1、水电站机组自动化运行与监控课程标准水电站机组自动化运行与监控课程标准一、课程属性课程名称：水电站机组自动化运行与监控所属专业：机电设备运行与维护专业（水电站方向）课程类别：专业课课程总学时：128（52+28+44+4）（52学时为讲练一体，28学时在水电站仿真机上训练，44学时在校内水电站综合自动化实训中心完成，4学时为课程结业综合考核）课程教学模式：学中做，做中学，教学做练一体。二、课程设计思路根据教改试点专业机电设备运行与维护专业的课程体系，水电站机组自动化运行与监控课程以培养学生对水电站机组自动化系统运行、分析能力和解决运行实际问题的能力为主线，贯穿水电行业对学生的职业素养的要求，以水
2、电站机组自动化系统的各个控制系统为载体构建项目，围绕水电站发电生产工作过程，瞄准水轮发电机组值班员、水电厂自动装置检修工两个工种职业标准，教学内容按项目进行了有机的整合、序化，形成基于水力发电工作过程的项目式学习领域课程。整个课程按照项目，由简单到复杂，由局部到整体，先是学中做，后是做中学，分为7个学习情境。三、课程的地位与作用水电站机组自动化运行与监控是本专业的核心课程，是“双证书课程”，与“水轮发电机组值班员”、“水电站自动装置检修工”职业标准所要求的核心知识、技能相对应，与学生毕业后从事的水电站运行值班员、维护工等岗位无缝对接。是学生对前续课程的综合和专业落脚点之一，是走向本专业岗位学习
3、的必经之路。本课程的前续课程包括：水电站、PLC控制技术、水力机组辅助设备、水轮机、发电机与电气一次设备，为后续课程水电站综合自动化运行与维护服务。本课程除水电站机组自动化系统认知外包括：水轮发电机辅助设备油、水、气系统的自动化运行，机组现地控制单元的自动化运行，调速系统的自动化运行，励磁系统的自动化运行，公用设备的自动化运行，上位机监控系统的自动化运行等6大部分。油系统的主要作用主要有机组的润滑、散热及液压操作。压缩空气系统的主要作用有储能建压设备用气。技术供水的主要作用是对运行设备进行冷却和润滑。排水系统的任务是避免厂房内部积水和潮湿，保证机组过水部分和厂房水下部分的检修。调速系统的作用是
4、调节发电机的转速、频率，机组并网后调节有功。励磁系统的作用是调节发电机的输出电压，机组并网后调节无功。现地控制单元的作用是发电机组的启停等顺序控制。主阀、闸门等公用设备控制系统对相关引水系统进行自动控制。本行业领域正朝着“大机组、智能化、绿色电力”方向发展，通过本课程学习，学生在进行水电站机组自动化系统的运行工作过程中，不仅要学会水电站各个系统的运行维护等知识、技能，应用技术分析解决运行中的问题的能力。电力行业是国民经济发展的基础，水电企业大多在偏远山区，这就要求学生们要有“不畏艰苦、扎根山区、志在高峰”的精神，同时要养成“安全第一、预防为主”的安全责任意识，为适应将来工作岗位奠定坚实的基础。
5、四、基本任务与目标（一）基本任务本课程旨在培养高职学生对水电站机组主、辅设备进行监视、操作、运行管理的能力，及主辅设备自动控制系统进行基本维护的能力。使学生掌握水电站机组的发电生产自动控制过程、专业理论知识、设备规范及运行规程，并初步具备实际动手操作的能力。（二）基本目标1知识目标（1）掌握水轮发电机组的运行规范、技术参数、运行方式； （2）掌握励磁系统的运行方式与切换；掌握同期装置的原理、运行维护与操作； （3）掌握技术供水系统的正常运行方式及事故处理；掌握排水系统的组成、操作与事故处理；掌握油系统的组成、油的种类、作用；掌握气系统的用途、组成及额定运行；掌握机组进水口闸门或水轮机主阀的运行
6、维护与事故处理； （4）掌握计算机监控系统的组成、功能、操作与事故处理；（5）掌握各种类型水轮机的调节方式，水轮机调节系统的运行操作方法；掌握水机自动控制、水机保护等有关知识；（6）了解水轮发电机组及其辅助设备的结构、原理、作用、工作特性；了解水轮机调节的原理、工作特性和主要参数。 2能力目标（1）能进行水轮发电机组的启动、并列与解列停机操作； （2）能进行水轮发电机组运行中的监视、检查与维护；（3）能进行水轮发电机组的异常运行与事故处理；（4）能看懂自动装置原理图，能绘制一般装置的原理接线图；能制定自动装置的检修试验方案，编写工作总结报告；（5）能对自动装置检修、调试的数据进行整理和综合分析
