变电站综合自动化管理论文范文第1篇
1、常规变电所的二次系统主要由继电保护、当地监控、远动装臵、滤波装臵所组成。
2、变电所综合自动化应能全面代替常规的二次设备。
3、变电所微机保护的软、硬件装臵既要与监控系统相互对立,又有相互协调。
4、变电所综合自动化是自动化技术、计算机技术和通信技术等高科技在变电所领域的综合应用。
5、变电所综合自动化系统中的微机继电保护主要包括接触网线路保护、牵引变压器保护、母线保护、电容器保护、小电流接地系统自动选线、自动重合闸。
6、一个变电所综合自动化系统中各个子系统(如微机保护)的典型硬件结构主要包括：模拟量输入/输出回路、微型机系统、开关量输入/输出回路、人机对话接口回路、通信回路、电源。
7、人机对话接口回路。主要包括打印、显示、键盘及信号灯、音响或语言告警，主要功能用于人机对话。
8、牵引变电所综合自动化系统中的微机继电保护主要包括接触网线路保护、牵引变压器保护、母线保护、电容器保护、自动重合闸。
9、变压器过负荷保护一般取两相电流。Ⅰ段用于发警告信号，Ⅱ段用于启动断路器跳闸。
10、根据继电器动作电流整定原则和继电保护装臵动作时限的不同，
1 过电流保护可分为定时限过流保护、带时限电流速断保护，把它们组成一套电流保护装臵称为两段式电流保护。
11、为了补充牵引系统无功功率的不足，提高功率因数，改善供电质量，在各个变电所广泛采用无功补偿并联电容器组。
12、对于瞬时自消性故障，利用重合闸避免不必要的停电。
13、微机保护的一大特色当是利用基本相同的硬件结构和电路。通过不同的软件原理完成不同的功能。
14、在变电所综合自动化系统中，数据通信是一个重要环节。
15、微机保护子系统的功能应包括全变电站主要设备和输电线路的全套保护。
16、变电站的数据包括模拟量、开关量和电能量。
17、电力系统的电压、无功综合控制的方式有集中控制、分散控制和关联分散控制。
18、变电站通信网络的要求都有快速的实时响应能力，很高的可靠性，优良的电磁兼容性能，分层式结构。
19、数据通信系统的工作方式有单工通信，半双工通信和全双工通信。 20、差模干扰是串联于信号源回路中的干扰，主要由长线路传输的互感耦合所致。
21、常规变电站的二次系统主要包括继电保护，故障录破，当地监控和远动四个部分。
22、直流采样是指将交流电压、电流等信号经变送器转换为适合于A/D转换器输入电平的直流信号。
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23、交流采样是指输入给A/D转换器的是与变电站的电压、电流成比例关系的交流电压信号。
24、变电站综合自动化系统利用当代计算机的技术和通信技术，提供了先进技术的设备，改变了传统的二次设备模式，信息共享，简化了系统，减少了连接电缆，减少占地面积，降低造价，改变了变电站的面貌。
25、系统的频率下降，使发电厂的厂用机械出力大为下降，结果必然影响发电设备的正常工作，使发电机的有功出力减少，导致系统频率的进一步降低。
26、系统正常运行时，备用电源不工作的称明备用。系统正常运行时，备用电源也投入运行的，称为暗备用。
27、交流采样法，是直接对经过装臵内部小TA，小TV转换后形成的交流电压信号进行采样，保持和A/D转换，然后在软件中通过各种算法计算出所需电量。
28、网络的拓扑结构是指点对点结构、星型结构、总线结构和环形结构。
29、变电站综合自动化系统利用当代计算机的技术和通信技术，提供了先进技术的设备，改变了传统的二次设备模式，信息共享，简化了系统，减少了连接电缆，减少占地面积，降低造价，改变了变电站的面貌。
30、电网调度自动化系统是由多个子系统组成的有机整体，是一项涉及范围广，实现难度大的系统工程。
二、单项选择题
1、变电站综合自动化系统与传统变电站相比，其优越性有( A )。 A、提高供电质量、提高电压合格率。 B、降低供电质量、降低电压合格率。 C、对电力系统的运行、管理水平提高不大。 D、增加人为误操作的可能。
2、常规变电所的二次系统主要由( C )所组成。 A、继电保护、测量仪表、指示装臵、滤波装臵 B、信号系统、指示仪表、远动装臵、滤波装臵 C、继电保护、当地监控、远动装臵、滤波装臵 D、继电保护、监视监控、控制装臵、滤波装臵
3、变电站抗电磁干扰的措施主要有( D ) A、远方集中控制、集中操作和反事故措施 B、屏蔽、减少耦合、远方集中控制 C、集中操作和反事故措施、减少耦合 D、屏蔽、减少耦合、接地、隔离、滤波
4、无人值班变电站是指无固定值班人员在( B )的变电站。 A、调度进行日常监视与操作B、当地进行日常监视与操作 C、异地进行日常监视与操作D、当地进行日常维护与监控
5、微处理器就是集成在一片大规模集成电路上的( C )。 A、CPU和控制器B、运算器和存储器C、运算器和控制器D、接口电路和控制器
6、变电站综合自动化的微机系统所采集的变电站测控对象的电流、电压、有功功率、无功功率、温度等都属于( D )。 A、数字量B、输出量C、输入量D、模拟量
7、微机型系统只能对( C )进行运算或逻辑判断，而电力系统中的电流、电压等信号均为模拟量。
A、模拟量B、电子量C、数字量D、存储量
8、在自动化装臵中，人机对话的主要内容有( D )、输入数据、人工控制操作和诊断与维护等。
A、脉冲数据 B、控制系统 C、人机接口 D、显示画面与数据
9、输入/输出的传送方式分为( B )。
A、并行和一般传送方式B、并行和串行传送方式 C、串行和一般传送方式D、记录和传递传送方式
10、交流采样法是直接对经过装臵内部小TA，小TV转换后形成的交流电压信号进行采样，保持和A/D转换，然后在软件中通过各种( B )。
A、算法估算出所需电量B、算法计算出所需电量 C、算法统计出所需电量D、算法计量出所需电量
11、变电站通信网络的要求是快速的实时响应能力，很高的可靠性，( C )。
A、优良的电磁兼容性能，分布式结构。 B、优良的电动兼容性能，分布式结构。 C、优良的电磁兼容性能，分层式结构。
5 D、优良的快速兼容性能，拓补式结构。
12、数据通信的传输的方式分为并行数据通信和(D )。
A、平衡数据传输B、操作数据传输C、接口数据传输D、串行数据传输
13、数据通信系统的工作方式分为单工通信，半双工通信和(C )。 A、数据处理通信B、调度集中通信C、全双工通信D、双工通信
14、差错检测技术是指就是采用有效编码方法对咬传输信息进行编码，并按约定的规则附上若干码元(称监督码)，作为信息编码的一部分，传输到接收端，接收端则按约定的规则对( A )。 A、所收到的码进行检验B、所收到的码进行测试 C、所收到的码进行实验D、所收到的码进行量测
15、几种常用的监督码构成方法为( B )。 A、奇偶校验、纵向冗余校验和循环冗余校验CRT B、奇偶校验、纵向冗余校验和循环冗余校验CRC C、奇偶校验、纵向冗余校验和循环冗余校验CLC D、奇偶校验、纵向冗余校验和循环冗余校验CTR
16、差模干扰：是串联于信号源回路中的干扰，主要由( A )。 A、长线路传输的互感耦合所致B、短线路传输的自感感耦合所致 C、长线路传输的自感耦合所致D、短线路传输的互感耦合所致
17、变电站馈电母线上有多余配电线路，根据这些线路所供负荷的重要程度，( B )。
A、分为一般级和特殊级两大类B、分为基本级和特殊级两大类
6 C、分为基本级和保护级两大类D、分为保护级和自动级两大类
18、变电站防止误操作的“五防”指的是防止( C )。
A、误合误分刀闸、带负荷切断路器、带电接地线、合断路器、断隔离开关、误入带电间隔
B、分断路器、断刀闸、带电接地线、带接地线合断路器、隔离开关、带负荷操作
C、误合误分断路器、带负荷切刀闸、带电接地线、带接地线合断路器、隔离开关、误入带电间隔
D、空合断路器、带负荷切刀闸、带接地线空合断路器、空合隔离开关、带负荷操作
19、现运行的变电站有传统的变电站部分实现微机化管理、具有一定自动化水平的变电站和( D )几种模式。
A、全面自动化的综合自动化变电站B、全面调度化的综合自动化变电站
C、全面程序化的综合自动化变电站D、全面微机化的综合自动化变电站
20、.综合自动化系统操作界面主要的命令工具条按钮由报警浏览、报表管理、分类报警显示(弹出报警、事故跳闸、保护事件、断路器及隔离开关变位、模拟量越限、一般事件)、实时库参数修改、打印机、复位音响、报文监视、运行日志、曲线、人工臵数列表组成。( B ) A、控制界面B、操作界面C、模拟界面D、保护界面
三、问答题
7 1.变电站综合自动化实现哪些基本功能?
