時間：2023-03-14 15:18:57
序論：在您撰寫變壓器實訓總結時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
智能運維的實現主要是依托物聯網技術，通過各類傳感器采集數據，上傳至云平臺及各類系統加以應用（感知層網絡層平臺層應用層）。其中提到了一項新技術，AR運檢輔助平臺，即對設備進行完整建模，利用AR技術，將故障點定位精確至設備內的具體部位。
變電設備智能運維的一大亮點，設備重癥監護及遠程控制系統，對需要監護的設備加裝各類傳感器，通過外網或專網，將監測數據實時上傳，可以通過移動端設備隨時隨地訪問，也可通過遠程控制對數據進行分析，甚至實現遠程做局放。在部分沒有信號的地區，也可以就地構筑小型局域網。
變壓器局部放電測量技術，分為電量檢測法和非電量檢測法，電量檢測法：高脈沖電流法、無線電干擾電壓法（RIV）、特高頻電磁波法；非電量檢測法：測聲、測光、測氣體。其中提到了聲成像測量的新技術，通過聲音多點定位，軟件計算時間差，從而實現聲成像。對局放試驗中干擾大的問題，可以通過硬件以及軟件兩個方面來降低干擾，同時也給我們講了一些降低干擾的小技巧：阻抗盒接末屏盡量用短一些的線，盡量采用并聯單點接地。
變壓器局放試驗中，外部干擾信號經常會影響試驗判定。常見的干擾有：
一、空間干擾
（1）試驗線路中采用濾波器、隔離變、阻波器；
（2）濾波通帶
（3）平衡輸入方法；
（4）天線噪聲門控
對變壓器周圍進行干擾信號測量，當外部干擾信號與局放儀中干擾信號同步時，可以消除掉該干擾信號。在以后的局放試驗中可以嘗試使用看現場實際效果。
二、電源干擾
（1）阻斷
（2）濾波
三、地電流干擾
（1）測量回路與試驗回路最好分開；
電抗、分壓器的接地要區分出來，便于加壓時測電流，不受其他設備的干擾。
（2）采用并聯單點接地；
多設備并聯接地，最好不使用多點接地，各個接地線匯于一點后接地。
（3）縮短接地線長度和降低接地高度；避免產生對地電容。
（4）接入濾波模塊。
明日學習計劃：
關鍵詞：變壓器；故障模擬；智能實訓裝置
作者簡介：徐光舉（1961-），男，江蘇連云港人，江蘇省電力公司職業技能訓練基地，工程師；張長營（1968-），男，江蘇宿遷人，江蘇省電力公司職業技能訓練基地，高級工程師。（江蘇 連云港 222069）
中圖分類號：TM4?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）36-0138-03
電力變壓器是一個重要的電氣設備，不同電壓等級的電力線路要依靠不同型式的電力變壓器將其連接起來，組成一個強大的電力系統，而處于電力系統末端的配電網中大量的配電變壓器更是發揮著重要的作用，它直接為電力用戶提供電能，一旦配電變壓器出現故障將會影響電力用戶的生產和生活用電，因此能否準確、快速地判別配電變壓器故障進而排除故障，在盡可能短的時間內恢復配電變壓器運行不僅事關電力優質服務質量，而且考驗著電力運行和檢修人員的技能水平。因此，對電力變壓器運行和檢修人員進行變壓器基礎知識和相關技能培訓，使他們掌握相應的變壓器運行和檢修知識、技能尤為重要。
基于配電變壓器故障模擬的智能實訓裝置研究與開發，將通過模擬配電變壓器在運行中常見的故障現象，讓學員在實訓中通過故障現象準確地對故障類型進行判別，同時通過相應的儀器儀表測量對故障點進行確定，進而提出排除故障的方法，對于提高配電變壓器運行與檢修人員的技能水平將起到事半功倍的效果。
一、國內外研究水平綜述
經查證，國內外對變壓器相關技能的教學與培訓方法，目前僅限于對變壓器原理的講解和對某一類型變壓器進行解剖觀察，還不能對變壓器運行中可能發生的故障現象進行再現，同時由于培訓用的變壓器一旦選定，在變壓器相關性能測試和試驗中，只要變壓器本身電氣特性沒有變化，測試數據具有唯一性，無法實現對多位學員進行個性化測試考核，這種培訓方式不利于學員的理解和學習，在教學實踐中詬病頗多。因此，提高員工實際操作技能以及維護、檢修和測試技術水平，進行配電變壓器智能仿真實訓裝置的研發和設計，改進現有教學與培訓方式勢在必行。
據了解，現階段國內外研究機構尚未出現類似的理論研究和產品研發，本實訓裝置的研發結合變壓器實際運行環境，模擬變壓器發生故障時的參數變化，揭示不同故障時變壓器參數變化的規律性，屬國內外技術首創。
二、裝置研發的理論和實踐依據
1.原理簡述
配電變壓器在出廠試驗和正常運行以及故障發生時的電氣參數檢測中需要進行絕緣耐壓試驗、絕緣電阻試驗、直流電阻測試、容量測試、變比及連接組別等測試試驗，該類試驗如耐壓試驗在實際進行時危險性較大，技術要求也較高，一般在實驗室環境下均不進行該類試驗；絕緣電阻試驗在實際試驗中，無法模擬多種絕緣特性，使用真實變壓器作為試驗對象，測試數據單一，變壓器故障發生時的參數變化無法模擬；直流電阻和變壓器容量參數在不同變壓器上體現不同的測試電阻值，電阻值從mΩ到幾十Ω不易模擬；變比及連接組別無法加載實際電壓實現變比測試。針對以上變壓器試驗存在的問題，對現有變壓器進行模擬實訓具有一定的現實必要性。
