過與生產實際相結合, 選取典型的工作任務, 讓學生以現場工作小組的方式直接參與實訓的全過程:從收集信息、制定計劃、選擇方案、實現目標、反饋信息到評價成果, 學生參與整個過程的每個環節。在工作小組內, 根據學生的興趣和特長進行分工, 培養學生的管理協調能力、交流合作能力、分析問題和解決問題的能力、自主學習能力、創新能力等。
在教學內容上深入企業調研, 分析職業崗位任務與職業資格, 充分考慮實用性、典型性、可操作性等因素, 以工作對象為載體設計學習情境。以工作崗位大小為依據, 結合校內實踐教學基礎實訓條件, 確定學習工作任務, 使教學與企業需求盡可能貼近。
情景教學, 工學結合體現了職業教育的特點, 在《變電站綜合自動化系統》中進行教學實踐, 有利于提高學生的職業技能, 培養學生團隊精神及團結協作能力。為使這種教學模式發揮更大的作用, 還需廣大職業教育工作者不斷改進與完善。
摘要：結合情景教學對“變電站綜合自動化系統”的教學體系、教學方法進行了探索與實踐。以變電站綜合自動化系統操作為例, 介紹了基于工作過程, 以工作任務為載體, 以完成工作任務為目標的變電站綜合自動化系統情景教學實踐。