答:变电站自动化系统应实现的基本功能有:数据采集，运行监测和控制，继电保护，当地后备控制和紧急控制，与远方控制中心的通信。
(l)随时在线监视电网运行参数，设备运行状态;自检、自诊断设备本身的异常运行，发现变电站设备异常变化或装臵内部异常时，立即自动报警并相应的闭锁出口动作，以防止事态扩大。
(2).电网出现事故时，快速采样、判断、决策，迅速隔离和消除事故，将故障限制在最小范围。
(3)完成变电站运行参数在线计算、存储、统计、分析报表，远传和保证电能质量的自动和遥控调整工作。
2.变电站微机保护子系统的功能包括哪些? 答:微机保护子系统的功能应包括全变电站主要设备和输电线路的全套保护。具体有: (l)高压输电线路的主保护和后备保护; (2)主变压器的主保护、后备保护及非电量保护; (3)无功补偿装臵的保护; (4)母线保护; (5)配电线路的保护; (6)不完全接地系统的单相接地选线等。
3.集控主站对无人值班变电站监控的主要内容有哪些?
答:集控主站监控的主要内容有:无人值班变电站的断路器分、合位臵，隔离开关的分、合位臵，主变压器挡位，主变压器三侧的有功、无功、电流，母线电压、相电压，各进出线的有功、无功、电流，主变压器温度，直流系统的有关信号，保护装臵及自动装臵动作信号，各种事故信号和预告信号，无人值班变电站的断路器、隔离开关、主变压器挡位的控制等。
4.什么是变电站综合自动化分级分布式微机化的系统结构?
答:综合自动化系统内各子系统和各功能模块由不同配臵的单片机或微型计算机组成，采用分布式结构，通过网络，总线将微机保护、数据采集、控制等各子系统连接起来，构成一个分级分布式的系统。一个综合自动化系统可以有十几个甚至几十个微处理器同时并行工作，实现各种功能。
5.变电站综合自动化系统应满足哪些要求?
答:变电站综合自动化系统应满足以下要求:
(1)检测电网故障，尽快隔离故障部分;
(2)采集变电站运行实时信息，对变电站运行进行监视、计量和控制;
(3)采集一次设备状态数据，供维护一次设备参考;
(4)当地控制和紧急控制;
(5)确保通信要求。
6.变电站综合自动化系统功能设臵应满足哪些要求?
答:其功能设臵应满足: (1)具有很高的可靠性，包括安全性和可信赖性;基本功能的实现，不依赖通信网和主计算机系统。 (2)应能进行系统控制和集中控制。
(3)可为电网安全及事故分析，继电保护和自动装臵在系统故障时的行为监视，研究和分析提供依据。
(4)以变电站无人或少人值班为目标。
(5)简化二次回路，节省电缆，避免和减少二次设备的重复配臵。
7.变电站综合自动化系统对继电保护功能有哪些要求?
答:继电保护功能是变电站综合自动化系统的最基本、最重要的功能，它包括变电站的主设备和输电线路的全套保护，高压输电线路的主保护和后备保护、变压器的主保护和后备保护、母线保护、低压配电线路保护、无功补偿装臵(如电容器组) 保护，站用变压器保护以及非电量保护等。
8.变电站自动化的基本功能有哪些? 答:基本功能有: (1控制、监视功能; (2)自动控制功能; (3)测量表计功能;
10 4)继电保护功能; (5)与继电保护有关的功能; (6)接口功能; (7)系统功能。
9变电站自动化的基本功能体现在几大子系统中? 答:变电站自动化的基本功能体现在五个子系统中: (1)监控子系统功能; (2)微机保护子系统; (3)电压、无功综合控制子系统; (4)其他自动装臵功能; (5)变电站自动化系统的通信。
10.变电站综合自动化系统监控子系统的功能包括哪些? 监控子系统的功能包括:数据采集; 事件顺序记录SOE;故障记录;故障录波和测距; 操作控制功能;安全监视功能;人机联系功能;打印功能;数据处理与记录功能;谐波分析与监视等功能。
11.变电站综合自动化系统内部通常采用哪种通信方式? 答:在变电站综合自动化系统内部，各种装臵或继电保护装臵与接口系统间，为了减少连接电缆，简化配线，降低成本，通常采用串行通信.