現場教學中，通常是將實際應用的某一型號配電變壓器搬到實訓室，讓學員進行測試實訓，實訓變壓器到位后，各類參數均恒定不變，學員很難從變壓器參數的變化中判別故障狀態和故障類型，非常不利于教學及考核。因此，為了便于教學與考核，減少操作時的危險性，需要對現有變壓器實訓裝置進行改進?；谂潆娮儔浩鞴收夏M的實訓裝置將應用模擬技術通過改進10kV油浸電力變壓器內部的原理結構，將原配電變壓器內部鐵心及線圈去掉，在變壓器內部安裝直流電阻模擬部件、容量測量模擬部件、絕緣耐壓部件、變比設定模擬部件等需要進行變壓器模擬實訓的部件，同時保持實訓裝置外觀、實訓用的測試設備與真實測試設備完全一致，并通過軟件控制設定實現變壓器不同容量參數的設定和模擬，測試變壓器通過無線方式與計算機控制主機通訊，實現數據傳輸無線化、參數設定智能化、數據模擬多樣化的設計，實訓人員操作測試設備和使用真實測試設備的方法和步驟一樣，實現各類配電變壓器的電氣參數的測試和分析，從而解決了配電變壓器電氣參數檢測實訓中試驗安全性和試驗多樣性的技術難題，同時也為模擬配電變壓器不同狀態下的電氣參數量提供了可能。
2.研發依據
通過對現有變壓器技術規范及技術標準的研究，總結現有變壓器需要進行的試驗及檢定項目，根據GB-50150-2006《電氣裝置安裝工程-電氣設備交接試驗標準》的技術要求，結合現場實際運行環境，油浸電力變壓器需要進行的交接試驗及滿足標準如下：
（1）測量繞組連同套管的直流電阻，應符合下列規定：
1）測量應在各分接頭的所有位置上進行。
2）1600kVA及以下電壓等級三相變壓器，各相測得值的相互差值應小于平均值的4%，線間測得值的相互差值應小于平均值的2%；1600kVA以上三相變壓器，各相測得值的相互差值應小于平均值的2%；線間測得值的相互差值應小于平均值的1%。
3）變壓器的直流電阻與同溫下產品出廠的實測數值進行比較，相應變化不應大于2%；不同溫度下電阻值按照下式換算：
R2=R1（T+t2）/（T+t1）
式中R1、R2分別為溫度在t1、t2時的電阻值；T為計算用常數，銅導線取235，鋁導線取225。
（2）檢查所有分接頭的電壓比，與制造廠銘牌數據相比應無明顯差別，且應符合電壓比的規律。
（3）檢查變壓器的三相接線組別和單相變壓器引出線的極性；必須與設計要求及銘牌上的標記和外殼上的符號相符。
（4）測量與鐵芯絕緣的各緊固件（連片可拆開者）及鐵芯（有外引接地線的）絕緣電阻，應符合下列規定：
1）進行器身檢查的變壓器，應測量可接觸到的穿心螺栓、軛鐵夾件及綁扎鋼帶對鐵軛、鐵心、油箱及繞組壓環的絕緣電阻。當軛鐵梁及穿心螺栓一端與鐵心連接時，應將連接片斷開后進行試驗。
2）不進行器身檢查的變壓器或進行器身檢查的變壓器，所有安裝工作結束后應進行鐵心和夾件（有外引接地線的）的絕緣電阻測量。
3）鐵心必須為一點接地；對變壓器上專用的鐵心接地線引出套管時，應在注油前測量其對外殼的絕緣電阻。
4）采用2500V兆歐表測量，持續時間為1min，應無閃絡及擊穿現象。
（5）測量繞組連同套管的絕緣電阻、吸收比或極化指數，應符合下列規定：
1）絕緣電阻值不低于產品出廠試驗值的70%。
2）當測量溫度與產品出廠試驗時的溫度不符合時，可按表1換算到同一溫度時的數值進行比較。
注：表中K為實測溫度減去20℃的絕對值；測量溫度以上層油溫為準。
當測量絕緣電阻的溫度差不是表1中所列數值時，其換算系數A可用線性插入法確定，也可按下述公式計算：
A=1.5K/10
校正到20℃時的絕緣電阻值可用下述公式計算：
當實測溫度為20℃以上時：
R20=ARt
當實測溫度為20℃以下時：
R20=Rt/A
式中R20為校正到20℃時的絕緣電阻值（MΩ）；Rt是在測量溫度下的絕緣電阻值（MΩ）。
（6）繞組連同套管的交流耐壓試驗，應符合表2規定。
針對以上變壓器交接試驗標準要求，根據實際應用環境進行的試驗項目，特設計模擬變壓器及模擬測試設備進行要求的試驗項目，試驗項目測試滿足以上技術標準要求。
3.關鍵技術及難點
裝置研發的主要內容是對配電變壓器的模擬，根據實際應用測試設備的步驟及方法，裝置根據設定項目制定的相應測試分析項。
（1）本項目的關鍵技術一是解決了實際耐壓試驗危險性較高的問題。二是解決了直流電阻按照變壓器容量的不同從毫歐級到歐姆級線性變化等多種量級模擬的問題。三是解決了變比測試無法加載真實電壓的問題。四是解決了多狀態變壓器特性的模擬。
（2）技術難點：配電變壓器內部的改進以及變壓器參數設定智能化、多樣化的實現路徑是裝置研發與設計的主要技術難點。
三、裝置研究內容和實施方案
1.研究內容
（1）需求研究。主要研究配電變壓器檢修、試驗培訓的現狀和發展趨勢，國家和行業相關標準，現有裝置的技術與性能特點，以確定裝置研發的差異化方向，最后編制需求分析報告和裝置功能性能規格書。
（2）硬件平臺方案研究。根據需求分析報告和裝置功能性能規格書的要求，設計滿足上述報告和功能性能要求的硬件平臺技術方案，包括技術方案、機械結構、主要器件選擇等。
（3）軟件平臺方案研究。根據需求分析報告和裝置功能、性能規格書的要求，設計滿足上述報告和功能性能要求的軟件平臺技術方案，包括軟件架構、操作系統選擇、編程工具選擇、功能模塊劃分等。
（4）模擬變壓器測試儀器配置和測量算法方案研究。研究我國配電變壓器交接試驗的應用需求，并根據該需求確定裝置設計的測試應用方案，以及對應的模擬變壓器的技術參數和測試數據標準，設計模擬變壓器測試項目功能模塊，制定各個測試項目的技術參數要求。在上述工作的基礎上，設計整體軟件實現方案，包括邏輯圖與流程圖。
