电力系统概论范文

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中图分类号：F470.6 文献标识码：A 文章编号：

一、电力系统谐波的定义与产生

电力系统的理想电压波形是频率为50Hz的正弦波，但是由于电力系统大量非线性负荷的存在，使得电压波形产生畸变，对产生畸变的非正弦电压波形进行傅里叶分解，除了得到基频分量，还会得到一系列基频倍数次的波形，这些波被称为谐波。国际电工标准认为，频率为基波频率整数倍的正弦波即为谐波。谐波频率与基波频率的比值称为谐波次数。谐波实际上是一种干扰量，影响电网的正常运行。谐波一般分偶次谐波和奇次谐波，电力系统中由于三相系统的对称性，偶次谐波已经被消除了，只有奇次谐波存在，而奇次谐波的危害要高于偶次谐波。

常见的谐波源生要有以下类型(1)输配电系统中电力变压器、电抗器铁磁饱和特性为非线性而产生谐波；(2)用电设备产生的谐波，主要包括带有功率电子器件的交流设备、双向晶闹管可控幵关、品阿管整流设备、变频装置、电弧炉、感应炉、电气铁道及整流阀。随着科技水平的不断提高，未来的电气系统中的谐波源会越来越多，也更加多样化。个人计算机、数字通信、多媒体和家用电器如洗衣机、电冰箱、空调器的广泛应用，使得谐波问题变得更加严重。

二、电力系统谐波的危害

20世纪60年代以后，电力电子装置在电力系统中的应用不断加深，谐波的危害也引起了人们的重视。谐波对系统的危害具体表现在以下几个方面。

1.系统损耗增大。谐波电流使发电、输电和配电过程产生附加损耗，使得电力系统的一些重要设备温度升高，运行效率降低。在中性点直接接地系统中，若大量未经滤除的三次谐波流过中性点，就可能导致线路过热，甚至会引发火灾。

2.影响电气设备正常工作。谐波会使输电线路损耗增加，导致线路温度过热，绝缘老化，缩短了线路的运行寿命；谐波会增加变压器的磁滞损耗、涡流损耗，使变压器的局部发生过热；对于电机，谐波不仅会产生附加的损耗，还会在电机上产生机械振动、噪声和过电压；对电力电容器，在高频谐波电压下，流过电容器的电流会很大，使电容器产生一定的损耗。

3.引起谐振。电力电容器在电力系统中具有无功补偿的作用，高压输电线路存在较大分布电容。由于线路和变压器电抗的存在，在一定的谐波频率下，就有可能引发串联或并联谐振，谐振会在元件内部产生很大的过电压或过电流，进而危及设备安全，影响电力系统的稳定运行。

4.继电保护装置误动作。测量装置的准确度受到电能质量的影响，在标准的工频电压下，测量装置准确度较高，但在系统混入谐波后，测量装置精确度会大大下降。测量装置不准确时，继电保护装置测量元件会因谐波影响而误启动或者拒动，造成电力系统继电保护装置误动作，造成停电事故。

5.干扰通信。谐波对通信系统的危害主要在于谐波产生的噪声会对无线电的传播产生干扰，使通信信道内传播的信号产生畸变，从而导致通信信号丢失或者畸变。

三、电力系统谐波检测措施

谐波检测是目前解决谐波问题的基础和主要依据，我们通过对谐波的检测，能够实现实时监测电网中谐波的含量及潮流方向，计量各次谐波含量，谐波电压电流幅值，相位等其它参数，从而提高和计量仪表的准确性，对谐波源进行分析，寻找谐波补偿和治理方法，提高电网质量。谐波由于具有分布性，随机性，非线性，非平稳性等其它一系列复杂特征，通常难以对谐波进行准确有效的测量，因此许多学者对谐波测量问题进行广泛而深入的研究。目前谐波测量方法按照其测量原理可以分大致分为以下几类。

1.采用模拟带通或带阻滤波器测量谐波。这是最早的一种谐波检测方法，本文，笔者以模拟并行滤波式滤波测量装置为例，对滤波器滤波方法进行阐述。其原理如图1所示。先将信号输入放大器，对信号进行放大，再依次送入滤波器1、滤波器2、、滤波器n进行滤波，其中滤波器的中心频率为工频的整数倍，按1~n依次增大，最后送入多路显示器显示。由于这种滤波方法电路结构简单，在早期的谐波检测中得到了广泛应用，但由于受外界影响较大，检测精度不高，现在已很少使用。

2.基于傅立叶变换的谐波测量。该方法检测精度高、功能多，但计算量大，计算时间较长，实时性差。另外，在采样过程中，当信号频率和采样频率不一致时，会产生频谱泄漏效应和栅栏效应，使测量的信号参数不准确，相位测量误差会很大，通常无法满足测量准确度的要求。为减少泄漏误差，常常采用加窗算法、插值算法、双峰谱线修正算法来降低误差。

3.基于瞬时无功功率的谐波测量。Ip–Iq法适用于电网电压畸变和电网电压不对称的情况，而p–q法则会产生较大误差，不适用于电网电压畸变。这种方法的优点是实时性好、测量电路简单，缺点是不够经济。

4.基于小波变换的谐波检测方法。小波变换相对于傅里叶变换在频域和时域都能完全局部化，对波动谐波、快速变化谐波的检测有很大优越性，但在稳态测量方面不具备优势。综合来说，小波变换结合傅里叶变换而达到优势互补是一种行之有效的方法。

5.基于神经网络的测量方法。神经网络是一种模仿动物神经网络行为特征，进行分布式并行信息处理的数学算法模型。这种谐波测量方法需要构建恰当网络，选择合适算法。该方法目前也处于初级研究阶段，对于样本的依赖性过高，因此距实际工程应用还很远，但由于其所表现出的检测实时性高、精确度高、抗干扰能力强等优点，发展前景广阔。

四、电力系统谐波抑制的理论及方法

在工业产业化和信息产业化飞速发展的今天，人们对电能质量的要求也在同时提高。但电子装置由于会受到自身非线性因素的干扰，使得电子器件、电力设备已成为电网中最重要的一类谐波源，电流、电压波形和不对称对电网造成更严重的失真，进而造成的后果比较厉害。将电流谐波控制在限定值之内并且能够控制或者消除注入系统的电压谐波。这就是我们对谐波进行处理和完善的目的。对系统中的谐波进行抑制主要有两种思路。一种是被动型思路。通过利用谐波补偿装置来对系统进行谐波补偿；另一种思路是主动型，即对设备本身进行一定程度的改造，使谐波在设备中不能够产生，进而使其与功率有关因素控制在1内，目前这仅适用于最为主要谐波源的电力电子装置。在目前现有的谐波抑制技术当中，PPF、APF、HAPF等通常称呼为被动型抑制，而对电力电子设备自身进行升级改造以及开发新型的低谐波变流器则是称为主动型抑制。

五、结束语：

电力系统谐波是有非线性负荷产生的，谐波对电力传输能够产生严重危害，会引起电网电压波形畸变，使电能质量下降。这不仅影响了电力设备的经济安全运行，而且还造成了严重的通讯系统干扰；同时电力系统谐波对电器设备，对继电保护，自动装置，计算机测量和计量仪器均有不利的影响，甚至会使电气设备的质量和性能受损，电力系统的供电能力降低。

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一、引言

随着Internet的不断普及，电子商务的迅猛发展，世界已进入信息时代,发展信息产业、建设信息高速公路和培养信息建设人才已经成为重要的发展战略。人们不仅需要利用互联网快速检索和交互使用各种社会经济、商务信息,同时越来越迫切需求将这些信息与地理信息有机地匹配和结合起来,以获得这些经济信息的空间分布及其相互关系。

地理信息系统作为一种以采集、贮存、管理、分析和描述整个与地理分布有关数据的空间信息系统,与人类生存、地区的发展和进步密切关联,在我国已受到愈来愈多的重视。

二、地理信息系统概述

地理信息系统(GeographicInformationSystem,GIS)是以地理空间数据为基础,按照地理特征的关联,将多方面的数据以不同层次联系起来,构成现实世界模型,并在此基础上采用模型分析方法,提供多种动态的地理信息,为辅助决策而建立起来的计算机技术系统。

1.GIS的特点

GIS具有其他信息管理系统所不可比拟的优点,其最大的特点就是具备对空间数据的管理功能。具体来讲包括如下几个方面:

(1)共同管理空间数据和属性数据：这是GIS最显著的特点之一。GIS不仅具有管理属性数据的功能,还能采集、管理、分析和输出多种地理空间信息,并且将属性数据集成到空间数据之上,不仅直观而且可实现两者互相查询。

(2)具备强大的空间分析能力：由于空间数据和属性数据的集成以及地理空间模型方法的应用,使GIS具备空间分析、多要素综合分析和动态预测等功能，能够满足地理研究和辅助决策。

(3)具有丰富的信息：GIS数据库中不仅包含丰富的地理信息，还包含与地理信息有关的其它信息，如人口分布、环境污染、区域经济情况、交通情况等。

2.GIS的发展

20世纪70年代后，由于计算机硬件和软件技术的飞速发展，促使GIS朝着实用方向迅速发展，一些发达国家先后建立了许多专业性的土地信息系统和地理信息系统。20世纪80年代，计算机技术的提高为GIS普及和推广应用提供了硬件基础，GIS软件的研制和开发也取得了很大成绩，涌现出一些有代表性的GIS软件，如Arc/Info、MGE、System9等。GIS的普及和推广应用又使得其理论研究不断完善，使GIS理论、方法和技术趋于成熟，开始有效地解决全球性的难题，例如全球沙漠化、全球可居住区的评价、厄尔尼诺现象、酸雨等问题。

我国GIS的起步较晚，到20世纪70年代末才提出开展GIS研究。进入20世纪80年代后迅速发展，在理论探索、规范探讨、实验技术、软件开发、系统建立、人才培养和区域性试验等方面都取得了突破和进展。1994年4月，我国专门成立了“中国GIS协会”,此后又成立了“中国GIS技术应用协会”,加强了国内各种GIS学术交流，研制推出了Geostar、Citystar、MapGIS等具有自主版权的GIS软件。

网络技术的出现，使得Internet成为GIS新的系统平台。利用互联网技术，在Web上空间数据，供用户浏览和使用，是GIS发展的必然趋势。与传统的GIS技术相比，WebGIS具有访问范围广、平立、系统维护升级方便等特点。

多媒体技术和三维技术也正在进入GIS中，以改善GIS的数据采集、数据处理以及成果表达与输出的效能，发挥声、像等多媒体的应用。目前，图形图像的立体显示己成功地融入数字摄影测量系统(DPS)中，DPS与GIS的集成和多媒体技术的应用将把我们感兴趣的东西变成一个虚拟实体，我们可以通过GIS的输出系统用视觉、听觉、触觉、嗅觉等来感知它。“数字地球”的概念必将成为现实。