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12.综合自动化系统操作界面主要的命令工具条有哪些? 答:命令工具条按钮由报警浏览、报表管理、分类报警显示(弹出报警、事故跳闸、保护事件、断路器及隔离开关变位、模拟量越限、一般事件)、实时库参数修改、打印机、复位音响、报文监视、运行日志、曲线、人工臵数列表组成。
13、抑制干扰源影响的屏蔽措施：
一次设备与自动化系统输入、输出的连接采用带有金属外皮的控制电缆，电缆的屏蔽层两端接地。
测量和微机保护或自控装臵采用的各类中间互感器的
一、二次绕组之间加设屏蔽层。
机箱或机柜的输入端子对地接一耐高压的小电容，可抑制外部高频干扰。
系统的机柜和机箱采用铁质材料。
14、光电传感器的优越性：
优良的绝缘性能，造价低、体积小、质量轻。 不含铁心，消除了磁饱和、铁磁谐振等问题。 动态范围大，测量精度高。
15、电力系统频率降低的危害：
系统的频率下降，使发电厂的厂用机械出力大为下降，结果必然影响发电设备的正常工作，使发电机的有功出力减少，导致系统频率的进一步降低。
12 系统频率降低，励磁机的转速也相应降低，当励磁电流一定时，励磁机发出的无功功率就会减少。
系统频率长期处于49.5Hz或49Hz以下时，会降低各用户的生产率。
16、传统变电站的缺点：
安全性、可靠性不能满足现代电力系统高可靠性的要求。 供电质量缺乏科学的保证。 占地面积大，增加了征地投资。
不适应电力系统快速计算和实时控制的要求。
变电站综合自动化管理论文范文第2篇
常规变电站的二次设备主要由继电保护、就地监控(测量、控制、信号)、远动、故障录波等装援组成。随着微机技术的发展和在电力系统的普遍应用，近年来，这些装置都开始采用微机型的，即微机保护、微机监控、微机远动等。这些微机装置尽管功能不一，但其硬件配置却大体相同，装置所采集的量和要控制的对象许多是共同的。但由于这些设备分属不同的专业，加上管理体制上的一些原因，在变电站上述各专业的设备出现了功能重复、装置重复配置、互连复杂等问题。这就迫切需要打破各专业分界的框框，从全局出发来考虑全微机化的变电站二次设备的优化设计，这便提出了变电站综合自动化的问题。
变电站自动化是将应用控制技术、信息处理和通信技术，通过计算机软、硬件系统或自动装置代替人工进行各种运行作业，提高变电站运行、管理水平的一种自动化系统。它包括综合自动化技术、远动技术、继电保护技术及变电站其他智能技术。 变电站综合自动化利用微机技术将变电站的二次设备(包括控制、信号、测量、保护、自动装置、远动装置)经过功能的重新组合和优化设计，构成了对变电站执行自动监视、测量、控制和协调的综合性自动化系统。它是计算机、自动控制、电子通讯技术在变电站领域的综合应用，它具有功能综合化、结构微机化、操作监视屏幕化、运行管理智能化等特点。 变电站综合自动化系统以全微机化的新型二次设备替代常规设备，尽量做到硬件资源、信息资源共享。用不同的模块软件实现常规设备的各种功能，用计算机局域网代替大量信号电缆的连接，用主动模式代替常规的被动模式，简化了变电站二次部分的硬件配置，减轻了安装施工和运行维护工作量，降低了变电站总造价和运行费用，使变电运行更安全、可靠，为提高运行管理自动化水平打下了基础。
第2章 原因
使变电站综合自动化成为电力系统自动化的发展方向原因有两个方面：一是随着电力系统的发展，对变电站保护和监控的要求发生了很大的变化，而现有的常规保护和监控系统渐渐不能满足要求;二是变电站现有的常规保护和监控系统设计本身具有很多缺点和不足。
2.1. 对变电站保护和监控的要求的变化
继电保护要求的变化
当前的电力系统具有电网规模大、电压等级高和机组容量大的特点。为了最大限度的发挥电网的经济性，电力系统越来越多地运行在其稳定极限附近。这就要求一旦发生故障，继电保护装置能更快地切除故障。
220KV及以上的超高压输电线路要求的典型故障切除时间30ms，严重故障时要求故障切除时间更短;母线保护要求内部故障切除时间10ms，能自动识别母线运行方式并作出相应调整，能在近端外
- 1算机网络技术的长足发展，集变电站二次功能于一身的变电站综合自动化系统已越来越明显的成为变电站自动化发展的趋势。
国外从70年代末80年代初就开始进行保护和控制综合自动化新技术的开发和试验研究工作。到目前为止，各大电力设备制造公司都陆续推出了系列化产品。90年代以来，世界各国新建变电站大部分采用了变电站综合自动化系统。我国在70年代初期便先后研制成电气集中控制装置和“四合一”集控台。随着微机技术在电力系统应用的日益成熟，80年代中期，我国亦开始研究变电站综合自动化技术。尤其是近年来，国内变电站综合自动化技术也得到了飞速的发展，下面就国内外变电站综合自动化技术的现状与发展作一总结和分析。
第3章 国内外变电站综合自动化技术发展概况
3.1. 国外变电站综合自动化系统概况
国外从70年代末、80年代初就开始进行保护和控制综合自动化系统的新技术开发和试验研究工作。如由美国西屋电气公司和美国电力科学研究院(EPRI)联合研制的 SPCS变电站保护和控制综合自动化系统，由日本关西电力公司与三菱电气公司共同研制的 SDS— I、II保护和控制综合自动比系统从1977一1979年进行了现场试验及试运行，8O年代初已交付商业应用。目前，日本日立、三菱、东芝公司，德国西门子公司(SIEMENS)、 AEG公司，瑞士 ABB公司，美国通用电气公司(GE)、西屋电气公司(Wesing house)，法国阿尔斯通公司(AL—STHOM)，瑞士 Landis&Gyr公司等国际著名大型电气公司均开发和生产了变电站综合自动化系统(或称保护与控制一体化装置)，并取得了较为成熟的运行经验。其主要特点为：系统一般采用分层分布式，系统由站控级和元件/间隔级组成，大部分系统在站控级和元件/间隔级的通信采用星形光纤连接，继电保护装置下放到就地，主控制室与各级电压配电装置之间仅有光缆联系，没有强电控制电缆进入主控制室，这样节约了大量控制电缆，大大减少对主控制室内计算机系统及其他电子元件器的干扰，提高了运行水平和安全可靠性。
3.2. 国内变电站综合自动化技术发展现状和趋势
我国变电站综合自动化技术的起步发展虽比国外晚，但我国70年代初期便先后研制成电气集中控制装置和“四合一”装置(保护、控制、测量、信号)。如南京电力自动比设备厂制造的 DJK型集中控制装置，长沙湘南电气设备厂制造的 WJBX型“四合一”集控台。这些称之为集中式的弱电控制、信号、测量系统的研制成功和投运为研制微机化的综合自动化装置积累了有益的经验。70年代末 80年代初南京电力自动比研究院事先研制成功以 Motorola芯片为核心的微机 RTU用于韶山灌区和郑州供电网，促进了微机技术在电力系统的广泛应用。1987年，清华大学在山东威海望岛35KV变电站用3台微型计算机实现了全站的微机继电保护、监测和控制功能。之后.随着1988年由华北电力学院研制的第1代微机保护(O1型)投入运行，第2代微机保护(WXB—11)1990年4月投入运行并于同年12月通过部级鉴定。较远动装置采用微机技术滞后且更为复杂的继电保护全面采用微机技术成为现实。至此，随着微机保护、微机远动、微机故障录波、微机监控装置在电网中的全面推广应用，人们日益感到各专业在技术上保待相