2.技術實施方案
（1）總體方案。通過對配電變壓器交接試驗項目需求和技術條件研究，確定裝置的總體方案及原則如下：
1）變壓器外形設計方案。采用標準10kV配電變壓器外殼，去掉鐵芯及線圈，保留高低壓接線柱、調壓分接開關、油位指示器等變壓器部件，在變壓器一側對變壓器外殼進行改進，改進后的外殼采用開門式設計，方便測試部件的安裝及維護工作。
2）測試儀器外觀設計方案。根據配電變壓器交接試驗項目需要用到的測試項目對變壓器裝置進行改進，在配電變壓器內部增加各測試功能模塊，配置必要的測試電路，以實現原測試儀器應實現的測量功能。
3）采用高速工業CPU設計。為提高性能和可靠性，所有測試儀器及模擬變壓器裝置均需采用高速CPU設計。模擬變壓器各功能部件采用高可靠性通用元器件設計，以提高管理性能以及兼容性與擴展性。
4）裝置抗干擾設計。裝置結構采用全密封設計；印刷電路板設計選用靜電放電保護（ESD）的芯片以及快速瞬變電壓抑制器件，采用表面安裝技術（SMT）及多層印制板，全部選用工業級芯片，以滿足裝置體積、可靠性以及電磁兼容能力等要求。
（2）硬件方案。組成系統裝置的主要設備有：模擬變壓器裝置、搖表、直流電阻測試儀、容量測試儀、耐壓儀、變比測試儀等設備。
模擬變壓器設計：模擬變壓器采用真實10kV配電變壓器外殼，內部去掉變壓器鐵芯及線圈，針對變壓器測試試驗項目設計不同模擬功能部件，如安裝絕緣耐壓模擬部件、吸收比及極化指數模擬部件、直流電阻模擬部件、容量測試模擬部件等，模擬部件輸入信號分別接到變壓器A、B、C三相高壓接線端子和a、b、c、n低壓接線端子及地線上，各模擬部件間通過繼電器控制斷開和接入到各接線端子。
1）絕緣耐壓模擬部件。配電變壓器故障模擬智能實訓裝置絕緣模擬部件，通過軟件設定改進變壓器高低壓接線端子之間以及與變壓器接地線之間的電阻值，實現配電變壓器絕緣電阻故障的設定和模擬，模擬絕緣電阻在0Ω到500MΩ之間，模擬絕緣電阻設定細度為20MΩ，并能模擬變壓器斷線功能，即變壓器接線端子間絕緣電阻為∞。
配電變壓器耐壓模擬：通過改進耐壓測試儀器及模擬變壓器實現，模擬耐壓儀可以按照正常方式進行接線、升壓，但是加載到變壓器上的電壓并不是實際輸出的幾千伏高壓，而是30V低壓，同時通過計算機設定實現變壓器放電聲音模擬，以達到真實的試驗效果。
2）吸收比及極化指數模擬部件。根據電容具備充放電的特性，在絕緣實驗電阻回路中串入耐壓及容量大的電容器，通過電容器充放電的曲線特性，模擬不同時間點的絕緣電阻值，即實現吸收比及極化指數的模擬功能。
3）直流電阻模擬部件。直流電阻模擬通過在變壓器一次側接入0～30Ω不同組合形式的電阻值，模擬一次側直流電阻，在變壓器低壓側（二次側）接入0～0.021Ω不同組合方式的電阻值，模擬二次側直流電阻，各電阻檔位設定及控制通過計算機控制實現，并能模擬故障狀態下組合電阻值。
4）容量測試模擬部件。配電變壓器容量測試模擬部件通過計算機控制在一次側接入7～80Ω不同組合電阻值，并能模擬不平衡條件下的各項電阻值。
5）變比測試模擬部件。配電變壓器變比模擬根據變比測試儀的特性，模擬部件通過測試一次側接入的電壓值及相位過零點，在二次側產生設定比例的電壓及相位角，模擬變比功能，模擬部件通過檢測勵磁調節開關的接入點位置，產生不同變比條件下的二次電壓值。
（3）軟件方案。系統軟件設計采用模塊化設計，主控制計算機實現總體控制和設定，主控制計算機通過無線通訊方式實現與模擬變壓器的數據交換。
模擬變壓器各模擬功能模塊需根據接收到的計算機設定命令，做出判斷，確定工作模塊內容及設定項目，供學員通過測試儀器進行實際測量。
通過主控制計算機可以實現各模擬模塊項目的設定，可以根據測試的需要設定不同的變壓器故障。
（4）通信方案。根據方案設計的可靠性及現場運行環境的需要，同時由于真實現場接線只有電源線和測試線，沒有獨立的變壓器與模擬模塊的通訊線，為了和真實現場保持一致，特選擇無線通訊方式，為了實現多設備間的互通，需采用無線組網方式實現。
3.裝置研究步驟及開發方法
裝置的研究與開發需要進行計算機程序設計、硬件電路設計和單片機控制程序設計，同時裝置研發需采用理論分析和試驗驗證法進行設計：
（1）前期先進行市場調研與分析，論證項目設計的可行性和必要性。
（2）與相關電力培訓機構專家和電力生產一線技術人員進行溝通，進行實訓內容及可行性研究，確定裝置研發實施方案，重點解決技術難點問題。
（3）對設計功能模塊進行相應試驗驗證，對各模擬模塊方案進行設計驗證。
（4）設計產品軟硬件；并試制樣機。
（5）對設計產品進行功能調試，確定測試指標。
（6）進行指標檢定和功能檢定。
裝置研發技術路線框圖如圖1所示。
四、預期目標和成果形式及創新點
通過裝置的研究與開發工作，系統分析了實現配電變壓器預防性和特性試驗的模擬測試以及對應的技能培訓，創新性地引入了多型號配電變壓器電氣特性和電氣參數的模擬技術，研究了現有試驗條件下根據不同型號配電變壓器及測試試驗設備的操作，加強對相關配電變壓器運行和檢修人員的技術技能培訓。裝置的主要技術創新點為配電變壓器試驗數據傳輸無線化、參數設定智能化、數據模擬多樣化的設計。
參考文獻：
[1]國家電網公司生產技能人員職業能力培訓專用教材[M].北京：中國電力出版社，2011.