随着GIS的深入发展，GIS系统与其它学科结合更加紧密，3S(地理信息系统GIS、遥感RS、全球定位系统GPS)或5S(前面3S加上数字摄影测量系统DPS、专家系统ES)的集成，使得测绘、遥感、制图、地理、管理和决策科学相互融合，成为快速而实时的空间信息分析和决策支持工具，使GIS广泛用于交通、城市规划、公安侦破、车船驾驶、农作物规划和科学耕种等。GIS己经涉及到社会科学、自然科学的许多领域，GIS必将发展成为集社会科学、自然科学于一体的全球性、综合性软科学。

三、GIS在电子商务中的应用

电子商务是在Internet开放的网络环境下,基于浏览器/服务器应用方式,实现消费者的网上购物、企业之间的网上交易和在线电子支付的一种新型的商业运营模式。互联网固有的特性既赋予了电子商务有别于传统商务无法比拟的优点，随着电子商务的应用和研究的深入，已经证明电子商务是必须以传统商务为基础，是不能脱离传统商务独立存在。

GIS虽然是地理学研究的成果,但它集地理学、计算机科学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学为一体,是多学科集成。这种集成使GIS能对各种信息进行加工、处理、融合和应用,为各种用户提供信息服务和管理决策依据。特别是目前WebGIS的发展能更好地适应电子商务的网络化需求。

1.在电子商务物流管理中的应用

电子商务离不开传统物流，GIS使传统流通企业在运作方式、技术、管理水平和经营理念上发生了根本性变化,使物流表现出许多新的特点,如信息化、自动化、网络化、智能化、柔性化。将GIS引入到电子商务下的物流管理中,符合GIS和电子商务的特点,也符合物流业的发展。

GIS具有强大的数据管理功能,所存储的信息不仅包括以往的属性和特征,还具有了统一的地理定位信息。因此能将各种信息进行复合和分解,形成空间和时间上连续分布的综合信息,支持各种分析和决策。这是其他信息系统所不具备的优势之一。

(1)交通路线的选择。在电子商务的物流管理中,涉及到物质实体的空间转移，运输和仓储站中成本的70%以上，因此交通运输方式及路线的选择问题直接影响物流成本的多少。这都属于空间信息的管理,这正是GIS数据管理的强项。在基于GIS的物流分析中,对于网络中最优路径的选择首先要确定影响最优路径选择的因素,如经验时间、几何距离、道路质量、拥挤程度等,采用层次分析法,确定每条道路的权值。物流分析中的路径可以分为这样三种情况:

①两个特定的地点之间的最佳路径；②一个地点到任意点之间,从一个地点到多个地点之间,车辆数量以及行驶路线选择；③网络中从多个地点运往多个地点的最优路径选择配对。

对于前两种情况都可以采用经典的Dijkstra算法实现。对于第三种情况,可以采用管理运筹学的运输模型结合Dijkstra算法实现,可以选用Floyd算法或是根据著名的旅行商问题(亦称货郎担问题)的解法求解。在求得最优路径的基础上,再根据现有车辆运行情况可确定车辆调配计划。

(2)机构设施地理位置的选择。对于供应商、配送中心、分销商和用户而言,需求和供给这两方面都存在着空间分布上的差异，此外供应商和分销商其服务范围和销售市场范围也具有一定的空间分布形式，因此物流设施的布局是电子商务下物流管理所必须面临的问题，其合理程度直接影响利润获取的多少。机构设施地理位置的选择包括位置的评价和优化。评价是对于现有设施的空间位置分布模式的评价,而优化是对于最佳位置的搜寻。地理位置的合理布局实质上就是在距离最小化和利润最大化两者之间寻求平衡点。现有的针对市场功能区域进行空间分析和模拟的模型很多,如Batty的裂点方程、Peily的零售重力模型、Tobler的价格场和作用风以及空间线性优化模型。

(3)车辆运输动态管理。全球卫星定位系统(GlobalPositionSystem,GPS)是20世纪产生的一项高科技系统。在物流领域，GPS能广泛地应用于各个环节，如用于汽车的定位、跟踪、调度，这样能极大地避免物流的延迟和错误运输的现象，货主可以随时对货物进行全过程的跟踪与定位管理。此外还能掌握空中交通以及铁路运输中有关货物的动态信息，增强了供应链的透明度和控制能力，提高了整个物流系统的效益和客户服务的水平。GIS能接收GPS数据，并将它们显示在电子地图上，这在很大程度上能帮助企业动态地进行物流管理。

2.数字城市——电子商务和运营平台

数字城市的核心是地理空间信息科学，地理空间信息科学的技术体系中最基础和基本的技术核心是“3S”技术及其集成。

数字城市是以空间信息为核心、以网络为支撑的城市信息管理与服务体系。数字城市建设的任务就是利用现代高科技手段，充分采集、整合和挖掘城市各种空间信息资源，建立面向政府、企业、社区和公众服务的信息平台、信息应用系统等。地理信息系统平台是数字城市建设的核心任务之一，它为城市发展和信息化建设提供统一的空间定位与基础信息公共平台，进而实现城市信息资源按照地理空间位置的整合和共享。

一个实用、可行的城市规划信息系统，不但可以满足规划管理部门的城市规划、城市建设、城市管理、辅助决策的要求，而且能够提供出行、购物、旅游、交通、教育、文化、娱乐、房产交易、证券交易等综合信息服务，是数字城市与大众的联系纽带。

地图信息服务是城市综合信息服务的一个重要部分，可以建立企业机构的各个地理位置数据库，为企业管理人员和客户灵活方便掌握企业机构的地理分布情况和相关资料，并在此平台的基础上提供企业门户网站向客户宣传介绍企业相关信息和业务，也可作为第三方企业单位的宣传和广告啊分布平台，起到提升企业形象的作用，为企业获取相关收益。

3.客户关系管理中的应用

GIS作为一种空间信息输入、处理、存储、管理、分析和输出的技术，其应用的核心在于空间现象、过程和规律的可视化分析，表面上GIS与客户关系管理（CRM）不相关，但实际上，GIS提供全方位的信息，历史的、现在的、空间的、属性的。通过这些可以获得客户资料以及与企业相关的综合数据,如用户的历史购买力、购买行为、年龄构成、地理分布;所在区域的交通状况、经济发展程度、消费水平等。从而帮助企业做出企业和客户的空间分布、物流、营销等方面的决策。与此相联系的是一系列通用数据库文件，它具有常用的状态信息，包括各种事件记录、资源调查、交通状况以及生产流通、存储与销售状况等内容。这些图形由许多彩色图形标志，如线段、圆圈组成，这些图形可与背景地图叠加，显示客户关系管理中有关区域的变量之间的分布特征，与此同时，还可以通过地理信息子系统，显示客户关系管理产品配送路线，区域商业环境等。GIS系统为整个系统提供了更为直观、形象的图形分析和管理工具。在此基础上,进行如消费趋势分析、销售力量分析、目标市场分析以及潜在客户分析等,为管理者提供决策支持。

组件式GIS软件，使GIS应用可视直接嵌入到CRM系统中，实现无缝集成；采用关系数据库，将GIS数据于CRM数据统一存储和管理。随着InternetGIS技术的发展，GIS在CRM中的应用更加广阔。

四、结束语

地理信息系统与电子商务历史上是独立并分开发展的不同系统,但是在当今信息化、网络化的时代,各种信息技术的整合是大势所趋。无论从技术特征上、体系结构上、操作的可行性上来讲,它们的结合都是切实可行的,而且是有价值的。将GIS技术引入到电子商务的物流管理、客户关系管理,不仅开拓了GIS的应用领域,同时也促进电子商务自身的发展。

参考文献:

[1]张铎:电子商务与物流[M].北京清华大学出版社,2000.1

[2]陈述彭鲁学军周成虎:地理信息系统导论[M].北京科学教育出版社,2000.1

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中图分类号：O414.1 文献标识码：A 文章编号：

1 系统热力计算方法和步骤及其划元原则

1.1 系统热力计算方法

以热平衡和工质平衡理论为基础，以基本换热计算单元为热平衡范围，在考虑掠过换热器外部的废气与换热器内流过的工质之间换热效率的基础上，建立一系列包含热平衡范围内各项热收入与热支出项目的热平衡方程，以求解每个基本换热计算单元在换热过程中的某未知参数值。

1.2 系统划元原则

系统划元系指将余热发电系统划分为一系列可计算的基本换热计算单元，单元内的换热过程可建立唯一热平衡方程，以求解该单元在换热过程中的某未知参数值。系统中的汽轮机做功、蒸汽冷凝、热力除氧和高温水闪蒸等均已是基本换热计算单元；而余热锅炉内的热水器、省煤器、蒸发器、汽包和过热器等则需将其划分为各种类型的基本换热计算单元。这些基本换热计算单元既可是上述独立换热单元，也可是独立换热单元的各种组合。所谓基本换热单元系最大可计算单元，以此单元为热平衡范围而建立的热平衡方程仅有一个因变量，或相邻换热单元的两个热平衡方程间有两个相关联的因变量，通过两方程的联立而求解出两个因变量。 除已知省煤器出口废气温度外，划元一般以蒸发器为分界点，这样，可以根据已知的设计参数———某压力下的饱和蒸汽温度、 节点温差 ΔTPP及接近点温差ΔTAP，按所给公式间接求出蒸发器出口废气温度及蒸发器进口未饱和水温度，使二者变为已知条件，进而求出该段蒸汽产量。

1.3 系统热力计算步骤

1）根据废气余热资源条件，设计确定余热发电系统主蒸汽参数及补汽参数；

2）从余热锅炉出汽端开始，逆工质流向将余热发电系统划分为一系列基本换热计算单元，逐一建立相应的热平衡方程；

3） 按划分的基本换热计算单元顺序建立各单元热力参数表；

4）按序逐元代入相应热平衡方程，计算求解相应的未知数；

5）逐元计算，直至求解出汽轮机进口蒸汽参数；

6）计算发电机发电能力，设计发电机装机功率。

2 符号说明

符号编码说明

公式中有关量的符号编码规则为：1-2-3-45-67-8，其意义如下：

1为换热器内外流体物理性质参数代码：

t———温度，℃；

P———压力，MPa；

C———废气或工质比热容，kJ/（m3·℃ ）或kJ/（kg·℃）；

h———工质比焓，kJ/kg；

V———废气流量，m3/h；

G———工质流量，kg/h；

Q———废气或工质热量，kJ/h；

ηth———保热系数，即掠过该段废气与换热器内工质进行热交换的换热效率，%。

文中有关气体体积参数均为标准状态下的。

2 为流体名称代码：

f———废气；

s———蒸汽；

w———未饱和或饱和水。

3 为流体处于换热器件端口代码：

i———换热器件进口；

o———换热器件出口。

45 为换热器件名称代码：

gr———过热器；

qb———汽包；

zf———蒸发器；

sm———省煤器；

rs———热水器；

sz———闪蒸器；

cy———除氧器；

bl———篦冷机；

qj———汽轮机。

67 为换热器所处锅炉名称代码：

sp———SP 炉；

aq———AQC 炉；

as———ASH 过热器。

8 为流体所处换热器压力或废气温度状态代码：

h———高压；

l———低压；

z———中温。

例如：tfizfsph表示SP 炉高压蒸发器进口废气温度；hsoqbaqh表示AQC 炉高压汽包出口蒸汽比焓 ；Gwismspl表示SP 炉低压省煤器进口未饱和水流量。