7、验算；（6）具有导线、熔断器等电工电子器件选择的能力；（7）具备基本电工工艺，具有对简单控制装置回路检修调试的能力；（8）具备机组自动化系统装置的小修、预防性试验、调试、模拟联动试验能力；能使用仪器进行电气机械特性的测试分析；（9）具有自动装置动态调试和特征参数整定的能力，具有判断自动装置及其控制操作回路故障原因及相应的处理、消缺能力。3. 职业素养目标（1）能自觉遵守行为规范准则和电力法规的规定，自觉保护环境。（2）掌握“安全第一，预防为主”安全生产方针的意义，能采取各种有效的防范措施，保证安全生产。（3）能用精炼语言进行能够联系、交流工作；能领会理解和应用技术文件；（4）热爱水力发电事业，
8、热爱本职工作,诚实团结协作，刻苦钻研技术，遵守劳动纪律，爱护工具、设备。 五、课程内容体系及实施指导意见：学习情境学习目标学习内容知识应用实施建议建议学时安排（一）水电站机组自动化系统认知1.了解水电站自动化技术的发展状况；2.了解水轮发电机的自动控制过程，各系统的作用；3.了解机组自动化系统的运行维护规定（两票三制）。1.水轮发电机组各主要自动化系统的结构、原理、作用；2.水电站自动化技术的发展及当前主流技术状况；3.水电站运行维护的基本规程与制度。查资料，进行归纳总结，制作PPT，以小组方式进行汇报展示，具备一个水电人应知的常识。改变传统概论课模式，分组搜寻资料培养团队意识，以学生为主体，
9、激发兴趣，每组学生一个电站，进行归纳总结，并分享。（6学时）讲授3学时，参观、视频等1学时，课余安排查资料，制作PPT，集体汇报展示2学时。（二）辅助设备的自动控制及运行1.掌握技术供水系统的正常运行方式及事故处理；2.掌握排水系统的组成、操作与事故处理；3.掌握油系统的组成、油的种类、作用；4.掌握气系统的用途、组成及额定运行。1.技术供水的水源及用户；2.技术供水系统图；3.技术供水系统的自动控制；4.冷却水源的切换及冷却水向的倒换；5.技术供水系统事故处理；6.渗漏排水系统的组成；7.检修排水系统的组成；8.排水系统图；9.排水系统的自动控制；10.排水系统的正常操作；11.防止水淹厂房
10、的措施；12.排水系统的事故处理；13.油系统图；14.油系统的自动控制；15.油系统的事故处理；16.高低压空压机的特点及运行维护；17.高低气系统图及自动控制；18.气系统的正常运行与事故处理。1能在仿真机上对技术供水系统各种工况进行操作、处理；2能在仿真机上对排水系统各种工况进行操作、处理；3能在仿真机上对油系统各种工况进行操作、处理；4能应用空压机为实训中心油压装置建立油压；5.能调节油压装置的油气比；6.能编写油压装置的PLC控制程序并调试。以典型系统图纸为载体，在仿真教室的仿真机上或水电站综合自动化实训中心进行边讲边练的教学。贯穿操作票、工作票的填写、使用，贯穿前续知识的综合应用。
11、（30学时）讲授学时建议在6学时，仿真机上实训14学时，在水电站综合自动化实训中心实训10学时。（三）机组的现地控制与运行1.了解水轮发电机的运行规范和技术参数；2.掌握水轮机、发电机的正常、异常运行方式；3. 掌握同期装置的原理、运行维护与操作掌握发电机启动前的准备条件，水轮发电机组的启动、并列与解列停机操作； 4.掌握水轮发电机组运行中的监视、检查与维护；并保障发电机的正常运行；5.了解发电机组的异常、事故处理和紧急事故处理时的操作。1.发电机、水轮机的参数；2.允许温度、温升、绝缘电阻、轴承温度、振动、摆度的规定；3.电压、频率、电流、功率因素、功率的调整；4.发电机的进相、调相运行与操