[2]職業技能鑒定指導書——變壓器檢修[M].北京：中國電力出版社，
根據2001年教育部頒布的《中等職業學校電子技術應專業教學指導方案》中，電機與電氣控制教學的基本要求和行業的職業技能鑒定及維修電工中級技術等級考核標準在實踐教學中，為了把這兩門課程更有機結合起來展開更有效的教學（除了要充分考慮到學生現有的學習能力及基礎知識，教師的教學方法和正確引導及激勵很大程度決定學生能否學會學習方法，主動學習，善于思考，或掌握必要的用來指導實踐的理論基礎。）我校同各相關院校一樣，都在圍繞如何加強實踐教學和提高實際操作能力這一環節，尋找更有效的教學途徑來促進和提高學校的教學質量。經過十幾年來的實踐教學、探索和不斷總結，我認為用散件組合來做電機與電氣控制和維修電工課程中相關電氣控制及電力拖動的實驗實訓非常靈活且效果好。
一、實驗實訓靈活
目前市場上各種型號的成套電工電子、電氣控制與電力拖動控制等實驗實訓設備很多。雖然功能也很多，外觀也很好看，也很壯觀。也給實驗實訓教學中帶來方便，更給一些想升級的院校創造了條件。但由于它昂貴，很多院校望而莫及。也有些院校由于種種原因把它當成"擺設"，也有院校只作為實驗設備，而舍不得讓學生做實訓，未能充分發揮其作用。而用散件組合經濟，只是成套設備的1/5.它不僅經濟，其最大特點是給實驗實訓教學中帶來很大靈活；不僅可當實驗用而且更適用于實訓之用。當用于實驗時，我們可以根據電路原理圖選擇不同原器件通過導線的連接組成一定功能來做實驗。通過實驗來驗證不同電路的原理。如電力拖動控制中的正反轉控制，只在單向控制基礎上增加一個接觸器。把單向控制按鈕更換成三聯控制按鈕。在做Y-Δ降壓控制實驗只在正反控制基礎上再增加一個接觸器，一個時間繼電器，按鈕可換可不換；作自動往返控制實驗時，也在正反轉控制基礎上增加四個限位開關（或行程開關）便可以了。它們靈活的共同特點是在控制板上（500X600mm木板）根據不同電路原理及要求增減不同功能的各種控制電器，然后通過導軌或螺絲固定在控制板上。用于技能比賽前或參加職業技能鑒定前的實訓更適應。因實訓的特點是通過反復拆裝練習來不斷提高組裝（安裝），或排除故障（維修）的熟練程度（即速度）及質量。在實訓過程中各種原器件經過反復拆裝容易損壞，這是成套設備和散件組合的共同點。但在更換損壞原器件時，成套設備往往由于不同型號、外型、尺寸、空間等原因，時常一時難于修復而影響它的實驗實訓的開出率（利用率）。而散件組合卻不同，不受空間、尺寸的限制一般都可以替換修復。其次是原器件容易分類保管。
二、實驗實訓效果好
實驗的目的是為驗證理論的真實性及變化規律。維修電工這門課程更不例外。它是一門專業課，牽涉的基礎理論很多，有強電、弱電、有電機、變壓器、還有電力拖動與控制等。在學習過程中有些理論性很強、很抽象、不直觀，因此實驗及實驗手段過程將直接影響著整個實驗效果。如做變壓器原理實驗，正常情況下都是用一個繞制好的變壓器，往高壓端輸入電源讓學生測量低壓端的電壓或者是往低壓端輸入電源讓學生測量高壓端的電壓。來讓學生明白變壓器的變壓（即可升壓又可降壓）原理及作用。這種做法讓相當一部分學生做完實驗后只知道變壓器會"變"壓，而不知道怎么變壓，還有相當多的學生不明白變壓器的兩個繞組相互不鏈接，為什么往一邊繞組通入電后，另一個繞組就有電？為了讓學生明白這個道理，我用一個舊的接觸器鐵心和線圈、一些變壓器散件供實驗專用。通過在原舊線圈外環繞上不同匝數的線圈來獲取不同電壓，讓學生明白通過改變線圈匝數可改變輸出電壓大小。在做完這個實驗后，把鐵心取出，用非導磁材料，最好用木頭做一個同鐵心一樣尺寸來替代原鐵心，重做上述實驗（由于沒有鐵心通電時間要短，否則線圈會燒壞），讓學生懂得沒有鐵心的變壓情況，以及鐵心的作用。通過這個實驗能讓學生真正明白二次繞組的電是通過"磁"來傳遞的（即電-磁-電）更能讓學生真正理解書上所講的電磁感 應原理。這個實驗所用的鐵心如選用"口"字形，把兩線圈分別置放于鐵心兩邊效果更明顯。又如在做電力拖動控制實驗時，用散件不僅能體現其實驗的靈活性，它更能讓學生充分發揮各自的積極性和能動性；在做實驗之前，一定要讓學生弄懂所要做的實驗項目電路原理（工作過程），以及電路中所用各原器件的作用，型號規格等技術參數。正確選擇電路中所用原器件，然后指導學生合理排板（實物位置圖），緊固（用導軌或 羅絲緊固）；連接導線，讓學生自檢，后經教師檢查方可通電試（即不帶負荷），最后帶負荷通電試機運行。實驗后一定要讓每組學生（每小組最好2-3人）認真寫出實驗報告。