- 3
第2种类型早期的变电站综合自动化系统多为集中式，由一台或两台计算机完成变电站的所有继电保护、测量监视、操作控制、中央信号数据通信和记录打印等功能。系统各功能模块与硬件无关，采用模块化软件连接来实现，集中采集信息，集中处理运算。具有工作可靠、结构简单、性价比高等优点，但可扩充性、可维护性差。
调度主站系统调制解调器V20CPU板系统支持板汉字库板键盘接口板S T D B U S后台机A/D转换板开关量输入板开关量输出板电量变送器断路器继电器 第3种类型为从硬件结构上按功能对装置进行了划分，摒弃了集中式单 CPU结构而走向分散，系统由数据采集单元(模拟量、开关堡、脉冲量)，主机单元(总控单元)、遥控执行单元、保护单元组成。各功能单元(设备)通过通信网络等手段实现有机结合，构成系统。该类系统可替代常规的保护屏、控制屏、中央信号屏、远动屏、测量仪表等。它具有较强的在线功能。各种功能比较完善，且人机界面较好。但系统仍然比较复杂，联结电缆较多，系统可靠性不太高。这类系统虽然做到了一定程度上的分散(功能分散)，但没有从整体上来考虑变电站综合自动化系统的结构、一般仅是监控系统和保护系统简单的相加。由于我国保护和远动分属不同的部门和专业。故我国目前的大多数综合自动化系统均属此类结构系统。这类系统一般称为分散式系统或第2代综合自动化系统，是一种过渡方案。
第4种类型系统是采用国际上成熟的先进设计思想，引入了站控级和间隔级概念，系统采用分层分布式结构。设备分变电站层设备(站控级)和间隔层设备(间隔级)。间隔层设备原则上按一次设备组织，例如 l条线路、 l台主变压器。每一间隔层设备包括保护、控制、测量、通信、录波等所有功能。设计的原则是：凡是可以在本间隔层设备完成的功能，尽量由间隔层设备就地独立处理，不依赖于通信网和变电站层设备。变电站层设备是通过间隔层设备了解和掌握整个变电站实时运行情况、并通过间隔层设备实现变电站控制，它还负责站内信息收集、分析、存储以及与远方调度中心的联系，这类系统实现了信息资源的共享以及保护、监控功能的综合化，大大简化了站内二次回路，它完全消除了设备之间错综复杂的二次电缆。由于间隔层设备可放在开关柜上或放置在一次设备附近，从而可大大缩小主控制室面
- 567方调度中心或集控中心，及时诊断出故障模块并自动切换。系统还应具有程序出格时的自恢复和保护出口闭锁功能。
4.6. 远程诊断和远程维护
远程诊断和远程维护是伴随着计算机网络技术发展起来。远程诊断是生产厂家通过网络与变电站的系统通信，由专家远方监视运行和查找系统故障的一种新的诊断技术。远程维护包括调取修改参数、调取故障录波数据，调试时可远方下载规约程序等。
4.7. 变电站内交直流用电系统和直流用电系统
站内交直流用电系统应能遥控、遥测、电源自动投切。充电机操作可遥控和就地，并可实现自动均充、浮充等多种运行方式。直流系统电压可手调或远调，并具有运行参数、故障报警、绝缘监测、实时采集、与监控系统通信等自动功能。 远程诊断和远程维护
4.8. 变电站的在线监测
变电站的在线监测是集高电压技术、测试技术、材料(特别是绝缘材料)技术、计算机技术、通信技术为一体的综合性科学技术。现阶段由于它造价较高，所以实际应用很少，估计将来它应该是变电站综合自动化系统必不可少的重要组成部分。
变电站的在线监测主要由以下几个部分构成： 变电站内设备声音的远方监听
变电站值班人员要经常巡视站内设施，主要靠耳听和眼看来发现异常。利用多媒体技术，可将高保真度的声音传送到远方调度中心或集控中心。 变电站内设备声纹变化的模式识别
变电站设备在正常运行时都在发出不同的声音，而且在故障时会引起声音的改变，例如开关的操作机构卡死引起的声音改变，雨天污秽绝缘子引起的电晕声和局部放电声的改变。借助于人工神经元网络技术，对变电站设备声纹的变化进行监测，可达到故障识别的目的。 变电站设备的图象监测
红外线图象法，主要是局部测温和设备温度分布测量 工业电视监测图象的多点自动录象
利用多媒体技术和静止图象压缩技术(JPEG)，在监测到变电站内被监测画面产生突变时自动保存画面突变前后的图象，并用公用电话网向预定的电话号码自动拨号送出图象。 在线监测专家系统
变电站综合自动化管理论文范文第3篇
1 变电站综合自动化系统基本结构及特点
1.1 变电站综合自动化系统基本结构
1.1.1 集中式系统结构
集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其I/O接口, 集中采集变电站的模拟量和数量等信息, 集中进行计算和处理, 分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能, 后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。
1.1.2 分布式系统结构
按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备, 将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。其结构的最大特点是采用主、从CPU协同工作方式, 各功能模块如智能电子设备之间采用网络技术或串行方式实现数据通信, 将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。各功能模块 (通常是多个CPU) 之间采用网络技术或串行方式实现数据通信, 选用具有优先级的网络系统较好地解决了数据传输的瓶颈问题, 提高了系统的实时性。
1.1.3 分散 (层) 分布式结构
分散 (层) 分布式结构采用“面向对象”设计。所谓面向对象, 就是面向电气一次回路设备或电气间隔设备, 间隔层中数据、采集、控制单元 (I/O单元) 和保护单元就地分散安装在开关柜上或其他一次设备附近, 相互间通过通信网络相连, 与监控主机通信。目前, 此种系统结构在自动化系统中较为流行。
1.2 变电站综合自动化系统特点
1.2.1 功能综合化
按变电站自动化系统的运行要求, 综合考虑二次系统的功能, 进行优化组合设计, 以简化变电站二次设备的硬件配置, 避免重复设计 (如计量、远动和当地监测系统功能的重复设计) , 以达到信息共享。以达到整个系统性能指标的最优化。表现在以下几点。