而Vlfzf、Vlfsm、Vlfgr分别代表进入蒸发器、省煤器、过热器的中、低温废气流量。

3 各基本换热计算单元计算公式推导

3.1 蒸发器段热力过程计算公式

以图1 上部蒸发器 zf 和汽包 qb 段为热平衡边界。

图1 各换热段热平衡边界范围

建立如下热平衡方程：用于蒸发蒸发器和汽包内蒸汽的废气焓降=汽包出口主蒸汽热焓+排污带走热焓-进汽包高温水显热。 即：

根据汽包工质平衡有：

该段入口废气焓：

该段出口废气焓：

tsoqb等于汽包主蒸汽设计压力下的饱和蒸汽温度，查水蒸气焓熵图或水蒸气表确定；ΔTPP一般取8~20℃。

该段进汽包高温水温度：

由公式(1)～(6)计算该段蒸汽产量：

3.2 省煤器段热力过程计算公式

以图1 中部省煤器段为热平衡边界。建立如下热平衡方程：用于加热省煤器内热水的废气焓降=流过省煤器热水显热升。 即：

根据该段工质平衡有：

该段入口废气焓：

该段入口废气焓：

该段出口废气焓：

由公式(8)～(11)计算该段出口废气比热温度积：

3.3 省煤器、蒸发器和过热器段热力过程计算公式

以图1 下部省煤器 sm、蒸发器 zf 和过热器 gr 段为热平衡边界。建立如下热平衡方程：用于加热这 3 个换热器内工质的废气焓降=出过热器高温蒸汽热焓-进省煤器低温水显热+排污带走热焓。 即：

根据该段工质平衡有：

该段入口废气焓：

该段出口废气焓：

由公式(13)～(16)计算该段蒸汽产量：

3.4 过热器段热力过程计算公式

以图2 过热器 gr 段为热平衡边界。

图2 过热器段热平衡边界范围

建立如下热平衡方程：用于加热过热器内蒸汽的废气焓降=流过过热器蒸汽焓升。 即：

根据该段工质平衡有：

该段入口废气焓：

该段出口废气焓：

由公式(18)～ (21)计算该段出口废气比热温度积：

3.5 蒸发器和过热器段热力过程计算公式

以图3 蒸发器和过热器 gr 段为热平衡边界。

图3 蒸发器和过热器段热平衡边界条件

建立如下热平衡方程：用于蒸发和过热该段工质的废气焓降=过热器出口主蒸汽热焓+排污带走热焓-进汽包高温水显热。 即：

根据该段工质平衡有：

该段入口废气焓：

该段出口废气焓：

由公式(23)～(26)计算该段蒸汽产量：

3.6 热水器段热力过程计算公式

以图4 热水器 rs 段为热平衡边界。

图4 热水器段热平衡边界范围

建立如下热平衡方程：用于加热热水器内热水的废气焓降=流过热水器热水显热升。 即：

根据该段工质平衡有：

该段入口废气焓：

该段出口废气焓：

由公式(28)～(31)计算该段出口废气比热温度积：

3.7 闪蒸器热力过程计算公式

以图5 闪蒸器 sz 为热平衡边界。

图5 闪蒸器热平衡边界范围

建立如下热平衡方程： 进闪蒸器高压高温水显热=出闪蒸器低压低温饱和水热焓+出闪蒸器低压低温饱和蒸汽热焓。 即：

根据工质平衡有：

由公式(33)和(34)计算闪蒸器闪蒸出的蒸汽量：

3.8 热力除氧器热力过程计算公式

以图6 热力除氧器 cy 为热平衡边界。

图6 热力除氧器热平衡边界范围

建立如下热平衡方程：进热力除氧器未饱和水显热+进热力除氧器蒸汽热焓=出热力除氧器低压低温饱和水热焓。

即：

根据工质平衡有：

由公式(36)和(37)计算热力除氧器耗用蒸汽量：

3.9 发电机发电能力计算公式

在分别求出设计参数下的高压和低压蒸汽产量后，即可进行发电机发电能力的计算。

参考文献：

[1] 中国水泥网.水泥窑纯低温余热发电技术大全 [M].北京：中国建材工业出版社，2009.3：17-35.

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中图分类号：TM622 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）11-0058-01

本文主要以某水力发电厂为例介绍了一次系统存在的问题，并就这些问题提出了技术改造方案。该方案的有效实施，不但增强了系统线路供电的可靠性，优化了系统保护的选择性，还在一定程度上提高了系统的整体性能、自动化程度和安全稳定性。

1 水力发电厂一次系统改造前的问题

1.1 保护选择性较差

该系统属于非标准扩大单元的内桥接线，并且此电力为二次保护设计，所以在主变差动保护和发电机过流二段保护的时候，都会造成与主变相连的各侧断路器发生相应的动作。为此，当主变或者发电机出现故障的情况发生时，都会不同程度的影响其对电网的送电环节。如此，将会大大增加事故范围，并降低电气设备之间保护的选择性。

1.2 供电可靠性不高

对系统中的设备进行事故检修或者开展日常的技术监督检查和检修维护的时候，都必须要保证，与其有关的断路器是断开的，并且隔离开关是开着的，这时才能将设备从运行系统中退出来，并进行以上工作。此后，当这些工作完成以后，还是要将设备投入到电网运行中去的，这时，仍然需要再次将与其相连的各侧断路器跳开。然后才能合上主变高低压侧隔离开关。由此可以看出，主变的投、退都会直接关系到供电情况的好坏，并在一定程度上影响着对外供电的可靠性。

1.3 操作维护量大

在该系统中，一些线路的进出开关站的连接都是由油浸式穿墙套管来完成的。就这些套管来说，为了满足规定的技术要求，必须年年对套管中的油进行化验。另外，就是该穿墙套管布置的位置了，这些位置一般都比较高，很不利于检修工作人员对其进行取油和补油的工作环节。这些不但在很大程度上增加了员工们的工作量，还大大提高了高楼坠落的隐患发生。

1.4 设备安全稳定性不高

伴随着电网的广泛普及和应用，其对于对各发电企业的安全稳定性要求也逐渐提高。而就大多数水力发电厂来说，由于成立的年代有点早，就致使在该厂中存在这一些老式的设备仍然在运作，这些设备也带来了相应的一些问题。如：开关站电流互感器、电压互感器及开关等一次设备的二次信号、控制电缆采用的是非屏蔽电缆，这就为抗电磁干扰的实现带来了不小的困难。发电机的电流存在着余量小、精度低等问题。就端子箱来说，采用的也是较为一般的材质，抗雨雪能力差，也较快老化。

2 水力发电厂一次系统改造方案

2.1 改造原则

在严格遵照国家电网公司要求的前提下，结合电厂综合自动化改造工程的需要，我们将通过以下几方面原则的实施来进一步完善一次设备改造工作：1.统筹安排原则。这就要求电厂将一次设备改造与全厂综合自动化工程紧密的联系到一块，以便达到设计同步、施工也同步的效果。该原则的实施不但可以在一定程度上提高发电量，还能促进水利枢纽工程的防洪、灌溉性能的发挥。2.设备选型原则。这一原则要想完美的实现就要保证改造设备的选择应要以结构简单、可靠性高、技术先进、便于维护、定型产品为主。3.互补替换原则。在全面掌握原有设备的基础上，完全依照以往设备的尺寸和参数等选择设备，以便保证本次采购设备的备品备件能够适用于原有设备。四是，经济性原则。就一次设备改造而言，在考虑现有条件的运用时，要将注意力更多的放在现有的场地和设备布置情况两个方面，这样做的好处是能够优化设计布置，对于工程量和资金投入量的减少是极为有利的。

2.2 进行计算机的实时监控

1.实施电力系统技术的远控功能

传统的水力发电厂的检测方式大多是以人工为主，包括对场内或者机组泄露的检查，都是进行人工作业，这样就产生了一定的安全隐患，也增加了人员的施工压力。所以，为了降低人员施工的危险系数，就得改变技术落后的现象，进而为更好的进行系统遥控贡献力量。在电厂实施高效的监控系统，同时使用其他设备加以辅助，运用MB+网络现场总线的方式，让远程的系统放进通信设备、画面辅助设备和监控据数据库等，及实现了远程监控的功能，也降低了人员的施工危险，减轻了人员的施工压力和负担，这样既可以实现了计算机远控功能，又大大减轻了员工的工作负担，提升水力发电厂的整体水平和质量。？

2.更新电力设备的数据库

数据库也存在着一些亟待解决的问题，比如测点概念和名称的错乱、接点的属性不准确等等，这些错误和障碍不仅影响了技术人员工作的进行，也有可能误导他们结果不准确，反而继续错误，最终导致事故的发生。只有改变了现有的状态，及时弥补漏洞和不足，才能更好的促进数据库的正常管理，所以要对机组和数据库细致的进行分析和判断，进而保证测点的正常运行，系统的安全转却的进行。

2.3 更改安全自动装置的设置

1.改变发电厂的系统技术

第一，接入部分的联络开关和进线开关并进行联锁回路。由于传统技术的落后，所以传统的联锁回路设置并没有接入控制回路中，也存在着一些无法避免的安全隐患。在负荷侧中，可以将连线开关的联锁点更好的接入分闸回路里，进而保证电源的安全稳定运行。

第二，控制发电厂内的变压器和控温器的电源。发电厂里用的变压器和温控器的电源大多都是来自于动力电源。在系统的正常运行中，如果温控器不能正常的工作，就无法对变压器的温度进行准确的检测，也会给人员的正常工作带来不必要的麻烦和困扰。所以要保证设备更好的运行和供电，就需要保证变压器和温控器的电源稳定。

第三，更改发电厂的低压开关的脱扣器。在以前落后设备的使用过程中，发电厂系统配置没有得到优化，低压开关所载的负荷没有达到预期的设定标准，所以也就达不到特定的工作条件和环境，开关脱扣器的保护和监测功能就不能得以正常的运行。为了保证发电厂的有序进行，设备的高效运转，发挥真正的作用，为工厂带来社会效益和经济效益，进而使得脱扣器的辅助工作有效的进行。

3 改造后的效果

一方面，就改造效果来说。经过一段时间的调查研究发现，本次改造的一次设备运行正常，不但杜绝了以往发生的种种问题，还在很大程度上提高了系统的自动化程度和整体性能。具体的来说：一是，断路器和电流负感器的增设，不但大大减少了主变的投、退时间，还使得保护动作不会再作用于出线断路器，大大增强了其可靠性。二是，母线保护装置的应用，有利于提高系统保护的选择性和用电的可靠性。三是，干式绝缘穿墙套管和电动隔离开关的使用大大减少了工作强度，还为设备的自动化提供了有利支持。此外，二次电缆、发电机电流互感器及主变端子箱的改造更换，对于主变风机控制能力的提高和系统的安全稳定性的保障来说也是极为重要的。