12、作；5.各种水头下机组的振动区；6.机组启动的准备工作、启动中的检查；7.机组的自动控制；8.机组的升压、并列、解列、停机操作；9.机组的制动原理操作和事故处理；10.正常运行的监视、检查与维护；11.水轮机、发电机的异常运行、事故处理；12.机组的自动控制回路检修、试验；13水机保护的工作原理、保护范围。1能在仿真机上对水轮发电机组各种工况进行操作、转换、处理；2能在水电站综合实训中心机组上实现开、停机、并网、负荷调整等操作。3. 能在水电站综合实训中心的机组现地控制单元上进行模拟调试；4. 能在水电站综合实训中心的机组现地控制单元上进行PLC编程，包括频率、电压、电流、功率、温度、压力等参
13、数的测量；能编写机组的顺控程序。5.能看懂接线图，进行系统接线、对线等简单系统调试。在虚拟仿真机或水电站综合自动化实训中心进行边讲边练的教学。贯穿操作票、工作票的填写、使用，贯穿前续知识的综合应用。课余时间分散安排在校企共建的生产性实训基地武汉电力科技开发公司进行，参与出厂调试（根据生产任务调整）。（28学时）讲授学时建议在10学时，仿真机上实训8学时，在水电站综合自动化实训中心实训10学时。（四）微机调速系统的自动控制与运行1.掌握各种类型水轮机的调节方式，水轮机调节系统的运行操作方法； 2.了解水轮机调节的原理、工作特性和主要参数。1.机组调速、PLC控制的工作原理工作特性和主要参数；2.
14、水轮机调节系统的运行操作方法；3.水轮机调速器的有关知识；4.水轮机调速器的手自动切换；5.水轮机调速器的故障与处理；6.调速器油压装置的运行维护及事故处理。1能在仿真机上对水轮机调速器的各种工况进行操作、转换、处理；2能在水电站综合实训中心的PLC+数字阀调速器上实现开、停机、负荷调整等操作；3. 能在水电站综合实训中心的调速器上进行模拟调试。在虚拟仿真机或水电站综合自动化实训中心进行边讲边练的教学。贯穿操作票、工作票的填写、使用，贯穿前续知识的综合应用。分散实习安排在三联、江能等调速器生产企业。（16学时）讲授学时建议在8学时，在水电站综合自动化实训中心实训8学时。（五）微机励磁系统的自动
15、控制与运行1.掌握发电机励磁调节的知识；2.掌握励磁系统的运行方式与切换。1.同步发电机励磁调节的基本知识；2.整流电路及励磁主回路的基本知识；3.励磁调节装置的特性、主要参数、运行操作；4.灭磁开关及过压保护的动作过程与操作；5.励磁系统的保护设置、运行方式、切换及失磁后的处理；6.励磁系统的静态试验及维护。1能在仿真机上对励磁系统的各种工况进行操作；2能在水电站综合实训中心的自并励励磁系统上实现建压、灭磁、甩负荷等操作；3. 能在水电站综合实训中心的励磁系统上进行模拟调试、静态小电流试验。在虚拟仿真机或水电站综合自动化实训中心进行边讲边练的教学。贯穿操作票、工作票的填写、使用，贯穿前续知识
16、的综合应用。课余时间分散安排在校企共建的生产性实训基地武汉电力科技开发公司进行，参与出厂调试（根据生产任务调整）。（20学时）讲授学时建议在10学时，仿真机上实训2学时，在水电站综合自动化实训中心实训8学时。（六）公用设备自动控制与运行掌握机组进水口闸门和水轮机主阀的运行维护与事故处理。1. 机组进水口闸门和水轮机主阀的类型及其启闭系统；2. 机组进水口闸门和水轮机主阀的PLC自动控制系统；3. 机组进水口闸门和水轮机主阀的操作及事故处理1能在仿真机上对机组进水口闸门和水轮机主阀进行操作；2. 能在水电站综合实训中心的主阀进行模拟调试，编写PLC程序。在虚拟仿真机或水电站综合自动化实训中心进行
17、边讲边练的教学。贯穿操作票、工作票的填写、使用，贯穿前续知识的综合应用。（10学时）讲授学时建议在4学时，仿真机上实训2学时，在水电站综合自动化实训中心实训4学时。（七）水电站监控系统网络及上位机系统运行监控1.掌握水电站计算机监控系统的组成、功能、操作与事故处理；2.了解自动发电控制的原理（AGC）；3.了解自动电压控制的原理（AVC）。1.计算机监控系统的类型；2.计算机监控系统的组成；3.计算机监控系统的功能；4.计算机监控系统的运行维护；5.计算机监控系统的异常及事故处理。6.自动发电控制（AGC）7.自动电压控制（AVC）1能在仿真机上对监控系统进行操作；2. 能在水电站综合实训中心