其次是實訓效果更佳；由于實訓是在實驗驗證了理論的基礎上，通過不斷的實際操作訓練，來培養學生的綜合運用能力，操作技能及工藝水平。因此，在實訓過程中其方法、手段所用器材都將直接影響實訓效果，尤其是所用器材。采用成套實驗實訓設備，只能培養學生按部照搬，不能培養學生根據實際采用靈活方法，充分發揮學生的能動性。采用成套設備，還由于它是"成套配套模塊式"的不利于分解，有些院校還由于種種原因，或者是個別實驗員、實驗指導老師經驗不豐富或怕麻煩，不讓學生拆裝分解，只讓學生在已基本固定的成套設備上接接導線，通電能動作就行了。使得相當部分學生通過實訓后雖然會接線，通電后能正確動作運行，但問他此設備的功能或者有什么作用，卻"不知道"、"不理解"。特別是在故障分析判別與處理實訓過程中，成套實驗實訓設備更難滿足實訓要求；各種功能模塊實訓板有限（不能靈活組裝），更不能拆拆裝裝，甚至人為破壞性模擬假設各種故障，為學生提供真實的實訓平臺。為克服成套實驗實訓設備在實驗實訓中所帶來的不足，筆者經過幾十年來的實踐總結及檢驗，認為在維修電工這門課程的教學中，采用散件組合來進行各種實驗實訓，不僅可以克服"成套"設備的不足，還可以提高實驗實訓的效果；一是可以根據不同電控原理，靈活選擇各種型號規格的原器件來進行組裝調試實驗或實訓；二是更適應于職業技能鑒定前得培訓和參加各種競賽前得訓練；三是可以拉近學生從學校到企業工廠車間的距離；四還可以培養學生對電氣控制的初步設計能力（根據工藝要求設計電控原理，正確選擇電控原器件、安裝、調試等）；五是可以促進實驗指導教師自身能力的提高。尤其是年輕的實驗指導教師。雖然用散件來組合做維修電工實驗實訓有很多的優點，但也有它的缺點：一是在進行故障分析判斷與排除實訓中，
關鍵詞：職高 電機與變壓器 教學 能力培養
《電機與變壓器》是電氣自動化等專業學生必須學的一門十分重要的專業基礎課，因為絕大多數的自動化設備都會用到電動機，電能的70%以上全用在電動機上，電動機控制技術的高低直接決定了自動化設備的性能的好壞。因此，掌握電機的控制技術，對我們電氣自動化等專業的學生來說，是十分重要的。
《電機與變壓器》是電機的控制技術專業基礎課程，它的目的是讓學生掌握各種電動機的工作原理和控制方法，如果這些原理掌握不好的話，對學生今后的深入學習是很不利的。比如，學生如果不知道三相異步電動機的調速原理，他就看不懂類似的原理圖，對電動機的調速就束手無策，學好了《電機與變壓器》，再學習《電力拖動》等后續課程就比較輕松了，而且學生能從比較高的層面掌握電動機的控制技術，提升了他們的能力。
《電機與變壓器》這門科理論性很強，很抽象，同時需要的基礎知識多，比如，要理解電動機的工作原理，必須對電磁感應的方面的知識有很好的掌握。有些甚至還要求具備高等數學的知識，而我們中職學生往往這些基礎知識掌握得不好。這使他們學習起來感到很困難。慢慢的喪失了學習的興趣，老師在臺上費勁的講，學生臺下昏昏欲睡。教學效果很不理想。在實訓階段，由于沒有與理論知識同步，過了一段時間后，學生可能已經忘了，因此，實習老師往往還得講解原理，這樣效率很低。那么，怎樣才能改變這種狀況？本人有以下的幾點想法。
一、確立目標，樹立信心
職校教師在教學過程中要把動機的培養貫穿始終。要讓學生明白專業知識對一個人的重要性，要讓學生明白《電機與變壓器》這門課在整個專業中的重要地位，有條件可以組織學生到企業中參觀，讓學生明白電機控制技術在生產實際中的作用是多么巨大。同時，老師要想方設法讓學生明白其實這些技術并不是很難學，只要按照老師提供的方法，認真學習，每個學生都能學會，讓學生樹立信心，這樣才可以開始進行教學。
二、進行課程改革
將《電機與變壓器》、《電力拖動》以及相關內容的實訓合成一個課程來進行，比如，在《電機與變壓器》中講了三相異步電動機為什么要進行降壓啟動及星——三角降壓啟動的原理和方法，那么馬上可以將《電力拖動》中星——三角降壓啟動控制線路讓學生進行安裝和調試，在《電機與變壓器》中講了三相異步電動機轉子回路串電阻進行調速的原理后，馬上可以將《電力拖動》中的20/5t橋式起重機電氣控制線路進行分析，在《電機與變壓器》中講了串、并勵直流電動機的有關知識后，馬上可以將《電力拖動》中的串、并勵直流電動機的基本控制電路進行講解和分析。這樣可以減少理論和實踐相脫節的現象，教學環節相對集中，學過的理論馬上在實踐活動中得到驗證，有利于所學知識的鞏固、提高。學習效率很高，效果也很好。為了達到以上的目的，老師必須結合自己學校的實際情況、對《電機與變壓器》、《電力拖動》等有關教材進行重新編輯，編制出適合自己學校的校本教材。
三、加強實驗實訓室的建設
《電機與變壓器》是一門實踐性很強的課程，如果光在課堂上講理論，很難學好，尤其是對我們職高學生更是如此，所以有好的實驗實訓設備很重要，如果有條件可以請專門生產教學儀器的企業設計制作一些適合實驗實訓設備。為了提高教學效果，我們學校專門建立了的電機與變壓器實訓室，并購置了20臺電機及電氣技術實驗裝置，在這個裝置上可以進行各種實訓實驗，如直流電機實驗、異步電機實驗、步進電動機等特種電動機實驗，還可以進行各種電氣控制實驗，如三相異步電動機的正反轉控制、三相鼠籠異步電動機降壓起動的控制、三相異步電動機能耗制動的控制，還可以進行電力電子技術實驗項目，如正弦波同步移相觸發電路實驗等，通過這些實驗和實訓，學生對電動機的原理和控制方法有了很深的理解。有了這些實訓設備后，我們老師上課積極性也高了，因為本來很復雜，很抽象的問題，現在通過實驗很容易得到解決，學生很容易理解。教學效果大為感觀。
四、適時引進先進的教學方式