总之，随着科学技术的大力创新，必将会带动更多的企业快速发展，水力发电厂对一次设备实施的技术改造适应了时展的需要，必将进一步提高水力发电厂的综合实力。

参考文献

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论文关键词：实践教学；创新能力；模块化；教学体系

科学技术和现代经济的高速发展需要基础知识和专业宽厚、具备创新精神和创造能力的高素质人才。突出综合素质与能力培养是高等学校本科教育的目标。教育部早在《关于加强高等学校本科教学工作提高教育质量的若干意见》文件中明确指出：“实践教学对于提高学生综合素质、培养学生的创新精神与实践能力具有特殊作用。”因此，高等教育必须适应社会经济发展对人才的需求，实践教学始终是人才培养的重要环节，有着其他教学过程无法替代的显著作用。应用型人才应具有一定的理论基础、较高的专业技能和很强的工程实践应用能力。根据北京建筑工程学院“立足首都，面向全国，依托建筑业，服务城市化”努力培养为城市化服务的、德智体美全面发展、具有工程实践能力和创新意识的应用型高级专门人才的办学基本定位，针对北京地区二类学生的学习基础，结合北京建筑工程学院（以下简称“我院”）的办学特色和历届毕业生的追踪反馈信息及建筑生产企业对高校教学的要求，对“电力电子”、“电机拖动与自控系统”及“交流调速”课程体系进行系列实验教学改革。

一、课程体系总体结构

根据我院办学定位，提出了以“工程应用能力”培养为主线，专业内容以“应用为目的”，基础理论以“够用为尺度”的教学改革思想。通过对课程的基础理论和实践环节进行调整，强调了掌握概念、强化技能、培养工程应用能力的教学重点。明确了专业课程教育目的是为北京市城市经济建设培养从事建筑行业及相关领域的工程技术应用型人才。建立起了以北京重点实验室“建筑电气与智能化实验教学中心”为核心，搭建起多层次、模块化教学为主平台，辅以多元化教学方式的实践基地。

二、传统课程存在的问题

目前，我国普通高等学校的教学模式普遍存在着重理论轻实践的现象。由于我院电气工程及自动化专业是由传统工业企业自动化过渡而来的，是一个强电为主，强弱电技术、计算机技术相互渗透的宽口径专业，而“电力电子”、“电机拖动与自控系统”及“交流调速”课程的特点是所涉及的基础理论和知识面广，要求基础理论扎实，学生要有很强的分析问题和解决问题能力以及实践能力。而传统课程表现出教材厚、内容广、学时多，教学过程强调的是知识的系统性和理论的完整性，缺乏工程应用的针对性和实用性，尤其是课程所设及的内容不能结合建筑领域，学生不知上述课程学完以后在建筑行业能有什么用处，学习积极性不高，这种学术型的教学模式显然不适应对高级应用型人才培养的办学目标，因此，对上述课程改革势在必行，为了强调工程应用能力的培养，首先需要改革的便是实践教学环节。

三、教学内容的改革与实践

1.改革实验教学体系，探索新的实验教学方法

近年来，我院实验中心在如何拓宽学生素质培养平台，强化创新意识、创新能力的培养等方面进行了一系列有针对性的研究和实践。

（1）调整实践教学计划。在学时安排上增加了实验学时，压缩了理论学时，如电力电子实验课由过去的6学时改为8学时，并增加了2周电力电子综合大实验。将“交流调速”与“直流拖动控制系统”两门课程合并，原实验学时不变。把原有3周直流调速系统设计大实验改为4周交、直流调速系统综合实训。为此，新购进20套实验设备。同时为了提高实验设备的利用率，将“电力电子”、“交流调速”、“电机拖动与自控系统”课程的实验分为不同学期，这样可以使学生由过去的3个人一组改为2个人一组，增加了学生的动手能力。

（2）完善实验教学体系。在实验中心的正确领导下，和任课教师一起修改了实验教学计划、实验大纲，重新编写了实验指导书。完善了学生重修、重做一般性实验、综合性实验、设计性试验及实训管理制度，学生实验登记制度。从教学管理上督促学生从思想上重视实践能力的培训。

（3）重视实验考核和实验成绩。在实验教学的考核上，强调要严格按照实验教学大纲和项目中规定的考核标准进行，既有实际操作技能的考试，同时增加了笔试内容，提高实验成绩在期末成绩的比重，平时实验成绩占期末总成绩20%~30%，特别注重过程考核和综合能力测评，以确保实验教学质量。对于综合实验，设计型大实验及实训课，采用单独考试，以答辩的形式进行考核。几年来取得了明显效果。

现在“电力电子”、“交流调速”、“电机拖动与控制系统”的实验教学正按照教学改革计划制定的实验教学体系有目的、有步骤地进行和完善。从已完成的实验项目来看，教学的目的性、针对性及其实际效果都有了明显的提高。 转贴于 　2.建立多层次、模块化教学体系

根据对人才所需知识、能力和素质结构的要求，重新构建了电专业教学体系，确定了由易到难循序渐进的分层次、模块化教学方法，强调了理论与实践并重，理论为应用服务的原则，增大实践教学环节比重，采用“基础、综合、设计和实训”多层次实践教学模式，体现以培养具有独立思考和创新精神和创新能力为重点的教育特色。

（1）基础性实验。基础性实验多以验证性为主，属于培养学生的认识实践能力。主要对学生进行实验基本知识、基本方法、基本技能的规范性、严谨性训练和指导。通过这些基础实验，使学生掌握常用仪器、仪表的使用，学会参数测试、实验数据的记录，实验结果分析等基本实验技能。以培养学生实验操作能力为目的，巩固深化理论知识。这其中安排了锯齿波触发器实验、单相桥式可控整流实验、三相半波可控整流实验、三相全波可控整流实验、开环直流调速系统实验、单闭环直流调速系统实验和三相交流调压调速试验等。通过这些实验教学，加深了学生对基础理论知识的理解，培养了学生学习的兴趣，养成了严谨、求实、科学、思维开放的实验作风。

（2）综合性实验。综合性实验是培养学生动手能力、开发智力和创新意识而进行的实验教学。要求学生对所学的知识能灵活掌握，培养学生对专业理论知识的应用能力，锻炼学生综合实验技能，积累科学实验经验。在验证性实验的基础上，形成具有综合知识内容的综合性实验。主要安排了三相可控整流仿真系统实验、双闭环直流调速系统试验、异步电动机SPWM与电压空间矢量变频调速系统实验、基于DSP的矢量变换控制与直接转矩控制变频调速系统实验。这些实验涉及到模电、数电、电力电子、自控系统、电机拖动、自控理论及交流调速等课程。学生通过综合性实验，将这些知识有机的串联起来，达到了培养学生综合应用知识和创新能力的目的。

（3）综合设计性实验。主要是培养学生独立分析问题和解决问题的能力、科学的研究和创新能力。创新能力是在认识能力、应用能力培养的基础上进行更高层次的能力培养。我们在实践教学方法中采用了开放式的实践教学模式，学生可以随时进出实验室。我们主要教学计划是：第一，安排2周时间，通过电力电子等课程所学知识，设计制作一台不间断稳压电源；第二，安排3周时间，设计调试直流拖动双闭环调速控制系统。

综合设计性实验课一改过去教师扶着学生走的传统实验方法，而让学生自己设计原理图、硬件电路及流程图。并亲自动手焊接、调试电路。这对学生是一种全新的实验方式，在这里将给学生一定的自主权，使他们面对实际问题来发挥自己的聪明才智，检验自己的学识水平，在解决实际问题中来提高自己分析问题和解决问题的能力。学生学会了查阅文件资料，撰写论文，总结经验，最后拿出自己的设计制作实验成果，为今后科学研究打下基础。

（4）工程实训。注重培养学生的专业技能和动手能力，强化工程应用能力和实操训练是工科院校教学实践的内容。结合我院的办学定位和行业特色，明确了专业课程教育目的是为北京市城市经济建设培养从事建筑行业及相关领域的工程技术应用型人才。为此，电信学院建立了“建筑电气智能控制中心”实训基地和电力电子与电力传动控制系统大兴校区实训基地。两个实训基地，可完成电梯控制系统、风机水泵交流变频调速控制系统、空调控制系统、消防控制系统、动力和照明配电系统、低压电器控制设备等内容的实训。这些系统完全是建筑电气领域中真实系统的微缩，完全模拟实际系统运行的真实情况，是真实可操作的实验系统。它突出行业特点，整个工程实训过程也就是巩固理论、扩展知识面、增加动手能力和开拓智力的过程。它使以往所学的知识在紧张的思维设计、巧妙的具体使用中得到升华，并在解决一个又一个的难题中得到乐趣。

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作者简介：郭正林（1973-），男，陕西神木人，神华神东电力有限责任公司郭家湾电厂生产技术燃运专业A级主管，助理工程师；李国锋（1982-），男，陕西神木人，神华神东电力有限责任公司郭家湾电厂生产技术部专业主管，助理工程师。（陕西?府谷?719408）

中图分类号：TK223?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）24-0148-02

一、原有除尘器简介和效果差的原因

郭家湾电厂是神华神东电力有限责任公司为实现资源综合利用，保护环境，提高经济效益，在陕西省府谷县大昌汗乡投资建设的一座煤矸石发电厂。神东电力郭家湾2×300MW工程于2008年6月19日正式开工建设，两台机组分别于2010年6月28日和2010年9月11日顺利通过168时满负荷试运，进入商业运行阶段。

郭家湾电厂输煤系统叶轮给煤机（汽车卸煤沟内）原设计的跟踪式整体立式冲激式除尘器从调试到运行以来，除尘效果极差，汽车卸煤沟内粉尘浓度严重超标，安全隐患十分严重，也给输煤环境、运行操作、检修工作带来了一系列问题。主要原因是：

第一，叶轮给煤机落煤管下端没有安装导料槽，扬尘严重。

第二，叶轮给煤机落煤管下端没有安装平衡器，导致皮带经常跑偏落煤扬尘。

第三，叶轮给煤机传动轴护管与叶轮机下沿内侧形成夹缝，时常夹住矸石或石块，卡死叶轮。

第四，煤仓底沿角钢面，焊缝突出，多处缺损和弯曲，导致叶轮给煤机下沿密封橡胶版撕裂漏煤扬尘；钢板压条扭曲，时常发生卡住叶轮机不能在轨道上运行的现象。

第五，叶轮给煤机下沿密封材质低劣，极易变形麽损，起不到到密封作用，导致大量漏煤扬尘。

第六，煤仓外壁凸凹不平，导致挡煤翻盖吊耳不在一条直线上；而且挡煤翻盖吊耳安装高低不平，也不在一条水平线上。因此造成挡煤翻盖转动不灵，经常出现卡轴现象，致使多数档煤翻盖变形、扭曲，不能使用，造成大量煤尘涌入作业空间。

