《发电厂及变电所电气设备》教学探讨

发电厂及变电所电气设备教学探讨 重庆市三峡水利电力学校 陈霞 摘要：本文对发电厂及变电站电气运行专业中的必修课发电厂及变电所电 气设备进行了四个方面的教学探讨：1.提纲归纳法（以电气主接线为纲） 2.以大 作业为纽带,贯穿全文3.由浅入深，板图配合 4.采取 “引路架桥”的教学模式。针对 本课程综合性和实践性很强的特点，阐述了在职业教育中专业课程教学应“ 以学 生为中心，以能力为本位”的职教理念。 关键词：电气设备，电气主接线，断路器控制回路。 发电厂及变电所电气设备是中职学校电厂及变电站电气运行专业的一门 理论和实际紧密联系的必修专业课，它具有很强的实践性和针对性，既介绍电 力系统发电厂、变电站以及电力系统的基本概念，中性点的接地方式，发电厂 和变电站的主要一次设备，电气主接线和配电装置，二次回路及接线及过电压 和防护，又介绍短路电流的计算和电器的选择；既要介绍电气主接线的分析和 应用，又要介绍发电厂及变电所的测量，控制，信号和同期回路；既有理论， 又有实际操作，运行，管理的知识，涉及到高等数学，电工基础，电机学，电 工仪表，电子技术基础，继电保护和自动装置等课程的知识,课程内容并列性强， 连贯性差，独立性强，因此，根据教材的特点，结合实际，进行施教。主要从 以下几个方面进行教学： 一.提纲归纳法 以电气主接线为纲，发电厂及变电所的电气主接线是发电机，变压器， 隔离开关，断路器，互感器，母线，电力电缆等电气设备按一定的顺序连接的， 用以表示生产，汇集和分配电能的电路，是发电厂和变电所的主体，也就是一 个规划和设计图，对电气设备的选择，配电装置的布置，电能的质量，建设投 资运行费用都起到决定性作用。在发电厂和变电所的建设中，首先要确定电气 主接线，再进行设备的选择和布置。所以主接线是本课程主要纲领，是贯穿全 书的主线。在讲授主接线时，要从简到繁，从有母线到无母线，以下图系统进 行。 不分段的单母线 单母线 分段的单母线 带旁路母线的单母线 有母线 不分段的双母线 双母线 分段的双母线 带旁路母线的双母线 二分之三的双母线 电气主接线 单元接线 单元接线 扩大单元接线 内桥接线 桥形接线 外桥接线 无母线 便桥接线 三角接线 角形接线 四角接线 五角接线 以上是电气主接线的基本形式，在讲课时应由浅入深：无母线主要介绍单 元接线和桥形接线，而有母线主接线，线路较繁琐，应讲细致和透彻，让学生 更好理解和掌握，并结合我们地区的某一电厂或变电所的电气主接线图做实例， 进行综合讲解，加深学生对电气主接线的理解和在实际生产中的应用。 主接线是本课程的灵魂，贯穿全文，把各章的内容有机地联系起来，从各 类设备来讲，它们是独立的互相之间没有什么联系，但主接线把一次设备连接 起来后，使它们相互之间就有一定的联系了，而且有一定的逻辑性。如隔离开 关和断路器，它们的结构，工作原理，作用都不相同，它们相互之间可以通过 主接线把它们联系起来，这样在使用时，就可以取长补短，相互制约。如要检 修断路器QF，母线M必须停电才能进行，如图A，如果按图B的形式把它们连接起 来，则可以利用隔离开关QS起到隔离电源的作用，在断开时又有明显的断点而 达到母线M不需停电就可以检修断路器的目的，而隔离开关不能断开短路电流和 负荷电流，但和断路器连用，就可以利用断路器来切断短路电流，并相互连锁， 这样就把两个单独的设备通过主接线的关系联系起来，并能起到互补的作用。 图 A 图 B 二.以大作业为纽带,贯穿全文 做好电气设备的大作业，不但可以加深，巩固所学的知识与技能，而且可 以发挥学生的独立思考能力，养成独立的工作习惯，同时做大作业的本身就是 一种实践过程。由于电气设备实践性很强，所以，以大作业的形式更能完成这 一实践过程。为了把各个章节有机地联系起来，主要采用大作业的方法，以培 养学生的综合应用能力。全书布置一道大型作业题（一般都是给出本地区某一 发电厂的主接线及相关的资料） ，学生在学完不同章节时，完成不同内容的作业。 例如：讲了电气设备的额定值，就布置学生完成主接线图中发电机，变压器等 电气设备额定值的标注；讲完短路电流计算，就布置学生计算短路电流；讲完 电气设备选择及短路电流限制，就布置学生完成各种设备的选择，校验；。 