(1) 简化变电站二次设备的硬件配置, 尽量避免重复设计。如远动装置和微机监测系统功能的重复设置, 没有达到信息共享。
(2) 简化变电站各二次设备之间的互联线, 节省控制电缆, 减少PT、CT的负载。力争克服以前计量、远动和当地监测系统所用的变送器各自设置, 不仅增加投资而且还造成数据测量的不一致性。
(3) 保护模块相对独立, 网络及监测系统的故障不应影响保护功能的正常工作;对于110k V及以上电压等级变电站, 由于其重要程度, 应考虑保护、测量系统分开设置;而对于110k V以下低压变电站, 就目前的技术应用水平及工程应用角度而言, 可以考虑将保护与测控功能合为一体的智能单元, 这样不但利于运行管理及工程组合, 而且降低投资成本。
(4) 减少安装施工和维护的工作量, 减少总占地面积, 降低总造价或运行费用。
(5) 提高运行的可靠性和经济性, 保证电能质量。
(6) 有利于全系统的安全、稳定控制。
1.2.2 系统数字化及模块化
保护、控制、测量装置的数字化, 有利于通过通信网络将各功能模块连接起来, 便于接口功能模块的扩充及信息共享。
1.2.3 操作监视屏幕化
当变电站有人值班时, 人机联系在当地监控系统的后台机 (或主机) 上进行;当变电站无人值班时, 人机联系在远方的调度中心或操作控制中心的主机 (工作站) 上进行。但不管哪种方式, 操作维护人员面对的都是电脑屏幕。
1.2.4 运行管理智能化
智能化的含义不仅是能实现许多自动化的功能, 例如:电压、无功自动调节, 不完全接地系统单相接地自动选线, 自动事故判别与事故记录, 事件顺序记录, 制表打印, 自动报警等, 更重要的是能实现故障分析和故障恢复操作智能化, 实现自动化系统本身的故障自诊断、自闭锁和自恢复等功能, 这对于提高变电站的运行管理水平和安全可靠性是非常重要的, 也是常规的二次系统所无法实现的。
变电站综合自动化是实现无人值班 (或少人值班) 的重要手段, 不同电压等级、不同重要性的变电站其实现无人值班的要求和手段不尽相同。但无人值班的关键是通过采取种种技术措施, 提高变电站整体自动化水平, 减少事故发生的机会, 缩短事故处理和恢复时间, 使变电站运行更加稳定、可靠。
2 运行人员要求
运行人员应积极适应和学习综合自动化新技术, 并在日常运行和故障处理中熟练运用。要想维护、管理好变电站综合自动化系统, 要成立一支专业化的队伍, 培养出一批能跨学科的复合型人才, 加宽相关专业之间的了解和学习。
2.1 技能要求
目前, 综合自动化变电站通常包含计算机监控、保护和故障录波信息管理、微机“五防”和图像监控等子系统, 所以运行人员必须具备足够的计算机、网络知识, 能够熟练应用操作系统和相应软件, 并能进行简单的配置。
2.2 设备巡视要求
综合自动化变电站的设备巡视应包含“实设备”和“虚设备”的巡视, 即巡视中不仅要巡视查看每个具体的装置, 还要对监控后台系统中的全部信号 (光字牌或遥信表) 、遥测量、通信工况、历史报警信息、画面刷新等进行定期巡视检查。综合自动化变电站监视信号多, 一旦漏掉某一个报警信号, 该报警很可能长期存在, 直至酿成事故, 因此应定期进行全面报警信号巡视检查。
3 常见问题及系统设计改进
3.1 告警信息不直观
系统运行人员不能直观地从告警信息中看出动作原因, 往往需要从一连串信息中查找, 而告警信息窗口不断滚动, 运行人员不能迅速判断, 延误了事故原因查找和处理时间。对此, 解决措施是将所有模拟量和状态量变位进行分类, 并用颜色加以区分, 当变电站运行出现异常时, 监控系统将各量分类提供给运行人员, 便于其直观地查看各类告警信息。
3.2 抗干扰能力差
变电站电气设备的操作、雷电引起的浪涌电压、电磁波辐射以及输电线路故障所产生的瞬间过程等会对变电站综合自动化系统或其它电子设备产生电磁干扰, 从而引起自动化系统工作异常。因此应合理设计线路布局和制造工艺, 隔离模拟量和开关量的输入、输出;二次布线时, 采用隔离减少互感耦合, 避免由互感耦合侵入的干扰造成误发信号或微机工作出错。
3.3 信息传递不畅通
后台监控及界面接线图设备状态与现场实际不符, 不能及时随一次设备作状态变化, 从而阻碍运行人员正常操作。对此应完善系统定时自检、自诊断、自恢复处理功能, 保持通信畅通, 必要时设置并启动备用通道, 刷新遥信变位。
4 结语
变电站自动化是一个系统工程, 要实现变电站自动化的功能, 还有许多技术问题需要攻关解决, 我相信在不远的将来变电站自动化系统, 会不断地完善和改进相应地推出各具特色的变电站综合自动化系统, 以满足电力系统发展的要求。
摘要：本文就电站综合自动化系统的特点, 变电运行人员的要求及变电站综合自动化系统常见问题处理办法进行了简单的分析。
关键词：变电站,综合自动化系统,结构,故障
参考文献
[1] 谢斌.变电站综合自动化系统的应用[J].电工技术, 2010, 1.
变电站综合自动化管理论文范文第4篇
变电站综合自动化的设备改造需分为2次:首先, 先建立自动化设备在线监测系统与变电站自动化系统集成。在线监测系统和变电站自动化系统集成的改造可以提高高压电气设备的运行可靠性, 而且可以实现真正意义上的变电站无人化操作。其次, 继续提高变电站设备的电脑智能化水平, 引入PLC技术, 实现变电站从多人操作到少人操作、从少人操作到无人电子操作配合规律巡视的平稳过渡:变电站的电脑设备引入先进的WEBServer技术和防火墙技术, 使变电站的运行管理人员可通过Internet/lntranet实现远程访问和维护;结合无线通信工程, 综合考虑变电站的调度通道等一系列的问题。
2 变电站综合自动化设备的改造方案
(1) 系统一般采用双机冗余模式, 分为站级层和间隔层2层。RTU兼做监控系统控制、测量模块方案该方案是在保留原远动装置基础上进行的升级换代以及扩容改造。系统以电脑监控系统为核心, 与站级层构成双主机冗余备份系统, 间隔层按功能单元划分, 综合遥调、遥测、遥信、遥控、通讯于一体。
(2) 全监控方案, 采用分层布置方式, 变电站保护和测控既融合又相互独立。保护装置工作不受测控和外部通信的影响, 确保保护的安全性和可靠性;同时可以实现信息共享, 为变电站综合自动化提供了完整的解决方案。该系统可分为以下3层。
(1) 变电站层采用间隔层和通信层分布式系统结构, 由远动、就地监控、“五防”主站组成。远动及就地监控均采用双机备用, 增加可靠性。该层为变电值班人员、调度运行人员提供变电站监视、控制和管理功能。
(2) 间隔层测控单元组、保护单元屏布置于主控室。测控单元采用World Fl P高速现场总线组网, 保护单元采用485口接入保护信息管理系统。