為了激發學生的學習興趣，老師可以有必要的將自己搜集或制作的flas以及制作的多媒體課件運用到實踐教學中來，幫助學生理解。根據課程的內容可以采用項目教學法，任務驅動法等合適的教學方法，盡量采用理實一體化的教學方法來提高教學效果和教學質量。注重學生實踐操作能力的培養，突出以學生為主體。在教學過程中強調充分發揮教師的主導作用，讓師生雙方邊教、邊學、邊做，實現素質和技能雙重培養，豐富課堂教學和實踐教學環節，提高教學質量。在整個教學環節中，理論和實踐交替進行，直觀和抽象交錯出現，沒有固定的先實后理或先理后實，而理中有實，實中有理。突出學生動手能力和專業技能的培養，充分調動和激發學生學習興趣。
五、將電動機控制的實際問題引入教學之中
電機控制含蓋電氣自動化的許多方面，因此，在教學過程中，盡量多引入與之相關，在企業中比較常用的知識，如PLC、單片機、觸摸屏、各種工業組態軟件，以及各種工業中常用的傳感器、電磁閥、氣缸等，在教這些課的時候，盡量接近或模擬實際的應用例子，比如由PLC、觸摸屏等組成的料灌控制系統，由PLC、觸摸屏、變頻器、壓力傳感器等構成的恒壓供水系統，由PLC、觸摸屏、步進電動機、伺服電動機等組成的定位控制系統，單片機控制系統，通過這些項目的學習，學生的專業能力可以的到很大的提升，而且學習起來也不感到枯燥，很有成就感。為了做到這些，老師也要不斷的進行學習，學習當今的科學技術水平，有機會多下企業，了解企業最需要哪些技術，最需要怎樣的技術人才，只有這樣才能開設緊跟社會形勢，培養出社會、企業最需要的人才。
關鍵詞：機器人工作站 變壓器自動化生產 實驗實訓教學 生產經營活動
中圖分類號：TB49 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）07（b）-0000-00
變壓器是利用電磁感應的原理改變交流電壓的裝置，主要功能有：電壓變換、電流變換、阻抗變換等，按用途可以分為：電力變壓器和特殊變壓器等。隨著變壓器行業的快速發展，對各類變壓器裝置的性能參數、質量等級、使用壽命等提出了更加嚴格的要求和更高的發展目標，目前隨著原材料性能的提升以及智能制造技術的出現和發展，能夠研發并制造出性能優越，質量過硬的各類變壓器產品已經成為各生產制造企業和科研機構的首要任務，傳統的手工制造方式已經不能有效滿足各類變壓器的生產要求，同時人工操作的固有偏差性和人為差異不同程度地影響著變壓器的質量和使用壽命。為此，有必要設計一套人工智能化柔性生產制造系統，使變壓器生產制造去人工化，實現變壓器智能化生產。
1 工作站設計方案
變壓器自動化生產工作站是一個實際應用系統，包括硬件系統的詳細設計和軟件系統的編寫優化。在硬件設計中，經過研究分析，最終確定該系統應包含以下三部分功能機構，分別是：（1）變壓器繞制；（2）變壓器搬運；（3）變壓器焊接和質量檢測。在軟件設計中應包含以下四部分功能程序，分別是：原點復位、繞制程序、搬運動作、放電焊接和質量檢測。
2 系統硬件設計
對硬件結構進行設計，主要包括如下三個部分。
2.1 變壓器繞制部分
選用NITTOKU全自動高速繞線機，最高轉速可達10000 RPM，實際使用控制在5000～6000 RPM，加減速時間控制在3～5 s，可以滿足24 h不間斷生產，同時通過編制繞線程序控制機器運行，繞制狀態穩定高效，中途斷線可將電子信號傳遞至搬運系統，機械手可直接將不良品送至不良品區。
2.2 工件搬運部分
工件在搬運過程中為達到不同位移要求，故分為機械手搬運，搬運車搬運，轉換夾搬運三個部分。
機械手主要負責在抓取骨架和將繞制完成的線圈進行焊接和檢測時進行工件位移，經過選擇后，可選用MITSUBISHI-RV-6SDL型工業機器人，此種型號最大可承重6 kg，具有6自由度方向，可在立體空間任何一點進行位置編輯，具有移動精度高，工作穩定的特點。
搬運車和轉化夾主要負責在繞線機和后續生產系統之間的工件位置相互轉移，可利用尼龍塊制作搬運車，并將其固定在傳送帶上，轉換夾可選用鋼質材料，夾取工件時有力度，耐磨度高。
2.3 變壓器焊接和檢測部分
焊接部分采用PC-PAS 301t型放電焊機，焊接時注意須調整放電電流至1.0～2.0 A之間，放電時間控制在0.5～1.0 s之間，焊接時與插針有接觸的頂針在完成焊接操作500次后，須進行打磨處理，并檢查牢固程度。
檢測部分采用HIOKI 3541型電橋，使用時須依據生產作業指導書的要求設定電阻值合格范圍，對于合格品和不良品可由綠燈和紅燈指示，與線圈插針接觸的頂針須檢查其牢固程度和氧化情況，有問題時須及時更換。
3 軟件系統設計
軟件系統分為以下四個部分。
（1）工作站復位程序。
在每日開機后和機器故障修復后，需要將工作站的各個機械電氣部分進行原點復位，其中包括機械位置的校正，傳感器檢測是否正常，工作站各系統有無故障等。
（2）變壓器繞制程序。
變壓器繞制程序應符合繞制規則，編寫后的程序須經過實驗試生產，并逐步優化繞線程序。
（3）各部搬運程序。
具體編寫搬運程序時，先編寫主體框圖，按照工作的先后順序編寫順序流程圖，存儲為主程序。然后依次編寫各部位搬運的具體程序，并存儲為子程序。
（4）焊接和檢測程序。
編寫焊接程序應根據搬運程序的信號觸發焊接程序，同時，可依據示教手柄檢證插針最佳焊接位置，要求須正對插針頂端，距離1～2 mm。