18、的监控上位机上进行模拟调试，编写部分组态程序。在虚拟仿真机或水电站综合自动化实训中心进行边讲边练的教学。贯穿操作票、工作票的填写、使用，贯穿前续知识的综合应用。（18学时）讲授学时建议在8学时，仿真机上实训2学时，在水电站综合自动化实训中心实训4学时，课程综合考核4学时。 六、课程执行标准：1.学习条件：具有本课程理论知识培训的教师和教学设备；具有基本技能训练的场所及时寄操作训练设备；具有仿真机或虚拟仿真机、模拟机；生产现场实际设备。2.必须选用与本标准要求基本相符的教材，并指定相应的参考书。3.开放实训室，为学生创新实训创造条件，学期前与生产性实训基地武汉电力科技开发有限公司生产部联系好分散
19、实习事宜(不计入总学时)。4.教师灵活执行本标准，在相同知技点下，项目内容可创新。5.如在执行中发现需要修改大纲和标准，可以在专业负责人同意的情况下修改。七、教学过程标准：1.教师准备：熟悉本教学标准；熟悉教学内容，准备好虚拟仿真机的仿真训练工况，设计好教学过程，准备PPT课件、教材、记分册。2.要求学生准备好项目教学必须的教学资料和工具。3.以仿真机为载体，采用教学做一体的教学模式，要以学生为主体，教师为主导。 4.在知识传授中要采用多种教学方法，使教学效果更有效，要根据学生的反馈意见对教学方法进行及时调整。5.实训前要求学生弄懂实训原理，以小组为单位讨论制定实训方案，实训时每组不得多于3人
20、、少于2人，必须配备实训指导书或引导文，实训中必须要有1名及以上的指导教师，实训完成后要求学生编写实训报告，教师必须批改报告。6.每个项目的教学做的时间得到保证，完成项目中要求的知识点的教学和能力控制点的训练。7.基本按本标准的课程教学组织形式与方法进行，可以适当进行教学方法创新。八、考核方式（一）考核目的 随着课程知识重构、理论实践一体化教学改革的不断推进，为了建立以理论学习和实践技能考核为主线的开放式、全过程的考核体系，更好地调动学生自主学习的积极性，全面掌握学生的学习动态，总结和发现教师与学生在教、学两个环节中的经验和问题，指导教师在下一个教学过程中更好地履行教师的教学责任，依据课程建设
21、规划，制定本考核方案。 （二）考核原则 1.坚持能力本位原则 在考核过程中要坚持体现学生的能力， 以能力强弱来衡量学生成绩的高低。 2.考核全程化原则 坚持从始至终全过程进行考核。 在学期学习过程中， 每一学习情境及实训内容都对学生进行分阶段考核，以加强对学生自主学习的引导。 3.遵循考核规律原则 随着学习进程的不断深入，学习内容难度越来越大，知识涵盖内容越来越广，综合应用能力要求越来越高，相应的考核项目与学习内容相对应，可直接反映出学生对知识、能力的整体掌握情况。（三）考核方式与成绩构成 水电站机组自动化运行与监控课程的最终考核成绩由各学习情境应知和应会两部分组成。（四）成绩认定及考核标准
22、项目方式权重（%）情境一过程考核10情境二过程考核10情境三过程考核10情境四过程考核10情境五过程考核10情境六过程考核10情境七过程考核10综合分组选题30九、教材、教学参考书水电站机组自动化运行与监控 洪霞主编 中国电力出版社水轮发电机组辅助设备 郑德龙主编 中国电力出版社 水电站 洪 霞主编 自编特色教材可编程序控制器应用技术 郭小进主编 中国电力出版社十、说明根据武汉电力职业技术学院“机电设备运行与维护”人才培养方案和培养目标，本课程标准由武汉电力职业技术学院机电工程系与武汉三联水电设备有限公司、白莲河抽水蓄能电厂、武汉电力科技开发有限公司共同制订，适用于三年制高职“机电设备运行与维护”专业。本标准自公布之日起执行。武汉电力职业技术学院2013年8月编写：洪 霞、郭小进、汤晓华、侯纯泳、王莺子、郑德龙审核：机电设备运行与维护专业团队批准：何新洲