(3) 通信层支持全以太网双网结构。双网采用均衡流量管理, 有效地保证了网络传输的实时性和可靠性。通信协议采用电力行业标准规约, 可方便地实现不同厂家的设备互连。支持不同的规约向不同的调度所或集控站转发不同的信息报文。支持GPS硬件对时网络。
3 变电站自动化改造中所需要注意的一些问题
3.1 变电站的事故信号的统一改造
当事故信号的问题在常规控制方式的变电站中, 运行发生事故时变电站将产生事故报警音响并经过远动设备向调度自动化系统发出事故信号, 调度自动化系统采用这个事故信号启动事故相应的处理软件 (推出事故画面、启动报警音响等) 。由此可以看出, 事故信号在变电站的自动化操作中是非常重要的一个信号, 尤其是在无人值守的变电站中, 因为监控中心运行调度工作人员在同一时间内需要监控多个变电站的工作运行状态, 因而变电站的事故信号也就成为了监控中心运行调度人员中止手头上的工作进而进入故障处理的重要信号。
以往使用计算机远动设备和保留控制屏幕的无人值守变电站里, 通常产生事故信号的方法是在控制回路里加上一个双位置的记忆继电器, 这种产生事故信号的办法多年前在使用RTU的无人值守改造工程中经常使用, 事故信号的产生方式和控制屏操作KK开关与实际开关的位置不对应相同。而在110kv变电站事故信号的生成原理与RTU无人值守变电站的产生方法相类似。都是在回路上将操作回路里的KKJ继电器的后结合点与断路器位置信号点进行串联, 从而能够形成一个电器单元的事故信号, 这样在监控系统中仅仅需要把各电气单元的事故信号输入软件或者进行有序运算就能成为整个变电站的事故信号。
3.2 变电站的电力系统统一时钟改造
随着变电站的自动化程度日渐提高整个运行系统中的时钟同步问题就开始变得受关注起来。只有把时间统一, 才能够形成全站系统在gps时钟同步下开始运行监控以及事故后的故障分析, 在需要了解和分析事故发生原因和过程时, 更是可以通过查看各个节点开关的动作顺序作为依据。因此同步时钟是保障电网系统安全运行的的重要措施。
因为变电站中的自动化设备会来自不同的生产厂家, 各个厂家的接口种类繁多各种装置的数量也不尽相同, 因而我们在实际的操作中经常会遇到诸如GPS对时接口和需要接受对时的设备接口无法通信的问题。因此在设计时, 设计人员就应该对各种设备的接口问题进行统筹考虑。特别是保护测控装置和其他智能设备与后台监控设备之间的接口问题。因为变电站综合自动化改造后, 组网方式往往是以以太网的形式出现, 而大部分厂商的旧设备上只有串行接口或者PS485接口, 或者在与其他厂家的设备需要通信的时候, 因为协议的不兼容导致了通信失败。所以上述的问题都需要在设计之初对需要订购的设备进行统筹安排合理设计, 在必要的时候增设协议转换设备, 从而避免出现接口无法对接的情况发生。
3.3 变电站中监控系统改造的稳定性问题
在变电站综合自动化改造完成后, 不论变电站是否有人值守, 操作人员不论是否在变电站内或是不在主控站内调度室内, 也都能够通过显示器对所有的变电站进行全方位的监控和操作。因而变电站内的监控系统是不是能够长时间保持稳定、无故障的运行, 就成为了提高变电站运行管理水平的关键因素了。
在变电站自动化改造完成后, 许多的运行维护任务都需要通过计算机来完成。但是因为综合自动化装置的硬件更新升级速度非常快, 因此选择的设备有可能在短时间内就成为落伍的产品。而监控软件由于涉及的局限性只有在运行中才能发现BUG, BUG也容易导致监控工作不能够正常运行。从而影响了变电站系统的安全运转。随着各类综合自动化技术的不断提高, 以上的问题都会逐步得到解决。同时也需要设计人员要及时学习了解各类硬件设备。在选择综合自动化产品以及所需的后台监控系统设备时候, 能够进行综合考量。统筹各方面的因素, 选择一款程序运行稳定性高, 功能齐全的综合自动化产品。
4 结语
变电站的综合自动化是未来变电站发展的必然的道路, 综合自动化变电站的优越性在供电质量、变电站安全性、变电站可靠性的运行方面都会有较好的表现。
摘要：现代的变电站主要是利用计算机技术、电子技术、无线通讯、网络通信及电子脉冲信号处理技术, 配合电子闭路监视、控制、测量、保护以及远程通信调度一系列的综合自动化技术。在经济改革的近10年中, 商业活动和国民经济高速增长, 因此, 对于变电站的改造也要与此同步进行, 以适应当今社会高速发展的需求。
变电站综合自动化管理论文范文第5篇
1 变电站通信技术的发展与现状
从20世纪90年代初开始, 变电站自动化通信系统先后采用了多种通信方案, 经历了点对点通信、RS485总线和现场总线技术的变革, 而伴随着变电站自动化系统的发展, 其标准化通信协议体系正在经受着IEC60870-5系列标准向IEC61850系列标准的变迁。目前, 在变电站自动化领域, 正刮起一阵研究应用嵌入式以太网技术和IEC61850系列标准的浪潮。
星型通信系统是分散式变电站自动化系统早期常使用的一种点对点的通信系统, 它以安装于控制室的计算机为中心点, 通过通信介质与分散在每一个开关柜上的监控I/0设备和保护设备连接, 形成一对多的连接形式。星型网络为不平等的网络, 它极易形成瓶颈, 并且通信速率和灵活性都很低。
总线型通信系统了克服星型连接的不足, 它在变电站自动化系统中有多种应用形式, 常见的有MODBUS或者RS485总线以及现场总线技术。基于前面两种技术的通信系统在国内早期的变电站自动化系统中使用地较多, 它采用一个主站对多个从站的通信方式。应用中, 它存着实时性差、各个从站之间无法直接通信和抗干扰纠错能力较差等缺点。
现场总线技术具有组网方便和抗干扰能力强等特点, 变电站自动化领域使用较多的是LonWorkS网络和CAN总线。LonWorkS现场总线技术是一种基于嵌入式神经元的总线技术, 可以很容易地组成对等/主从式、决策设备/传感器总线等现场总线通信系统, 它的通信速率最高可达2.5Mbps。考虑到变电站内部二次设备分散安装距离远的特点, 一般选用78kbps的通信速率, 此时的通信距离可达2700m, 基本上可以满足目前中、低压变电站自动化系统在通信速率和通信距离的要求。
采用CAN总线技术实现的变电站自动化系统有易于实现双网备用、信息优先级丰富、抗干扰能力强和成本低等特点。CAN总线的通信效率最高可达1Mbps, 但是考虑到保护装置分散安装对网络通信距离的要求, 网络的实际通信速率一般只有100kbps左右。CAN总线的传输帧很短, 有效数据最多只有8个字节, 因此在变电站自动化系统中, 必须使用多帧传输, 效率较低, 它一般用于网络节点数目不多的中、低压变电站自动化系统。