第七，挡煤翻盖钢板薄，不仅在叶轮给煤机翻转架推挑之下易变形扭曲，而且因重量不足，经不住下落煤流冲击，导致落煤扬尘。

第八，叶轮给煤机翻转架推起煤仓翻盖时，造成叶轮给煤机前后高40厘米，长4.2米的煤暴漏面，尤其是行进前方2.1米长煤暴露面，形成自然滑落煤流而大量扬尘。

第九，煤仓翻盖上方与煤仓壁有15厘米宽缝，煤进入煤仓时，大量煤尘通过该缝隙涌入作业空间。

第十，叶轮机没有顶盖，落煤管与机壳分体，有15厘米中缝和侧缝，造成严重扬尘。

第十一，水箱容积0.6立方米，按用水量2%计算，正常输煤时仅够使用4分钟。停机人工加水费时，严重影响输煤量。喷头安装位置不对，起不到水雾帘封尘作用，且都已被煤块挤压折断而损毁。

二、无动力除尘器的工作原理

根据空气动力学原理，应用气体流体力学最新研究成果开发的PWY系列皮带输运无动力抑尘设备，使皮带输运转换过程中产生的湍流粉尘气体，经过涡流、环流等约束运行方式和先进的综合技术措施，充分释放了粉尘气体的动能，使粉尘回落皮带输运物料表面；并通过回流管使出料口产生相对负压，杜绝了粉尘气体的外溢，从而达到抑尘目的。

三、技术创新与性能

1.技术创新

（1）涡流降尘装置，对物料在落料管内下落形成的湍流粉尘气体进行第一次导流、扰流、减速，消除了大部分粉尘气体的动能，实现初级降尘。

（2）环流降尘装置，对经过涡流降尘装置处理过的气体进行第二次导流、阻流、静电吸附，实现二级降尘。

（3）微尘吸附分离装置，对经过涡、环装置处理后的气体再次进行吸附分离，达到最终除尘要求。

（4）对布袋除尘器不能解决的粘性大、附着力强、粉尘量极大的物料，具有独特的除尘优势。

2.性能特点

（1）无动力消耗，无噪音，全过程自动控制；不产生二次污染，除尘效果完全达到“作业场所空气中呼吸性煤尘卫生标准”。节能节水绿色环保装置。

（2）投资少，使用寿命长，设备主体免维护，运行维护费用极低。

四、输煤叶轮给煤机除尘器改造

给给煤机加装导料槽（加16Mn衬板），实行内封闭（防溢裙板用聚氨酯材料）；加装流煤漏斗，翻盖开启时自然滑落煤流由此落入导料槽内；在流煤漏斗内安装煤尘逆止器，防止煤尘上溢；主煤流管中下落煤流产生的煤尘气体经副煤流管回流到主煤流管上部，形成内循环，使导料槽出煤端内外压力平衡，达到抑尘目的；在导料槽内安装微尘吸附分离装置，对漂浮在导料槽中的微小粉尘（能引起尘肺病）进行吸附分离。

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一、儿童音乐学习心理的特点

(一)兴趣与好奇心是儿童音乐学习的动力

心理学证明，兴趣是儿童主动学习的唯一动机。他喜欢就学，不喜欢就不学，或不爱学，即使你强迫他学，一般也不会有好的结果。因为在儿童时期，他的认知和思维能力有限，不可能对某一事物做出理性的判断，不能像成人那样为了某种需要去做。他只能凭自己的兴趣，而且这种兴趣还是不能持久的，很容易发生变化。或者渐渐浓厚，或者渐渐淡化。对音乐的兴趣也是如此，因此要深入对音乐的学习就必须始终引发学生的兴趣。

(二)感性是儿童音乐学习反应的主要形式

儿童对音乐的反应，首先是感性的反应，而不是理性的反应。儿童音乐学习的感性反应主要包括歌唱的反应、表情的反应和动作的反应。

(三)个性和差异是儿童音乐学习心理的明显特征

个性也是儿童音乐学习心理的特征之一，随着年龄的增长，儿童的个性会越来越强，逐步形成自己的个性。东北一带的孩子从小就会哼唱两句二人转，而江浙一带的孩子从小就会哼唱两句评弹，这是和地域的熏陶分不开的。所以经常受健康音乐的熏陶，就会喜爱健康的音乐，形成良好的个性。

二、如何根据儿童音乐学习心理特点改进音乐教学方法

(一)通过多种途径，培养学生学习音乐的兴趣

.以音乐的美，激发学生学习音乐的兴趣

美的事物不仅使人获得美感，而且是产生兴趣的源泉。比如用我们完美的范唱给学生展示出所要学习的歌曲，从而激发了学生也想学唱的愿望；用我们娴熟的技巧为学生吹奏一首优美动听的口琴曲，学生们就会迫切的拿出口琴来，也要学着吹奏。这就是音乐的魅力，它是激起学生强烈学习音乐兴趣的重要因素。

.引导学生探索音乐，提高学生学习音乐的兴趣

儿童对音乐的兴趣是从对不同的声音探索开始的。新生入学的第一节音乐课就是从探索生活中的声音开始的，如我们的脚步声，风声、雨声等等都蕴含着节奏和旋律。学生从而认识到，音乐不只是唱歌、演奏，它和我们的生活是密不可分的。随着学生年龄的增长，引导他们探索乐曲的音色、结构等，进一步加强音乐与生活的联系。培养学生对音乐的兴趣和对声音的感知，正符合儿童的这种音乐学习心理的特点。

.成功的体验，保持学生学习音乐的兴趣

对音乐的兴趣就在获取成功的过程中。当学生经过学习能够演奏一首小曲时，他获得了成功的喜悦，也进一步巩固了学习音乐的兴趣。根据儿童的心理，他们很容易得到满足，满足的同时又进一步产生了兴趣。因此，在音乐教学中，不能让学生感到失望，感到高不可攀，逐渐淡化兴趣，乃至丧失兴趣，要让学生经常获得成功的喜悦，在音乐实践中始终保持学生的音乐学习兴趣。

(二)丰富教学手段，增加学生的音乐感性体验

.组织学生体验、感受音乐

体验性是现代学习方式的突出特征。音乐课的学习首先要通过聆听、体验和感受音乐来进行。如何把学生这种看不见、摸不着的对音乐的初次体验变成可监控的状态，就需要教师在学生初听之前设计一些简单的提问，学生带着问题去听，听的目的就明确了，在听的过程中就会全神贯注，积极思考，认真听辨，根据自己的体验和感受努力从音乐中找到答案，最后用自己的语言总结出来，这样的思考过程充分发挥了学生的主动精神。

.组织学生参与音乐实践活动

学生对音乐的体验还来自于参与音乐实践活动。如学生一曲声情并茂的演唱使得自己如醉如痴，同时也带给了我们“听众”愉快的感受；小小口琴使得学生们找到了演奏家的感觉，每个学生根据自身条件分别演奏难度不同的曲子，“课堂教学要面向每一个孩子”在演奏口琴的实践活动中已不是一句空话；歌舞表演是学生们最喜爱的了，学生们在这一项实践活动中充分释放情感、展示自我，表现自我。通过积极参与音乐实践活动，学生在体验着音乐美带给他们的快乐，享受着成功的喜悦。

.动静交替，丰富学生的音乐体验

音乐是最具韵律感的艺术，旋律的起伏、节奏的张弛，使人情不自禁的跟着动起来。对音乐的动作反应既是先天的也是可以培养的。小学低年级阶段要增加律动的教学，通过身体的动作表达对音乐的感受，丰富学生的音乐体验 。

    (三)尊重个体差异，培养学生的创新精神

艺术有高低不同，没有对错之分，所以教师就是要尊重学生个体性的差异，使学生独特的个性得以张扬、创新精神得以发展。培养儿童的音乐创造力，首先是培养学生的创造性思维的习惯。如要敢于发表与他人不同的意见；要善于从不同的角度去看问题；要有强烈的好奇心和勇敢的探索精神；要有自信心，敢于坚持自己的意见等。

.注重积累，培养学生的音乐记忆力

教师应在平时的教学中有意识地让学生哼唱并背诵一些经典作品的主题旋律。视唱法便可以起到加深学生对音乐主题的感受和记忆作用。视唱法即在音乐欣赏前、欣赏中或欣赏后，演唱作品的主题旋律。例如在欣赏《风笛舞曲》前，我把其主题旋律作为视唱练习让学生演唱。加深印象后再欣赏这首乐曲，每当主题旋律出现时，同学们都会不由自主地跟着唱起来。当对乐曲有了一定的了解之后，再来视唱主题，一边唱，一边感受风笛的形象。最后，或经过一段时间之后，再来让学生哼唱一下风笛的主题，很多同学都能够脱口而出。

.培养发散思维，丰富学生想象力与联想力

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中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）11-0075-02

电力电子技术在电力系统中的应用有较长的历史。早期的直流输电采用大功率晶闸管阀作为换流阀，现在轻型直流则采用IGBT器件。自20世纪80年代，柔流输电（FACTS）的概念被提出来后，电力电子技术深入到电力系统的发、输、配各环节中，成为新型学科领域。[1，2]学科方向涉及电力电子、控制理论、电力系统分析、高电压等多门学科领域，具有较强的综合性。

为适应新技术的发展，国内高校大部分电气工程专业都开设了该课程。但该课程内容的高深让学生和教师都感到困惑。笔者曾讨论过本科生课程建设内容，提出了合理的教学改革方案，[3]但研究生课程建设不同于本科生课程建设，研究生课程体系强调提高应用特色和构建实践创新教育模式。笔者结合自身的教学实践，做了有益探索。

一、国内高校课程建设现状

对国内高校该课程开设现状进行了调研，见表1。

该课程作为电力系统自动化或者电力电子及其传动专业的专业选修课程。学分是2学分的高校为75%，学分是1学分的高校为25%。课程名称不统一，有“复杂电力电子系统”、“柔性输电技术”等。授课教师的专业背景：电力系统专业背景的教师占90%，电力电子技术专业背景的教师占10%。国内设置有传统的电气工程专业的重点大学均开设了此课程，一般电力院校也开设了此课程。课程考核方式中，笔试占80%，作业占20%。教材包括：清华大学出版社出版的《柔流输电原理与应用》；机械工业出版社出版的《柔流输电系统》和《电力电子技术在电力系统中的应用》；中国水利水电出版社出版的《柔性输电技术概论》。重点院校在专业选修课的师资上均配备了从事该方向的教授级研究人员，一般电力院校则是从事该方向的副教授以上研究人员。选修该课程的研究生依据导师的研究方向而选修，一般在该方向实力较强的高校的课题组的研究生选修较多。通过调研发现，主要有以下几个问题：

1.知识点较多且杂乱

电力电子技术在电力系统的输、发、配电各个环节都有应用，课程内容丰富，知识面广。但教师只是在某个问题上有所专研，不可能面面俱到。如：懂电力系统的教师却不懂装置；懂装置的教师却不懂电力系统。