檢測程序即收集傳輸過來的電阻值大小，看是否符合設定要求，符合亮綠燈，超出范圍亮紅燈，達到質量檢測的效果。
4 工作站調試和故障修復報告
4.1 使用環境
工作站可在4O的區域內進行布置，供電電壓為AC 220v 50～60 HZ，氣動部分須接壓縮空氣，焊接部分須接氬氣。
4.2 系統調試說明
根據方案的要求，調試過程共分3大部分：硬件調試、軟件調試、軟硬件聯調。硬件進行手動調試，觀測有無撞擊和運動不暢，軟件進行模擬調試，在編程軟件中進行示教演示，找尋可優化程序點，進行逐一優化，軟硬聯調為試生產調試，讓工作站依據控制程序自行進行生產，看有無錯誤報警和可改進的地方。
4.2.1 硬件調試
（1）變壓器繞制機、搬運車的滑軌的滑動部位動作緩慢，發現缺少油脂，隨即涂抹油脂，減小摩擦，故障得以修復。（2）機械手抓取工件時，與夾具配合較緊，發出較生硬的聲音，隨即拆下較緊夾具，對配合部位進行細微研磨，磨薄0.3 mm后，故障得以修復。
4.2.2 軟件調試
（1）繞線程序在編制完成后，模擬時出現語法錯誤，檢查時發現A，B程序塊同時運行時，程序塊跳離語句少編入一字符，導致語法錯誤，隨即編入該字符，故障得以修復。（2）搬運車程序出現限位報警，檢查程序時發現，搬運車在左移動時的位置量編寫錯誤，導致觸及限位報警，隨即更改位置量，故障得以修復。
4.2.3 軟硬聯調
（1）繞線程序存在繞制偏槽的現象，通過更改槽間起繞位置，故障得以解決。（2）機械手在抓取線圈進行焊接時，出現焊接不良，經分析原因為焊針和插針未正對，隨即對機械手和焊針在程序中的位置進行微調，在保證正對和距離1～2 mm后，焊接良好，故障得以修復。
5 結語
以工業機器人為核心的變壓器自動化生產工作站是結合筆者個人所學和工作經驗逐漸積累并實踐總結出的，是筆者對機器人和自動化技術的理解和應用，這類制造系統在保證產品質量穩定性、提高生產效率、促進制造柔性化等諸多方面具有積極的促進作用。
參考文獻
[1] 蘭虎.工業機器人技術及應用[M].北京：機械工業出版社，2014.
[2] 郭洪紅.工業機器人技術[M].西安：西安電子科技大學出版社，2012.
【關鍵詞】工作過程 PLC 案例
【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）32-0210-01
一、案例呈現
教材《PLC技術基礎》任務：電動機連續與點動單向運轉繼電器控制線路改造為PLC控制。
1.案例背景
職業教育的目的是培養應用人才和具有一定文化水平和專業知識技能的勞動者，側重于實踐技能和實際工作能力的培養，強調理論和實踐訓練并重。《PLC技術基礎》為任務驅動式理實一體化教材，該教材將PLC編程的指令運用、編程方法、編程思路與問題解決方法都融匯在每一個實訓任務中，做到邊做邊學、邊學邊提高。
學生前期已經學過《電機與電氣控制技術》，掌握了電氣控制中的各元器件的工作原理、符號及在電路中的作用，對電氣控制的典型電路的工作原理也熟練掌握，并通過實訓使學生具有一定的操作能力。
2.基于工作任務的PLC實訓教學
以PLC課程中的一個實訓任務為例，說明應如何開展工作任務式的實訓教學。
（1）改造要點：
1）明確控制元件（如按鈕、開關等）。
2）明確執行元件（如線圈、指示燈、蜂鳴器等）及工作電壓。
3）通過對繼電器控制電路的工作原理圖進行分析，明確設備的工作過程，列出控制要點，建立編程的思路。
（2）詳細分析控制電路的工作原理圖
（3）改造后與PLC I/O端相接的控制元件與執行元件
1）接PLC輸入端的控制元件。
常閉按鈕SB1停止控制; 常開按鈕SB2連續運行啟動控制;
常開按鈕SB3點動運行控制。
2）接PLC輸出端的執行元件。
交流接觸器線圈KM1電動機主電路運行觸點控制。線圈額定工作電壓：DC36V。
（4）控制要點
1）能實現連續和點動兩種運行方式。
2）連續運行用常開按鈕SB2控制，點動運行用常開按鈕SB3控制;停止用常閉按鈕SB1控制。
（5）電路安全要求
1）保證控制電路與主電路的電隔離。
2）電動機的過載保護。
（6）將電路改造為PLC控制的工作步驟
1）PLC的I/O分配與接線。
2）電路的安全設置
①PLC輸出負載電源由變壓器低壓端供電，變壓器一次側加裝斷路器，作電源控制與變壓器漏電、短路保護;變壓器二次側裝熔斷器，作輸出負載短路保護。
②電動機過載保護的熱繼電器觸點FR，可以接到PLC輸入端，通過PLC程序來實現過載動作，一般稱為“軟保護”。也可以直接與線圈KM1串接，在發生過載時切斷線圈電源，一般稱為“硬保護”。
3）PLC程序的編寫與傳送
對繼電器電路進行PLC改造時，不能簡單地將繼電器電路直接翻譯成PLC梯形圖。如果梯形圖程序，完全是由繼電器控制原理圖直接翻譯的，在程序執行時不能實現點動控制。直接翻譯的梯形圖程序邏輯是正確的，問題出在PLC的工作方式上，所以還是需要根據控制要點建立編程思路。用輔助繼電器常開M和一個點動觸點X并聯來分別實現自鎖和點動功能，將兩個功能分開實現，且點動時不用停止控制，顯得更為合理。
4）程序的執行與調試