用现场总线来做通信网, 从工程实践来看是较成功的, 但是变电站自动化技术向超高压大型变电站发展, 现场总线的一些局限性逐渐暴露出来, 难以满足高压、超高压大型变电站自动化系统的要求。随着计算机软、硬件技术的发展, 工业控制领域出现了嵌入式技术, 这使设计者在设计变电站自动化通信系统时, 可以在单片机系统上实现嵌入式以太网通信。以太网具有网络速度快, 带宽较宽, 与后台监控CP机、工作站等接口方便的特点, 能够较好地满足大型高压变电站自动化系统对通信网的要求。目前, 嵌入式以太网技术是变电站自动化通信系统的热点和方向。
2 变电站自动化通信系统通信协议的发展及其现状
早在1987年, 德国电力行业协会就为电子制造协会制定了关于数字式变电站自动化系统的推荐草案, 使它成为IEC TC57工作组在起草保护与控制标准时的参考。国际电工委员会第57次技术委员会 (IEC TC57) 为配合变电站自动化方面的发展, 成立了“变电站控制和保护接口”工作组, 负责起草该接口的通信标准, 该工作组于2002年1月向IEC秘书处提交了变电站内通信规约IEC60870-5, 为变电站内控制与保护之间的通信提供了一个国际标准。
IEC60870-5系列协议借鉴了网络通信协议的分层技术将协议分为链路层和应用层两层, 其中链路层由IEC60870-5-1和IEC60870-5-2描述;应用层的基础部分由IEC60870-5-3、IEC60870-5-4和IEC60870-5-5描述。IEC60870-5系列协议根据应用领域定义了一系列配套标准:IEC60870-5-101用于常规远动;IEC60870-5-102用于电能计量信息的接入;IEC60870-5-103用于变电站内保护和测量信息的接入;IEC60870-5-104是将IEC60870-5-101用在TCP/IP网络协议之上的扩展协议。目前国内普遍采用的网络103协议就是采用IEC60870-5-104协议的APCI装载IEC60870-5-103协议的ASDU实现信息在变电站内以太网上传输。IEC60870-5系列既涉及继电保护设备的对外信息接口, 又涉及与主站系统的通信以及电能计量。由此可见, IEC60870-5协议通信协议对规范变电站自动化系统设计有重要的意义。
UCA即公共设施通信协议是美国电科院主持制订的一套通信协议, 它的主要部分被国际电工委员会采用, 成为IEC61850系列标准的一部分, 它所使用的方法论如面向对象建模技术、MMS技术等先进技术为IEC61850的制订产生了重要的影响。
随着通信技术和信息处理技术的进一步发展, 变电站自动化领域急需要有与它们相应的国际标准, 为此1995年国际电工委员会第57技术委员会专门成立3个工作组 (WG10, WG11和WG12) 制订IEC61850, 其中WG1O工作组负责变电站数据通信协议的整体描述和总体功能要求, WG11工作组负责变电站层数据通信协议的定义, WG12工作组负责间隔层数据通信协议的定义。IEC TC57和美国电科院及IEEE在1998年2月5日开会达成共识:IEC负责制订变电站自动化系统通信网络和系统的标准。IEC TC57的三个工作组参考和吸收了己有的许多标准, 其中主要有IEC60870-5-103、U C A 2.0和I S O/I E C 9 5 0 6制造报文规范MMS, 它们在IEC61850中都有不同程度的引用和反映。
1999年3月, IEC TC57技术委员会颁布了IEC61850草案。IEC61850是国际上关于变电站自动化系统的第一个完整的通信标准体系, 与传统的通信协议体系相比, 技术上IEC61850有很多新的特点, 如使用面向对象建模技术制订协议, 使用分层、分布式通信体系, 使用S技术和具有互操作性等。
目前, 关于IEC61850协议的研究是变电站自动化通信领域的热点之一。这个体系在总结了这些年国外变电站自动化技术发展经验的基础上, 从保护、监视和控制这三大功能入手, 对变电站自动化系统的通信问题作了深入的分析和研究, 以解决互操作性问题, 从整体上对变电站自动化系统的信息传输和处理方式给出规范和指导。
随着变电站自动化技术从中、低压变电站系统向高压、超高压变电站系统发展, 变电站自动化系统要监视和控制的对象数目剧增。例如在110k V的中压变电站自动化系统中, 遥信对象一般不超过6 0 0个, 遥控对象一般不超过3 0 0个, 而在2 2 0k V的高压变电站自动化系统中, 遥信对象一般会超过2000个, 遥控对象会超过1000个。另一方面, 高压、超高压变电站自动化系统会使用比中、低压系统更多的数字式继电保护等智能化电子设备, 这些设备需要通过内部通信网络传输大量的遥测、故障录波等信息, 特别是在发生故障时需要传输的信息量会更大, 这一切都决定了高压、超高压变电站自动化系统内部通信量要比中、低压变电站自动化系统的通信量大的多。因此高压、超高压变电站自动化系统对变电站自动化通信系统提出了更高的技术要求, 同时促使了中、低压变电站自动化通信系统向以太网技术的变迁。
但是目前变电站自动化系统的间隔层设备硬件平台配置一般较低, 例如保护装置一般使用16位的单片机如Intel公司的80296SA单片机为主处理器, 考虑到产品的成本、兼容性、可靠性以及开发周期等问题, 通常没有引入嵌入式操作系统及其TCP/IP协议实现。为了满足在无操作系统情况下, 在低硬件配置平台上实现以太网通信的要求, 要实现TCP/IP协议。
在国外, 一些著名的大公司己经把嵌入式以太网技术应用于它们推出的变电站自动化系统中, 如GE公司将以太网接口做在了保护装置中, GE-HARRIS公司推出了带双以太网接口的测控单元装置, ABB也推出了带以太网接口的间隔控制器。在国内, 嵌入式以太网也开始进入变电站自动化系统中, 一些公司己经将IEC60870-5-103应用于变电站内, 并采用以太网技术进行信息传输, 这种方案成功用于北京500kV房山变电站、北京2 2 0 k V定福庄变电站和包头1 1 0 k V石拐变电站等几十座35k V~500k V电压等级变电站中。
摘要：变电站自动化技术的关键是通信技术的实现。本文通过对变电站通信技术发展和现状分析、对通信协议的发展和现状分析以及变电所自动化系统的一些特点分析得出嵌入式以太网技术在今后的变电所自动化系统中将得到广泛的应用。
关键词：变电站,通信技术,通信协议
参考文献
[1] 杨奇逊.变电站综合自动化技术发展趋势[J].中国电机工程学报, 1996, 16 (3) :145～146.
[2] 赵祖康, 徐石明.变电站自动化技术综述[J].电力自动化设备, 2000, 20 (1) :38～4 2.
[3] 陶晓农.分散式变电站监控系统中的通信技术方案[J].电力系统自动化, 1998, 22 (4) :51～54.
[4] DL/T 667-1 999/I E C 608 70-5-10 3:1997.远动设备及系统第5部分传输规约第103篇:继电保护设备信息接口配套标准[S].北京:中国电力出版社, 1999.
