《城市轨道交通概论（第2版）》教案 第15课 熟悉城市轨道交通电力监控系统.docx

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1、课题熟悉城市轨道交通电力监控系统课时教学目标2 课时（90 min ）知识技能目标：（1 ）熟悉城市轨道交通电力监控系统的作用和组成（2 ）了解地下迷流素质目标：（1 ）具备爰国情怀教学重难点教学方法教学用具（2 ）具备立足脚下、举一反三的能力教学重点：城市轨道交通电力监控系统的作用 教学难点：城市轨道交通电力监控系统的组成 案例分析法、问答法、讨论法、讲授法电脑、投影仪、多媒体课件、教材-a. , 课前任务一考勤（2 min ）.案例导入（5 min ）一传授新知（45 min ） 一拓展阅读教学设计、（10 min ）一拓展训练（23 min ）一课堂小结（3 min ）一作业布置（2 m

2、in ）教学过程主要教学内容及步骤设计意课前任务通过课前任务, 让学生对本节课 的教学内容有一 定的熟悉和理解考勤(2 min )【教师】使用文旌课堂APP进行签到【学生】按照老师要求签到培养学生的组 织纪律性，掌握学 生的出勤情况第一节课【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同 学完成课前任务请大家以3 5人为一组，以小组为单位完成任务工单一熟 悉城市轨道交通电力监控系统（详见教材）里任务准备中的各项 任务。【学生】完成课前任务案例导入（5 min）通过案例导入， 让学生主动探究 城市轨道交通电 力监控系统的组 成，导入本节课课 题【教师】讲述某城市地铁2号线设计改造案例（详见

3、教材）, 提出以下问题：请你思考：为了满足上述功能，电力监控系统需要由哪些部分 组成？【学生】聆听、思考、回答【教师】讲解城市轨道交通电力监控系统的作用、优点与组成, 以及地下迷流的相关知识电力监控系统概述城市轨道交通电力监控系统(以下简称SCADA系统)是综合 监控系统的重要子系统，它主要用来对城市轨道交通全线各类变电 站、接触网等电力设备的运行情况进行远程实时监视、控制和信息 采集，同时处理供电系统的各种异常事件及报警事件，保障供电系 统的正常运行。除此之外，它还可以实现对供电系统进行数据归档 和统计报表的功能，以便更好地管理供电系统。如图所示为OCC的 电力调度监控大屏幕。1 . SCA

4、DA系统的作用教师讲解、观看 微课和师生互动 让学生了解城市 轨道交通电力监 控系统的概述与 组成以及地下迷 流的相关知识【多媒体】组织学生扫码观看强大的SCADA”视频(详见 教材)，引导学生熟悉SCADA系统传授新知(45 min )SCADA系统的主要作用是利用遥控、遥信、遥测、摇调等功能 监控供电系统设备的运行情况。【师生互动】教师随机邀请学生回答以下问题：你知道上述这几种功能的作用分别是什么吗？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答1)遥控遥控是指调度员从OCC发出命令以实现远方操作和切换，其控 制内容包括以下几点。(1 )主变电所、开闭所、降压变电所、牵引变电所内10kV及

5、 以上电压等级的断路器、负荷开关及系统用电动隔离开关。(2 )牵引变电所的直流快速断路器、直流电源总隔离开关，降 压变电所的低压进线断路器、低压母联断路器、三级负荷低压总开 关。(3 )接触网电源隔离开关。(4 )有载调压变压器的调压开关。2)遥信遥信是指将被控站设备的状态传输给OCC ,具内容包括以下几 点。(1)遥信对象的位置信号。(2 )高中压断路器、直流快速断路器的各种故障跳闸信号。(3 )变压器、整流器的故障信号。(4 )交直流电源系统故障信号。(5脾压变电所低压进线断路器、母联断路器的故障跳闸信号。(6 )钢轨电位限制装置的动作信号。(7 )预告信号。(8 )断路器手车位置信号。(

6、9 )无人值班变电所的大西启信号。3 )遥测遥测是指将被控站的运行参数(如功率、电压、电流、电度和 温度等)传输给occ。4)遥调遥调是指OCC直接对被控站某些设备工作状态和参数的调控， 如调书变电所的母线电压值。2 . SCADA系统的优点(1 ) SCADA系统可提高供电系统运行的安全可靠和经济性。 正常情况下，SCADA系统可为供电系统提供合理的运行方式；事故 情况下，SCADA系统可及时显示和记录事故发生的时间和内容，这 有利于加快事故处理。控系统(2 ) SCADA系统有利于使变电所实现无人化值班，这可以节 省变电所基建和运行费用。6.2.2 SCADA系统的组成SCADA系统主要由

7、电力调度中心主站系统、变电所综合自动化 系统、通信信道和供电复示系统等组成。1 .电力调度中心主站系统电力调度中心主站系统作为全线电力监控系统的中心，是个十 分复杂的分布式软件系统。【师生互动】教师随机邀请学生回答以下问题：作为全线电力监控系统的中心，电力调度中心主站系统在工作 时应注意哪些方面？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答它除了要满足安全、可靠的运行外，还需根据城市轨道交通建 设的特点，充分考虑未来的扩展问题。它可将全线各变电所的自动 化信息实时汇集，支持对各电力操作站的监管功能，并具有历史数 据的处理与存储功能。2 .变电所综合自动化系统变电所综合自动化系统不仅能满足传统