請用實訓裝置的指示燈HL1代替線圈KM1，接在PLC輸出端Y0上，并接上DC 36V電源，按編寫好的PLC梯形圖程序，傳送到PLC，并進行調試。
（7）結果評價。任務完成后由學生自我評價，然后小組間互評，再由教師進行綜合評價。
（8）總結交流。學生在完成任務過程中出現的各種問題或者狀況以及自己能力的表現發表心得，與其他同學進行總結交流。
二、案例分析
1.本課注重如何根據學生的認知規律來逐層推進，自始至終，并未直接介紹PLC指令和梯形圖，而是把功夫放在繼電器符號與PLC梯形圖符號的對應關系上，當學生掌握繼電器控制電路所用到的元器件符號對應PLC梯形圖符號時，并且理解了繼電器控制電路的工作原理，PLC梯形圖程序設計自然迎刃而解。
2.在教學中一直堅持學生能自己解決的，教師就不去干預。教師主要引導學生多動手，多遷移知識，為遷移而教。有利于培養學生的自學自我管理能力、動手能力、研究和分析問題的能力、協作互助和交流能力。
三、案例反思
所謂的“授之以漁”，教師工作的重心從“教會知識”轉向了“教學生會學知識”，培養學生的學習能力。在開展工作任務式的實訓教學中，學生的學習興趣高，學習效果好。同時也讓學生明白了今后的職業特性和職業要求，更加熱愛自己的專業，對今后的就業充滿信心，為學生在今后激烈競爭的職業生涯中打下堅實的基礎。
參考文獻：
到學生就業單位進行調查研究。分別到：火電廠，高壓變電所，變電所，電業局等輸變電單位進行調研。與有關人員：工段長、工程技術人員和一線操作人員進行交流，了解他們對教學的建議，他們需要什么樣的畢業生，在動手能力方面應加強哪些內容。總結各用人單位對招聘的人員基本要求是：吃苦耐勞，認真負責，到工作崗位能較快的適應工作，所學理論知識能夠在實際工作中得到應用，有好的基本操作技能訓練。
二、進行教學內容的調整
在調查研究的基礎上，分析現有的實踐教學，我們從培養目標制定開始進行實踐教學內容調整，包括電路、高壓電技術、電機學、數字電子、等實驗課的教學內容，電工工藝、儀表安裝與調試、斷路器拆裝檢修等實習，增加了生產一線所需要的實踐教學內容。為去變電所工作的學生動手能力的提高，增加了“變電所運行與維護”的內容，包括隔離開和關斷路器的拆裝檢修；長用測量儀表的安裝與調試；無功補償和防雷接地系統的安裝與維護等。為去電廠工作的學生動手能力的提高，加強了“電能輸送系統運行與維護”方面的內容，包括電力變壓器的使用和維護、電廠仿真運行實習、發電廠防雷接地和電力電容器、測量儀表的安裝調試和使用。
三、實訓教學內容的落實
增加培訓場地和設備，根據強化實訓的內容，對已有的電工工藝實訓室、電能計量實訓室、PLC實訓室、輸電線路工藝實訓室進行了評估。根據需要增添了部分實訓設備，包括高壓隔離開關、氣體斷路器、電壓互感器、電流互感器和測量儀表等。新建了輸變電控制實訓室，購置了10千伏電氣控制系統，包括10千伏輸入系統、電力變壓器、低壓輸出系統。在利用學校現有設備的基礎上，我們還與一些單位建立了實習基地的關系，組織學生到生產一線進行頂崗培訓。加強指導人員隊伍建設。選派在理論和實踐上都有較深造詣的教師和經驗豐富的師傅指導動手能力的培訓。教師負責理論和實踐的結合，他們的主要任務是讓學生不僅會操作，還要讓學生弄清楚為什么這樣操作。師傅的指導作用是使學生熟練掌握操作技能：包括隔離開關、斷路器的拆裝檢修；防雷接地和無功補償系統的安裝；電力變壓器的使用；各種測量儀表的安裝與調試；發電廠防雷接地和電力電容器安裝等方面提高動手能力，達到熟練的程度。時間安排。專業崗位的訓練時間安排采取了如下辦法：一是充分利用實習時間。二是利用好最后一個學期的時間，最后一學期把畢業實習和畢業設計與崗位培訓結合進行。學生可以搞畢業設計，也可以不搞畢業設計，而進行提高動手能力負面的培訓，培訓合格并寫出半年崗位培訓的經驗總結即可。三是結合專業提高動手能力組織好第二課堂活動，按不同的專業側重點，把學生的第二課堂活動分成相對應的小組來進行，這也是提高學生動手能力的好方法。學生動手能力的培訓在白天進行，也在早、晚和周六、周日休息時間進行。培訓制度。為保證提高學生動手能力培訓的質量，制定了嚴格的管理制定。一是對指導人員的要求，包括人員的選擇要求，在培訓中的責任，對學生的管理要求。二是對受培訓學生的的要求，包括按時參加專業崗位培訓，在培訓中虛心學習，認真刻苦。培訓制度的制定與實施保證了提高學生動手能力的質量。檢查。按照培訓制度，輸變電系對專業崗位培訓進行經常性的檢查，學院進行不定期的檢查。在檢查過程中，對認真進行指導和管理的教學人員和學生進行表揚，對教學人員存在的問題及時解決，對不認真學習的學生進行批評教育。對培訓中出現的其他問題，及時解決。結果。通過強化的“變電所運行與維護”和“電能輸送系統運行與維護”的專業崗位的訓練，使經過訓練的學生在斷路器、隔離開關的拆裝檢修；各種測量儀表的安裝與調試；防雷接地和無功補償系統的安裝與維護；電廠仿真運行實習；電力變壓器的使用和維護；測量儀表的安裝調試和使用；發電廠防雷接地和電力電容器等方面的實際動手能力有了明顯的提高。受提高動手能力培訓的學生普遍感到：通過這樣的培訓，個人在一個方面的實際動手能力強了許多，畢業后在該崗位工作，心里有把握多了，這樣的培訓好。
四、結論