2.研究生层次不一

研究生依据选修方向而选课。电力电子传动专业的学生不懂电力系统；电力系统专业学生不懂电力电子技术。讲授某方面知识点过深时，部分学生就会跟不上教师进度。

3.书本跟不上技术的发展

电力电子技术极大地推进了生产力，新型技术在电力系统中的应用非常迅速。如柔性直流输电技术在中国从35kV的示范工程发展到300kV的示范工程，传统的直流输电面临着被柔性直流取代的局面。但现有教材对于柔性直流的介绍却很少。

二、上海电力学院课程建设现状

上海电力学院于2005年开设了本科课程，本科课程名称为“柔性输电技术”，在2009年开设了研究生课程，研究生课程名称为“电力电子技术在电力系统中的应用”。本科生课程的学分为1分，研究生课程的学分为2分。研究生授课教师均为副教授以上研究人员，在该方向上都有过研究经历。现主讲教师为2名，一位为电力系统背景，一位为电力电子技术背景。考核方式为大作业形式，教材采用上海电力学院教师编写的《柔性输电技术概论》。在“电力电子技术在电力系统中的应用”课程的多年专业教学中，存在如下几个教学问题：

1.教学内容过于深奥

该技术处于学科前沿领域，科学专著较多，但教材较少，可选择的教材《柔性输电技术概论》偏重于柔流输电，《电力电子技术在电力系统中应用》偏重于电力电子。教学内容方面有与电力电子技术重复之处，未能与专业核心课程很好的衔接。

2.教学方法未与时俱进

研究生专业教学与本科教学有极大的不同，理论的深度和广度都超于本科教学。面向本科的教学方法不适应研究生教学。研究生教育要培养创新人才，教师要引导学生去发现问题、解决问题。

三、教学内容构建

针对知识点内容分散和衔接度不够紧密等问题，笔者对教学知识点进行梳理，如表2所示。知识内容体系构建为五大模块：学科综述、基础理论、发、输、配应用。对知识模块中的教学内容和知识点做了设计。对电力电子装置的应用有所选取，抓住实际工程中主要应用的类型。在教学内容组织上，教学重点放在发、输、配的应用上，尤其是输电网的应用。发电应用主要讲述风力发电机组的控制；输电网应用主要介绍串补、并补装置和柔性直流输电；配电网应用主要介绍有源滤波器装置。基础知识模块的内容设计是为了应用做准备，该模块介绍了电力电子装置接入电力系统的建模方法和大功率变量器拓扑结构的基础知识。这些属于电力电子装置的共性知识。这种教学内容的安排可以承接电力电子和电力系统基础知识，又能强调本门课程的特色。

四、团队研讨型学习方式

传统教学方法以灌输为主，选修课的教学方法采用传统教学方法，教学效果不好。文献[4]介绍了团队教学方法在控制理论课程中的应用。“电力电子技术在电力系统中的应用”课程也引入了团队教学方式。团队教学牵涉两个方面：教师要设计好研究内容，学生要分工明确。团队教学组织见表3。在研究内容上以应用为主进行划分，按照发输配环节，给学生若干个任务。如可控串补装置在电力系统应用中可以组建一个3人的团队：1人研究可控串补提高系统输送能力，侧重于电力系统；1人研究可控串补的控制算法；1人研究可控串补的装置设计。可控串补的理论从机电暂态到电磁暂态各个层面均有，学生任务各有侧重。在考核环节，学生的成绩由团队学习质量和论文质量两部分综合评分。团队学习质量和论文质量各占50%。

五、教学反馈

学期结束后了解到，教学效果较好。学生团队90%完成任务，10%的学生团队接近完成任务。各专业的学生都能较好地分工融入团队，对装置的原理能深入理解。通过仿真计算环节，学生们普遍提高了研究能力和创新能力。通过对知识点的梳理，教师对本课程知识点的理解更加全面，学科知识融合度也大幅提高。但由于团队教学课堂上不能花费大量时间指导学生，加上团队课外交流不够，也影响了团队教学组织质量。对于存在的问题，将在以后的教学中采用流程优化、加强监督等措施加以改进。

参考文献：

[1]张文亮，汤广福，查鲲鹏，等.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].中国电机工程学报，2010，30（4）：1-6.

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1 MATLAB软件及应用简介

短路故障时电力系统运行中经常发生且后果较严重的故障。由于电力系统的动态运行分析不易在实验室条件下模拟实现，故可以利用计算机进行动态仿真研究。计算机仿真的突出优点是可行、简便、经济。常见的计算机仿真软件有PSCAD/EMTDC、EMTP等程序。其中Math Works公司开发的MATLAB软件，可以在它的Simulink模块环境下直接搭建电力系统模型，，充分体现了计算机仿真技术的优越性。基于上述因素，使MATLAB成为电力科研、工程与教学中一款非常实用的基础应用软件。

MATLAB进行电力系统仿真时常用的模块包括：（1）Simulink基本库；（2）PSB（Power System Block）电力系统模块库。

在研究电力系统动态运行特征时，合适的计算机模型的搭建起着至关重要的作用，模型应能最大限度地再现实际中的电力系统。利用PSB中封装好的模块搭建系统，并对各元件理想化设置，对各元件的参数也作了一定的取舍与简化。利用不断更新与完善的模块库搭建的系统基本能模拟实际电力系统动态运行的特性，成为对电力系统进行分析、设计、仿真、应用的一个得力工具。

2 中性点不接地系统单相故障分析

由于中性点不接地系统接地电流很小，而其零序阻抗主要为对地电容支路的容抗，因而在分析时我们作如下简化假设：忽略零序电流和负荷电流在线路上的压降。

2.1 单相接地故障分析

（1）A相接地时故障点k边界条件

UAK=0

（2）故障点k的零序电压

（3）故障点处非故障相产生的电容电流

（4）由于忽略零序电流和负荷电流在线路上的压降，全网各相电压相等。对于非故障线路，保护安装处测得的零序电流。

（5）对于故障线路，保护安装处测得的零序电流。

由上述分析可以得到以下结论：

非故障线路零序电流为线路自身的电容电流代数和。容性功率为从母线流向线路。故障线路零序电流全系统电容电流代数和减去故障线路自身的电容电流代数和。非故障线路保护安装处测量的零序电流是线路本身的电容电流。零序功率为容性，方向为从母线流向线路。故障线路保护安装处测量的零序电流是全系统非故障线路零序电流的总和。

利用上述故障特点可以构成故障选线及保护判据。

3 建立SIMULINK仿真模型

利用Matlab中的PSB模块搭建一个简单的系统模型，模型参数设置如下：模型中电源为三相交流电源，电压设置为6000V。变压器选用双绕组三相变压器（Three-phase Transformer Two Windings），变比设置为6000/660，接地方式选择中性点不接地。经变压器反馈出三条支路（L1、L2、L3），支路选用三相π型集中参数等效线路，分别连接于一个三相RLC串联负荷（Three-Phase Series RLC Load）在支路L3中利用三相故障模块（Three-Phase Fault），将其中故障相设置为A相，以便实现单相故障模拟，故障时间参数设置为0.2s-0.4s。在各支路前设置三相电压/电流测量模（Three-PhaseV-I Measurement），从电压电流引线出接示波器模块（Scope），其中连接电流示波器模块前添加一个增益模块（Gain），增益设置为1/3，以反映出线路零序电流与正相电流之间的数值关系。

在simulation中设置运行参数，运行开始时间（start time）：0.0s；运行结束时间（stop time）：0.5s；算法（slover）：ode23tb（stiff/TR-BDF2）；最大步长（Max step size）：auto； 最小步长（Min step size）：auto。

4 仿真结果

完成上述工作后，点击start simulation，从各支路电流示波器（scope）中得到一下结论，系统在初始时刻至故障开始时间（0.00s-0.04s）时，运行正常，三条支路中无零序电流出现。0.04s开始发生故障，直至仿真结束时间，故障依旧存在。在这段时间内，三条支路出现了零序电流，，支路1、2的零序电流的代数和等于支路3的零序电流值，且支路1、2零序电流的方向与支路3零序电流的方向相反。

根据零序电流保护原理易知，故障支路零序电流大小为非故障支路零序电流之和，且方向相反，可以获知支路3为故障支路。

从以上易知，在故障发生之前（0.00s-0.04s），三相电压对称运行，故障发生至仿真结束（0.04s-0.5s），A相得电压变为0，B、C相的电压较之前升高，从数值看，恰为该系统正常时的线电压。由此，可以得出，该故障支路中，故障相为A相。

综上所述，通过观察仿真中的零序电流波形，可以判断出故障支路，然后从故障支路电压波形中判断出故障相。

5 结语

电力系统单相故障占电力事故发生几率的65%，如果对发生的各类单相故障不能及时排除，就有可能使故障扩大。因此，在工程、科研与教学中，对单相故障的研究有着十分重要的意义。利用MATLAB仿真软件中的SIMULINK环境，可以使负载的运行分析过程直观、形象，对深入掌握电力系统故障问题的理论以及计算方法有着积极的作用。

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目前我国电力企业的设备管理仍然沿用较早时期的管理方式，特别是电气设备的检修还是以时间为基础的定期检修制度。特别是近十年来，传感技术、微电子、计算机软硬件和数字信号处理技术在电力行业中得到了广泛的运用。这使得多年来的使用的电力电气设备的检修方式慢慢不适合于电力行业的的发展。电力电气设备的检修随着时代的发展，已经开始慢慢从以时间为安排检修作业到在线监测设备情况并按其状态来安排检修作业。通过这样的具体应对设备状态来进行检修作业，我们就可以减少出现维修资源或劳动力过剩、盲目维修、维修成本过高的情况出现，特别是在电力设备状态监测及故障诊断中我们把智能系统应用其中,就可以在设备状态监测的基础上把先进诊断技术的融入到状态检修之中，让电力设备的检修变得更加即时、简便、高效。

电力电气设备的状态检修

因为多年来电力技术水平的高度发展，这使得我们的供电网络、配电系统的健康状况也有了很大的提高, 电力系统的设备故障率也慢慢降低，电气设备的在线监测和带电检测方法也是越来越丰富。我们针对各种电力设备采用有效监测措施，制定完善检修管理程序, 根据电力设备的实际运行情况来究制有针对性的状态检修办法, 再依据办法中的作业需要而提出合理的设备检修计划, 这就是我们应该大力推行的电力电气设备的状态检修。状态检修可以看作是一个多门学科专业的结合体，它结合了传感器技术，电力电子技术，信号测试技术，自动控制技术。这些专业结合就是为时实、准确的了解设备的运行状态及状态变化的情况。状态检修从实质技术角度来看就是，根据其电力系统中设备运行状态的变化数据，预测并发现设备的故障前兆，使用在线监测或诊测技术等快速地确定故障部位和性质，我们可以按上述测试的结果确定维修时间的一种检修制度。