这样全书讲完，一道贯穿全书的大作业也就做完了。这种以大型作业为纽带， 就能把全书内容有机地结合起来，从而系统地掌握所学的知识，并且为毕业设 计打下良好的基础，避免了毕业设计时学生的“茫然无措，不得门而入” 的现象， 在电气设备课中，大型作业是理论联系实际的一种好方法。 三.由浅入深，板图配合 电气设备是一门理论性很强的学科，在课堂教学中，必须由浅入深，由易 到难，逐渐深入，完善的方法来进行讲授，使学生对知识的掌握，有一个逐步 加深的过程，所以，应该逐步引导，步步深入，学生掌握了容易的内容以后， 这些容易的内容就会变成掌握难知识点的阶梯。 例如：讲断路器基本跳闸、合闸控制回路应满足的要求时，可以从下面着 手： 1.断路器操作机构的合闸线圈YC和跳闸线圈YT都是按短时通电来设计的， 因此可以画出下面简单的电路来实现。 图 A 合闸接触器回路 图 B 跳闸线圈回路 即使在合闸接触器回路中串入断路器的辅助触点QF2（合闸后断开，跳闸 后接通） ，如图A,在跳闸回路中串入断路器的辅助触点QF1（合闸后接通，跳闸 后断开） ，如图B ,这样，当断路器的跳闸，合闸操作完毕后，断路器的辅助触 点自动断开该回路，从而达到短路时通电这一要求。 2）要求断路器不仅能利用控制开关（SA）进行手动合闸，手动跳闸，而 且能进行自动合闸，自动跳闸。因此，可在图A基础上，SA5-8接点并接K1（自 动合闸出口中间继电器的动合触点） ，在图B基础上，SA6-7接点并接K2(继电保 护出口中间继电器的动合触点)就能实现。 把图A和B图组合起来，就可以构成断路器的简单的基本跳闸、合闸控制回 路，如下图： 动作过程，可以用图解法来讲授 1）手 动合闸：将控制开关 SA 转至“合闸” 位置，SA5-8 接通，则构成： +WC SA5-8 QF2 KMC - WC 回路 +WO KMC YC KMC - WO 回 路 QF 合闸 2）手动跳闸：将控制开关SA转至“跳闸”位置，SA6-7接通，则构成： +WC SA6-7 QF1 YT - WC 回路 QF跳闸 3）自动合闸：当自动装置动作，K1闭合，构成 +WC K1 QF2 KMC - KM 回路 WO KMC YC KMC - WO回路 QF合闸 4）自动跳闸：当继电器保护动作，K2闭合，构成 +WC K2 QF1 YT - WC 回路 QF跳闸 从这个简单的控制回路，我逐步再加入防止断路器多次合闸的“跳跃” 闭锁 装置，加入指示断路器合闸，跳闸位置指示及自动合闸，自动跳闸的信号装置 等，就构成具有灯光监视的断路器控制回路，然后进行综合讲解其动作过程， 并能达到举一反三的效果。 四.采取“引路架桥 ”的教学模式 上好一堂课，除了精心的备课，生动的讲解，精巧的板书和师生的配合 外，还要采用“ 引路架桥”的教学方法，让学生能“ 举一反三”，培养他们善 于联想的能力。在讲课时有意识地把某些内容留下不讲，这并不是“舍弃” ， 而是一种引路的方法，当学生发现没有没讲的内容，就会激发他们去寻找。 如：讲授电流互感器和电压互感器时由于两种设备有着许多相似之处，在 讲授时采用互相对比法，在分析误差及影响误差的因素时，需要从互感器 的等值电路和向量图入手，讲解它们的电流误差和角误差，在分析电压互 感器的误差时，就无须详尽介绍其向量图的作法，而把这一内容有意丢下， 直接得出结论。这样老师引路架桥，而学生去联想，填补这一空白内容， 从而学生就会回过头去复习以学的电流互感器的误差分析方法及向量图的 作法，温故而知新，既省了课堂教学的时间，又培养了学生的自学能力和 比较分析的能力。又如：在讲铅酸畜电池的特性时，详细讲解充电时的畜 电池的端电压的变化情况，但对放电时端电压的变化就留着让学生自己去 分析，联想，而得出放电时的变化情况。 在电气设备课中，有许多内容都可以采用“引路架桥” 的方法，既能 避免满堂灌，贪多求全，刻意追求讲深讲透，又能给学生留点思考的空间和 时间。 - 参考文献： 1 发电厂变电站电气设备 主编 卢文鹏 中国电力出版社 2002，1 2