8、的通信功能，还能实现对变 电所各种设备的监控功能，包括各个设备的电流、电压、功率、电 度等信息的采集，以及电气设备的控制、监视、联动、联锁、锁闭 功能等。3 .通信信道通信信道一般由城市轨道交通通信系统统一组建,SCADA系统 向通信系统提出通道要求。当通信系统难以为SCADA系统提供通 信通道时，SCADA系统需要建设独立的通信信道。4,供电复示系统供电复示系统通过电力调度中心主站系统采集全线供电系统的 各类信息，用于供电系统维护人员监视、统计各类设备的运行数据。三、地下迷流1 .地下迷流的概念地下迷流又称杂散电流。在理想状况下，直流牵引供电系统中， 牵引电流全部由牵引变电所的正极出发，经由

9、接触网、列车和回流 线返回朝1变电所的负极。实际上，由于钢轨与隧道或道床等结构 钢之间不能完全绝缘，所以会导致少量的牵引电流不能流回牵引变 电所，而泄漏到隧道或道床等结构钢上，最后迷失在大地中，形成 杂散电流。这部分泄漏到隧道或道床等结构钢上的电流便是地下迷 流。2 .地下迷流的影响【师生互动】教师随机邀请学生回答以下问题：地下迷流作为一种有害的电流，会产生哪些不利影响？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答城市轨道交通系统中的地下迷流是一种有害的电流，会对城市 轨道交通系统中的电气设备设施的正常运行造成不同程度的影响, 也会对隧道、道床的结构钢和附近的金属管线造成危害。(1)若地下迷

10、流流入电包接地装置，将引起过高的接地电位, 使某些设备无法正常工作。(2 )若钢轨局部或整体对地的绝缘变差,则会导致地下迷流增 大，这时有可能引起牵引变电所的框架保护动作。而框架保护动作 会导致整个牵引变电所的开关跳闸，全所失电，还会联跳相邻所对 应的馈线开关，造成较大范围的停电事故，影响城市轨道交通系统 的正常运营。(3 )地下迷流的存在可对其周围的埋地金属管道、通讯电缆外 皮，以及车站和区间隧道主体结构中的钢筋产生电化学腐蚀，这种 电化学腐蚀不但能缩短金属管线的使用寿命，而且还会降低钢筋混 凝土主体结构的强度和耐久性，甚至酿成灾难性事故。3 .地下迷流的防护【师生互动】教师随机邀请学生回答

11、以下问题：你认为通过哪些措施可以有效对地下迷流进行防护？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答(1)选择比较高的牵引供电额定电压。(2 )采用地下迷流较少的双边供电电压。(3 )尽量减小钢轨间的接触电阻，增设附加回流线。(4 )提高钢轨与地面间的绝缘程度。(5 )尽可能远离或避免与回流钢轨平行设置地下金属管道、电 缆等，目采用适当的防腐措施。(6)定期检查轨道绝缘、钢轨接触电阻，并随时进行地下迷流 的监测。【学生】聆听、思考、理解.记忆拓展阅读(10 min ) 【教师】组织学生阅读“林云志：选择了电气化局就选择了成 功(详见教材)，并随机邀请学生回答以下问题：(1)林云志为国家城市轨

12、道交通技术进步做出了哪些重要贡 献？(2)我们应该如何向林云志学习？ 【学生】阅读、体会、思考、回答问题 【教师】总结学生的发言通过阅读文章， 让学生了解榜样 楷模，增强其职业 素养拓展训练(23 min )【教师】组织学生参加知识竞赛活动活动步骤：(1 )学生每35人一组，以小组为单位学习城市轨道交通电 力监控系统的相关知识。(2 )以小组为单位参加指导教师组织的关于城市轨道交通电力通过知识竞赛 活动，帮助学生掌 握城市轨道交通 电力监控系统的 作用、优点、组成 等知识点监控系统的知识竞赛。竞赛过程中，各小组随机抢答，答对得分， 答错不扣分，并由其他小组继续抢答。(3 )知识竞赛结束后，各组

13、成员将竞赛过程中答错或不会的题 目及其正确答案、学习体会及收获与组内其他成员进行讨论和分享。(4 )教师根据各组的得分情况评选出前二名。(5 )各组成员配合指导教师完成考核评价表,如表6-10所示 (详见教材)。【学生】分组学习、参赛答题、讨论分享、配合教师完成考核 评价【教师】为各组打分、评选、进行考核评价课堂小结 (3 min)【教师】简要总结本节课的要点本节课学习了城市轨道交通电力监控系统及地下迷流的相关知 识，希望大家在课下多加复习，熟练掌握所学知识，并将其运用 实践中。【学生】总结回顾知识点总结知识点，力口 深学生对城市轨 道交通电力监控 系统与地下迷流 相关知识的印象作业布置 (2 min)【教师】布置课后作业完成学习综合效果评价。【学生】完成课后任务复习知识面，巩 固知识点教学反思本节课效果不错。实践表明，学生的学习兴趣是自主学习的原动力。教学中，教师 应积极地为学生创设一种情趣盎然的学习气氛，使学生受到陶冶、感染和激励，从而主 动学习。在课堂上教师应大胆地让学生进行自由讨论、交流，赞扬学生一些独特看法， 让学生真切地感受到学习是快乐的。这样自主学习的劲头就更足了。