从多年来电力行业的设备检修作业情况来看，状态检修对设备的技术管理要求较高，要有长期设备运行、检修和试验积累的资料和经验这是必须的，并且在电力系统的电网中有较成熟的在线监测装置以准确的监测设备状态, 并有一套较完整的综合分析诊断的方法来配合状态的分析。对设备进行状态分析与诊断是状态维修的前提与基础，设备状态分析就是要判断出设备目前处于什么样的状态，是正常的稳定运行还是有潜在故障的发生，电网各参数的变化是否在正常范围内波动、某设备故障发展期有多长以及该故障可能的发展趋势及严重程度等等。

电力设备状态检修的技术要求

从状态检修的定义我们可以看出，要做好状态检修我们就必须对设备状态进行监测、诊断以及分析。状态维修的技术主要包含状态监测技术、状态评估技术、状态预测技术等。

通过监测在运行设备的健康状况，以识别其已经出现的或快要出现的故障或缺陷，并能分析和预测检修的时间，有效地减少设备出现损坏或故障是设备状态监测的目的。因为电力系统在工常工作电压下测量的特征值通常要比设备出厂时所做预防性试验情况下所加电压下的同一特征值正确度高，这种数据更能真实地反映电力设备运行的实时状态。综上所述我们可以知道，状态实时数据采集、数据分析及状态特征提取、设备状态评估或故障诊断分类是电力电气设备状态监测的三个步骤。状态监测对电力系统中很多设备都能进行智能监控，电力系统状态监测的目标对象主要是要是电厂、工矿企业以及铁路牵引电力系统的重要电气设备，例如变压器、发电机、电缆、断路器等。

设备诊断的目的是以设备状态监测技术的导向，因为设备故障模式种类繁多，所以我们要选用适当方法和监测装置测试出设备的状态信息，而且还要对这些采集到的数据信息进行处理。在这个数据采集过程中测试仪器可能受到一些干扰数据，我们就必须排除各种干扰信息，正确提取到能反映设备实时状态特征的信息，这就是状态检修中的信息检测处理技术。

状态预测则是采用科学的方法把诊断数据与经验值或设计值（可确定设备是否正常工作的系列阈值）进行比较以对设备的状态变化，或已出现故障的状态发展趋势做一个预测。时间序列法、回归分析法、模糊预测法、灰色预测法、人工神经网络法等是我们在状态预测这个步骤中常用的方法。设备状态是状态检修的基础，有了状态才会出现检修。使用预测设备状态变化的方向的方法．提高设备可靠性和使用寿命为目标的一种设备检修方式。只有通过对设备进行状态评估之后才能确定设备的现行状态。因此设备的状态评估是进行状态维修的前提。

状态检修辅助决策及管理

状态检修是一个长期的贯彻工程的建设和使用的全过程，因为状态检修涉及到设备的最初始状态，以及在设备使用中的保养，和它使用报废阶段。所以设备的整个生命周期都是状态检修必须要关注的，它并不是一个单纯的检修工作。在设备检修管理过程中需要特别关注两点，第一是设备在初始投入电力系统时是就是处于健康工作状态，不应在其投入运行前就有故障的隐患。把状态检修作为设备检修的决策技术中的重要一种，状态检修的目标就是安排生产出设备检修的合理计划。第二在设备运行之前，检修人员必须要对设备的电气性能及在电网系统中所以的作用非常熟悉，对于设备的各种息包括设备的铭牌数据、型式试验及特殊试验数据、出厂试验数据、设备使用环境、各部件的出厂试验数据及交接试验数据和施工记录等信息。

对于电力电气设备状态检修策略的确定。我们可以通过分析设备故障模式的种类、评测检修设备时经济性和技术可行性，并结合实际设备的状态综合考虑电网情况，制定“状态检修策略管理设计”的框架。故障模式、状态监测、状态评估、检修决策、系统优化管理、故障管理、状态检修信息管理，这七个部份是我们在设备状态检修状态策略中必须包含的部分。

管理可以说是状态检修的根本，只有有效的策略管理成能把各种专业技术和合理的成本管理在检修作业中做有序的协调。首先加强状态检修的管理工作，才能提出有针对性的设备故障排除的检修策略和检修计划管理方案，尽量避免停电试验和检修维护的盲目，并减少检修作业本身成本及停电给用电企业带来的生产成本。提高电力系统的供电可靠性的目标并及时发现运行状态下电气设备的运行缺陷并及时检修和处理。要实现电力电气系统的稳定运行，状态检修辅助决策是必不可少的，我们还可以把设备台帐、试验、运行、检修管理和技术资料及智能管理系统融入到状态检修决策的管理之中，通过在各类设备状态实时数据的分析和诊断中所得到的设备运行状态结果，来确定检修决策，以实现电力设备状态检修。

参考文献：

[1]黄树红，胡扬，韩守木，火电厂设备状态检修概论[M]，武汉华中理工大学能源科学与工程学院，1998

[2]李常火，电力设备诊断技术概论[M]，北京水利电力出版社，1996

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中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）33-0038-02

为解决山东省高等学校面临的办学模式单一、同质化倾向明显、学科专业结构不能够适应经济社会发展等问题，山东省在地方高校中遴选了一批基础型、应用型和高素质技能型人才培养特色名校进行重点建设。山东理工大学（以下简称“我校”）入选了首批应用型特色名校立项建设单位，电气工程及其自动化专业是我校重点建设的专业之一。

根据我校的办学特色，以及电气工程及其自动化专业特点，设立的建设目标是立足山东半岛制造业和蓝黄经济区建设，面向全国城乡电网改造升级与智能电网发展，培养具有“基础厚、能力强、扎根基层、踏实肯干”的应用型人才。学校和学院从深化人才培养模式与课程体系改革，加强师资队伍建设，完善产学研合作体制机制，改善实验实训条件建设，增强社会服务能力，辐射带动专业群等6个方面对专业进行了建设。

一、专业基础及特色

我校电气工程及其自动化专业本专业前身为农业电气化专业，1977年开始招收本科生，1998年改为电气工程及其自动化。在30多年的发展历程中，始终以培养具有“基础厚、能力强、扎根基层、踏实肯干”的应用型人才为目标，积极服务于电力及其相关企业。本专业2007年被评为山东省特色专业，2009年被确定为国家级特色专业建设点;紧密围绕智能电网建设以及节能降耗等生产实际，形成了智能配电网自动化、输电线路暂态分析与保护、现代电气传动与节能技术、新能源发电及并网控制技术等特色优势方向。电气工程及其自动化专业所在的电气与电子工程学院现有4个本科专业，另外3个分别是自动化、电子信息工程、电子信息科学与技术。由于4个专业中既有“强电”专业，也有“弱电”专业，因此在发展和建设过程中，可以强弱结合，协调发展。

我国智能电网的迅速发展，加大了电力及其相关企业对电气工程及其自动化专业人才的需求。随着山东半岛制造业的蓬勃发展和山东“一蓝一黄”经济区建设的推进，城乡电力需求越来越大，城网、农网智能化改造升级陆续展开，对电力系统运行维护、设计开发、分析研究等人才需求越来越大。同时，相关企业对电气传动与节能、新能源开发利用等技术人才的需求日趋旺盛。因此需要紧密结合电力及其相关企业的人才需求，根据行业的动态发展，不断改革培养模式和课程体系，以实现学生知识、能力、素质协调发展。

二、人才培养模式建设思路及内涵

根据山东省特色名校的建设要求，以及我校的办学基础和特色，我校电气工程及其自动化专业的办学定位是应用型人才培养。在学校制订的“知识、能力、素质”三位一体的人才培养体系的大框架下，针对电气工程及其自动化领域的新发展、新要求，制订了“一强二弱，三融四化”的人才培养模式。

“一强”指电力系统强电知识和技能。主要学习电机、发电厂电气部分、高电压技术、电力系统分析、电力系统继电保护、电力电子等方面的知识和技能。

“二弱”指电力系统控制与通信两方面弱电知识和技能。其中在电力系统控制方面，主要学习计算机控制、电力系统微机保护、嵌入式系统、电气控制与PLC等方面的知识和技能;在电力系统通信方面，主要学习信号与系统、通信网络、无线通信、光纤通信等方面的知识和技能。

“三融”指企业技术人员融入师资队伍、学科前沿融入课堂教学、研究成果融入教学全程。其中企业专家融入师资队伍，指从企业聘请具有丰富工程实践经验的工程技术人员和管理人员担任兼职教师，举办讲座、指导毕业设计和实习，参与专业建设、课程开发和教研教改活动;学科前沿融入课堂教学，指将行业与产业发展形成的新知识、新成果、新技术引入课堂教学;研究成果融入教学全程，指将本专业在电力系统故障监测与定位、智能配电与用电、电气传动与节能、特种电机及其控制、分布式电源及其并网控制等方面的研究成果融入课堂教学和实践教学全程。

“四化”指课堂教学同步化、实践项目层次化、课程设计综合化、毕业设计实战化。其中，课堂教学同步化，指将数字电子技术、嵌入式系统基础等基础课实施“同步互动式”课堂教学改革，课堂教学与实践教学同步，教师与学生、学生与学生进行教学互动;实践项目层次化，指实践主要包括实验课程、电工电子实训和生产实习，实验课程由验证性加深过渡到综合性，由实验室过渡到实训中心，再由综合性发展到创新性，由实训中心过渡到创新实验室，分阶段分层次进行;课程设计综合化，指专业课程设计内容综合2门以上课程，3～4名学生设计一个题目，培养学生的创新意识和团队合作精神，为做好毕业设计打下良好的基础;毕业设计实战化，指毕业设计题目紧密联系科研课题或生产实际，实行一人一题，真题真做。

三、课程体系建设

课程体系建设是实现人才培养目标，实践培养模式的基础，在对电力行业及相关企业充分调研的基础上，结合我校自身特点和专业特色，紧密围绕智能电网建设、新能源开发与利用、厂矿企业节能降耗的发展需求，在专业课的设置上，构建“一强二弱，三融四化”课程体系，提出以精品课程体系建设为龙头，构建模块化培养框架，[1]在公共必修课、学科基础课和素质教育课的基础上，专业课由专业公共课、电力系统运行与控制、电力系统继电保护与自动化、电力电子及其应用4个方向模块构成，如表1所示。

表1 电气工程及其自动化专业课程体系

序

号 课程类别 课程名称 备注

1 专

业

课 强电课程 弱电课程 专

业

公

共

课

控制类 通信类

电机学

电力电子技术

电力系统分析

电气控制与PLC

高电压技术

电力系统电气部分设计

电力系统继电保护 自动控制原理

嵌入式系统基础

计算机控制技术

电气检测技术 信号与系统

现代通信原理

电力系统通信

电力系统安全分析

电力系统控制

学科前沿课（1） 学科前沿课（2） 电力系统运行与控制方向

电力系统微机保护原理与算法

电力系统自动化

学科前沿课（1） 学科前沿课（2） 电力系统继电保护与自动化方向

电力传动与控制系统

电力系统柔性输配电技术

学科前沿课（1） 学科前沿课（2） 电力电子及其应用方向

2 公共必修课 大学英语、计算机应用基础、C语言、基本原理、思想和中国特色社会主义理论体系概论、思想道德修养与法律基础、中国近现代史纲要、形势与政策、军事理论、体育、文献检索