变电站综合自动化管理论文范文第6篇
1 课程改革的必要性
《变电站综合自动化系统》在传统教学中主要是老师讲、学生听的教学模式, 课程体系中内容侧重于变电站综合自动化基本原理和工程理论的传授, 涉及的运行知识也是针对某个具体设备或系统, 内容分散。实践环节也基本上是演示性, 实验教学只是作为理论教学的辅助教学手段以促进对课程的理解和学习, 对学生动手能力的培养非常有限, 教学效果往往无法达到预期目的, 所培养的毕业生的职业能力与现场实际需求不能完全吻合。随着教育改革的发展, 这种教学模式渐渐不再适应新的教学形势, 必须全面推进课程体系改革, 彻底改革传统的学科体系课程模式, 构建基于工作过程的高职课程体系。笔者及课程组全体教师对基于工作过程的《变电站综合自动化系统》教学方法改革, 进行了探索与研究, 将学生以小组为单位组成团队, 以项目为主线组织教学内容, 在教学单元的组织上按照“资讯、决策、计划、实施、检查和评估”六步完整的行动过程 (六步法) 来进行教学, 形成了比较完善的综合实训体系和教学方法, 并取得了较好的效果。目前该课程被评为教育部高职高专电力教学指导委员会精品课。
2 课程改革思路
(1) 成立校企结合专业指导委员会。
由专业骨干教师、现场专家、企业技术人员组成专业指导委员会, 共同制定课程标准, 并根据人才市场、企业生产实际的变化进行动态修订。
(2) 以培养学生职业能力为主线构建课程标准。
在构建课程内容体系时, 深入企业与企业专家共同研讨分析专业覆盖岗位的典型工作任务及能力需求, 以使教学内容满足企业要求, 贴近生产实际。
(3) 基于工作过程和工作情景的教学过程。
课程组教师深入华北电网及河北省南部电网等多家供电企业, 结合变电站综合自动化生产实际设置了6个学习情景及12个典型工作任务, 在教学中基于工作过程, 以工作任务为载体, 以完成工作任务为目标, 通过资讯、决策、计划、实施、检查、评价“六步法”教学, 使学生掌握相关的知识和技能, 训练完整的思维过程, 培养良好的职业素养, 做到在工作过程中学习, 在学习中培养职业技能。每一个工作任务均由任务载体、教学目标、教学内容、知识链接、情景训练和内容拓展六部分组成, 并贯穿于理论实践一体化教学之中。
(4) 教学中强化职业技能培养。
教学中结合变电站运行工况、值长及值班员工作标准、班组运行日志等内容, 强化、加深学生的职业技能。
3 课程教学设计
传统的职业教育模式下教学与生产实际相互脱离, 理论学习与实践训练相互脱离。而工作过程导向的课程开发着眼于培养学生的职业技能, 教学内容指向具体职业的工作任务和工作过程, 在教学设计上注重分解、扬弃传统职业教育的学科体系, 以重构理论与实践相结合的一体化职业教育模式。
情景教学则是针对上述设计思想, 在学习领域课程实施中一种效果良好的教学设计方法。情景教学根据工作任务和工作过程, 对能力目标和学习内容进行分解, 将课程分解为若干相互关联的项目化、任务化学习单元, 将所有任务所包含的知识总量等于该学习领域的知识总量, 将知识、技能和环境紧密结合在一起, 真正实现了理论与实践的有机结合, 不但培养了学生的专业能力、方法能力、管理能力, 社会能力的培养也蕴含在其中, 使学生真正获得了综合职业能力。
因此在课程的教学实践中, 按照工学结合的要求, 充分体现“学习的内容就是工作, 通过工作完成学习的教学理念”, 设计了变电站综合自动化系统的学习情境和典型工作任务。
需要强调的是, 学习情景设计需要根据生产实际, 学生学习情况不断反馈、验证, 实施一段时间要对所设计的学习情景重新审视、设计, 检查所设计的学习情景是否达到了学习领域的目的要求并进行及时的修正。
4 课程教学实践
下面以“变电站综合自动化系统操作”为例简述课程教学设计理念、情景教学实践。
教师通过岗位调研、任务分析, 确定行动领域及学习领域, 构建变电站综合自动化系统操作的学习情境, 制定学习情境实施计划。学生以小组为单位, 根据学习情境实施计划, 获得针对工作任务的资料, 根据相关信息, 制定变电站综合自动化系统操作方案, 详细计划工作过程和施工步骤, 并进行变电站综合自动化系统操作的过程管理及质量评定, 任务完成后每组撰写一份技术报告。
变电站综合自动化系统操作项目完成后, 要求学生掌握的能力如下。
专业能力目标:培养学生规范的执行综合自动化变电站工作流程, 用监控系统进行倒闸操作、对保护及测控装置操作的工作能力。
方法能力目标:培养学生文件资料的收集与整理、制定工作计划、检查与评价、用所学知识分析问题解决问题的能力。
社会能力目标:培养学生沟通及团队协作、勇于创新的工作作风、质量意识、安全意识、环保意识和社会责任心。
项目实施过程中, 采用引导文教学法、项目教学法、角色扮演等, 真正做到教、学、做一体化。教学条件与资源主要有:图书馆资料室、实训室设备、教材与参考资料、学习情境实施计划、学习工作任务单、技术报告、小组及个人评价表。
基于“六步法”的变电站综合自动化系统操作教学过程, 具体实施如下。
(1) 资讯。
学生通过不同途径如说明书、校本教材、图书馆、学习情境实施计划、网络等对信息进行采集, 并对信息进行筛选和处理。学生分成4~6个小组, 教师下达变电站综合自动化的操作任务。 (综合自动化变电站操作的工作流程, 开工作票、操作票。自动出票系统的使用、五防系统的使用。用监控系统进行倒闸操作。对微机保护装置、测控装置投退操作。)
(2) 决策及计划。
在决策中教师提供帮助、建议, 保证决策的可行性。教师对学生制定的工作计划进行小组答辩, 确认每个学习小组的方案安全合理。 (讨论用变电站综合自动化系统倒闸操作、对保护及测控装置操作的工作步骤。小组人员分工及职责。用监控系统对线路停电检修操作的工作流程。用监控系统对线路保护装置投入、退出的操作流程。)
(3) 实施。
实施过程集中体现了学生自主学习、设计、综合运用知识的能力, 同时锻炼了团队协调合作及坚持不懈的工作态度。要求学生对其中作业进行组织管理, 根据实施过程出现的问题进行分析处理, 评定。 (线路停电操作。开工作票、操作票。遥控操作短路器。输入操作员名称及密码。输入监护人名称及密码。线路保护装置投入、退出的操作。在监控系统主接线图选取线路。选保护装置。选取保护投退连接片。输入操作员名称及密码。选择投、退保护功能操作步骤同上。)
(4) 检查和评估。
教师要对每个小组进行考核, 看每个小组是否完成了学习任务, 工作过程是否受到阻碍, 团队合作是否协调, 学习迁移是否实现。教学效果评估采用教师评价和学生互评、自评相结合, 基本思路是以综合实践技能考核为主线, 建立开放式、全程化考核体系。 (本次工作对任务规定的项目否按时完成?如有未完成的项目, 查找原因。根据任务完成的情况, 小组做出自评, 工作需要进一步改进的方面及措施。完成相同任务的其他小组对本小组的评价及建议。)
5 结语
情景教学、工作过程导向的课程标准的制订是体现职业教育特色的课程开发突破口, 其基本特点是以职业岗位工作过程为导向, 以职业技能中心, 以学生为主题, 实现知识传授与职业能力训练相结合, 重视专业技能和综合职业能力考核, 培养面向生产、建设、服务、管理一线的高技能应用型人才。
在教学方式上改变了以往教师讲授、示范, 学生被动接受的教学模式, 通过与生产实际相结合, 选取典型的工作任务, 让学生以现场工作小组的方式直接参与实训的全过程:从收集信息、制定计划、选择方案、实现目标、反馈信息到评价成果, 学生参与整个过程的每个环节。在工作小组内, 根据学生的兴趣和特长进行分工, 培养学生的管理协调能力、交流合作能力、分析问题和解决问题的能力、自主学习能力、创新能力等。
在教学内容上深入企业调研, 分析职业岗位任务与职业资格, 充分考虑实用性、典型性、可操作性等因素, 以工作对象为载体设计学习情境。以工作岗位大小为依据, 结合校内实践教学基础实训条件, 确定学习工作任务, 使教学与企业需求尽可能贴近。
情景教学, 工学结合体现了职业教育的特点, 在《变电站综合自动化系统》中进行教学实践, 有利于提高学生的职业技能, 培养学生团队精神及团结协作能力。为使这种教学模式发挥更大的作用, 还需广大职业教育工作者不断改进与完善。
摘要：结合情景教学对“变电站综合自动化系统”的教学体系、教学方法进行了探索与实践。以变电站综合自动化系统操作为例, 介绍了基于工作过程, 以工作任务为载体, 以完成工作任务为目标的变电站综合自动化系统情景教学实践。