3 学科基础课 高等数学、复变函数与积分变换、概率论与数理统计、线性代数、大学物理、工程制图、大学物理实验、电路、电磁场、模拟电子技术、数字电子技术

4 素质教育课 中国传统文化、大学生发展与职业规划、大学生就业指导、学科导论、经济学概论等

5 实践环节 入学教育及军训、社会实践、公益劳动、金工实习

电子工艺实训、电气工程实训、生产实习

模拟电子技术课程设计、数字电子技术课程设计、综合课程设计

毕业实践与毕业设计、毕业鉴定

提出对“嵌入式系统基础”“电机学”“电气控制与PLC”“发电厂电气部分”“电力系统自动化”“高电压技术”“电力系统继电保护”等专业核心课程按照省级精品课程标准进行建设;对实践性比较强的课程，如“电力系统安全分析与控制”“电力系统柔性输配电技术”“电力系统继电保护”“电力信息技术”等，开展校企共建，即按照企业工作流程、岗位技能和综合素质要求，确定课程结构、选择课程内容、开发专业教材、共同组织教学;先由学校的专业教师进行课程基础知识讲授，再由企业一线工程师进行实际项目的实战技巧讲解，并形成教学案例。

在培养计划的制订过程中，对专业课程教学内容进行了重新审视和更新，不求全和细，重视精和新，并且要求每门课程至少有3名教师可以讲授，制订了所有课程的教学大纲。在制订过程中充分注意了课程之间的衔接，剔除了后续课程中学生在其他课程中已经学习的内容，减少课程门数和课程内容的重复，实现了课程的重组和整合，提高了课程综合化程度。[1]

在教师教学过程中，鼓励教师进行先进教学方式改革。在山东省特色名校工程建设的资助下，学院通过硬件条件的建设，实现了“嵌入式系统基础”课程的“同步互动式”教学，即讲、学、练、考一体化的教学方式，取得了很好的教学效果，下一步将对“电气控制与PLC”等实践性强的课程进行“同步互动式”教学改革;另外，学院积极鼓励教师将科研成果向教学转化，改革教学内容，组织教学案例，对专业性很强的课程，如“电路系统自动化”“电力系统分析”等进行了“案例式教学”改革，[2，3]拓宽学生的视野;为了加强学生自主学习和创新能力的培养;鼓励教师进行“框架式”教学改革，打破传统的“教与学”课堂教学模式，在教学大纲和教师的引导下，让学生参与到课堂教学中来，并能自主创新的完成教学内容。

四、主要改革成果

第一，在“一强二弱，三融四化”人才培养模式的引领下，制订了电气工程及其自动化专业培养方案，对未来人才培养的培养目标、主干学科、课程体系、专业主干课程、主要实践环节及教学安排进行了规定，并进行了实施。培养方案中增加了实践性课程的比重，通过增加实验、实习、实训等环节的课时和科目，在保证质量的前提下，增强学生实践动手能力的培养，满足应用型人才的培养要求。

第二，通过“培养、引进、共享”的师资队伍建设措施，对人才队伍进行了建设，每年选派至少2名骨干教师到国内外知名高校访学，启动了青年教师素质提升工作，通过到知名高校助课、下企业锻炼、学历提升等渠道，对青年教师的教学和科研素质进行提升，同时每年至少聘任两名行业企业技术骨干担任兼职教师。

第三，对实验实训条件进行了建设，新建高电压技术实验室，110KV变电站仿真实验室，扩建了电力自动化综合实验室，使电气工程及其自动化专业的实验实训内容更加贴近行业及相关企业的生产实际。

第四，积极发挥已有精品课程的示范和引领作用，按照精品课程的标准建设了多门核心课程、校企共建课程和双语课程，形成高质量课程教学资源。

第五，通过电气工程及其自动化专业建设的带动作用，促进自动化、电子信息工程、电子信息科学与技术等专业的人才培养模式和课程体系改革，并且对3个专业的师资队伍建设、核心课程、实验实训条件等方面起到了很好辐射带动作用，带动了3个专业的发展。

参考文献：

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1 引言

随着电网发展规模的增大以及城乡电网改造力度的增加，不同等级的变电站越来越多，随之而来的就是电力设备的增加 ，那么对电力设备进行维修检测的工作量就会越来越大，由于我国的继电保护状态检修系统发展得不够充分，很多方面没有得到很好的完善，继电保护状态检修的模式仍然是处在定期检修的阶段，在传统的继电保护设备状态检修中，没有完善自检和实时监测的功能，需要设定较多环节的检修工作，定期检修。并且，就目前来说，电力系统的状态检修主要集中在一次设备上，比如容性设备，开关等在线检测系统，在技术上主要是依靠各种传感器以及检测技术集成来实现的。

2 继电保护状态检修技术的概论

继电保护的基础资料是由原始资料、运行资料、检修资料以及其他资料构成并由工作人员对此进行收集和整理。状态检修以状态分析为基础。状态分析就是以设备的状态信息为依托，对设备的状态进行初步分析和判断，能为安排检修提供依据。状态监测是状态检修的基础，状态监测是设备诊断的依据 ，检修决策就是结合在线监测与诊断的情况 ，综合设备和系统 的技术应用要确定具体的检修计划或策略。状态设备检修体制是随着科学技术的进步而不断演变的。电力系统长期以来实行的以预防性计划检修为主的定期检修体制 ，主要依据检修规程来确定检修项目 ，由于该检修制度本身的不完善，导致出现存在设备缺陷较多的检修不足，设备状态较好的又检修过度的状况 ，一定程度上体现除了检修的盲目性 ，在实际生活的应用中，很难真正实现“应修必修，修必修好”的检修目标。

3 继电保护状态检修的可行性

开展继电保护的状态检修，不仅符合电网智能化建设的要求，而且还符合国网公司的管理要求。与系统一次设备状态检修体系相配套，不仅有利于确保系统的可用性，供电的可靠性，还能够大大减少检修停运的时间，减低运行检修的费用，以及降低设备全寿命的周期成本。传统的电磁型保护是由继电器和接点的二次逻辑回路组成的。继电器和接点的性能决定了电磁型保护的工作正常与否，因此为保证其正常运行，需要对电磁型保护进行定期校验以保证其正确性。但是，现代微机保护装置简化了二次回路的继电器和接点的数目，通过微机软件能实现很多逻辑回路，提高了工作可靠性，并具有以下特点：

（1）自我检测功能。现在电网主接线方式在很大程度上限制了设备停电检修的时间，如一台半断路器接线方式的线路保护很难实现停电检修，除非结合线路停电检修。但是双母线接线方式已逐步取消旁路开关 ，变压器保护很难因保护校验而要求变压器停电，母差保护、失灵保护的定期检验安排可谓是困难重重。另一方面 ，带电校验保护具有实施上的安全风险和人员安全风险，因此 ，在实际运行中很难保证保护设备可以有效地按照 《继电保护及电网安全自动装置检验条例》的要求完成检验项目。

（2）测量和故障记录功能。保护装置能连续测量电压 、电流以及连接的断路器的状态；能记录其对区内外故障的响应。变传统的定期检修为状态检修，能及时检出设备出现的问题。使检修计划更具有科学性和针对性，大大提高了设备的运行可行性。

（3）数据通信功能。保护装置的通行端口使得位于远距离的一方获得保护系统的检测、记录、测量结果成为可能 。由于微机继电保护装置上具有以上显著的特点，使得及时准确地判别继电保护的检修状态是否健康，确定检修策略成为可能。如图1所示，继电保护的数据管理通讯系统通过数据通信功能进行管理。

图1 继电保护数据管理系统

4 继电保护状态检修技术在现代电网中的应用

我国继电保护装置的校验在设备投产后一年进行一次全面校验，以后每隔一至二年部分检修一次，每六年全面的检验。 微机保护继电装置的保护性能较之以前有大幅的提高， 所以没有必要按传统的检查周期来检修。 应该根据设备的状态来进行有针对性的检验。 继电保护状态检修就是在电气二次设备状态监测的基础上， 根据监测和分析诊断的结果， 科学地安排检修问隔时间和检修项目的检修方式。状态检修中最关键的环节是故障诊断专家系统， 该系统采用以开关跳闸信号为主，保护信息为辅的方法对故障进行判断。 首先系统对各种故障设立模型组成故障模型库，然后将故障信息，与故障模型库中的模型进行匹配，从而快速得到可能故障。 故障诊断过程框图如图2所示。

图2 继电保护检修应用流程

继电保护状态检修技术的应用，主要是维护继电保护装置的。关于继电保护装置的检修原则有：（1）保证装置的正常运行。如果装置已经不正常运行，就无维护的意义了。保证装置的正常运作是装置状态维修技术最重要的应用，这是状态维修的最原始目的。通过运用继电保护状态维修技术中监测、诊断等手段，实现完整的装置整修体系，使管理工作的展开更加容易。

（2）从全局出发，建立全局视角，，从小到大，分项实行。因为继电保护状态检修工作是异常复杂的，现阶段的继电保护装置规模化有逐渐扩大的趋势，有由小及大才能做到科学布局，分项实行也是维修工作的手段之一。（3）由于检修技术的进一步应用于继电保护，对监测和诊断设备提出更高要求。在监控体系逐步发展的今天，依托监控系统进行大规模的检测并且能及时决定检修目标。目标原件确定后，能够将装置的破坏降到最低，避免以往因劳作规模大而导致效率低下、耗费大量资金的现象，这种种表现不断促进监测和诊断设备的改良，也是检修技术的一项很好的应用。

5 结束语

继电保护在电力系统中扮演重要的角色。继电保护状态检修系统用于对保护设备状态检修的信息化支撑，是提高状态检修效率有效手段，是设备评估决策支持的基础和信息来源 。继电保护状态检修的实施细节，保护装置从设计到维护的各个环节都重要，所以检修同样不容忽视。继电保护状态检修技术好坏关系到继电保护功能的发挥，最终影响了整个电力系统。稍有不慎，就会导致电力系统的崩溃，造成无法估计的损失。继电保护状态检修技术的未来发展方向，应当以可靠性和安全性为前提，运用科学、先进的技术、创新性等方式提高监测、诊断、管理方面的质量，使之成为造福于人、增加人们幸福度的技术工具。为更好地适应时代的发展，需要适当将电力系统进一步规模化、高效化。由此可见，完善继电保护状态的检修技术将会是在这一段时期内，我们需要追求和实现的目标。随着电力技术的不断发展，还需要对专业人员不断进行专业技术培训、素质培训，以达到提升个人综合素质的效果。

参考文献：

[1]刘国涛.电气二次设备状态检修措施.中国科技信息，2013（12）.