CC BY
28
УДК 621.31:658.386
Новые подходы к подготовке, переподготовке кадров и повышению квалификации специалистов в области проектирования систем электроснабжения
А. Е. Вихман,
Московский институт энергобезопасности и энергосбережения, заместитель заведующего кафедрой электроснабжения и диагностики электрооборудования
Для решения проблемы подготовки специалистов в области проектирования систем электроснабжения предлагается новый подход к формированию учебных дисциплин и курсов - профессионально-практический. Подход учитывает требования, предъявляемые профессией и работодателями к специалистам. Рассмотрены дисциплина высшего профессионального образования «Проектирование систем электроснабжения» и курсы повышения квалификации «Проектирование систем электроснабжения 0,4 и 10 кВ», разработанные с применением нового профессионально-практического подхода.
Ключевые слова: подготовка кадров, высшее профессиональное образование, повышение квалификации, профессионально-практический принцип.
В настоящее время ситуация в отрасли показывает, что проектировщики-электрики в большинстве своём достигли пенсионного и предпенсионного возраста. Специалисты уровня ведущего инженера или главного специалиста также обычно старше 60 лет. В области проектирования сложился катастрофический возрастной разрыв между старшим поколением и молодыми проектировщиками, который приводит к недопониманию друг друга, и зачастую старшее поколение не имеет желания обучать молодых.
Одновременно с этим будущих проектировщиков фактически не готовит ни один вуз. Все учебные программы направлены на подготовку специалиста широкого профиля, при этом больший упор делается на обучение специалиста в области эксплуатации. Опросы опытных проектировщиков, специалистов в области эксплуатации и электромонтажа показывают: респонденты согласны с тем, что подготовка специалиста в области проектирования должна отличаться от подготовки специалиста для работы в службе эксплуатации или в монтажных организациях. Специалист широкого профиля, который мог бы работать в различных областях, на деле без дополнительной подготовки не готов полноценно работать нигде.
Другой проблемой является сокращение сроков обучения при переходе от выпуска специалиста (инженера) к выпуску бакалавров. За рубежом при подготовке бакалавра предполагается, что выпускник затем будет проходить дополнительную стажировку или обучение по более узкой специализации на различных курсах соответствующего профиля. В России тенденция совсем иная. Считается, что выпускник - это готовый специалист и ему уже не нужно учиться дополнительно, т. е. он должен прийти на рабочее место и выполнять свою работу самостоятельно. Система наставничества фактически уничтожена, а в течение первых пяти лет такой специалист даже освобождается от необходимости
прохождения профессиональных курсов и аттестации. Ещё одной проблемой является отсутствие профессиональных стандартов для проектировщиков-электриков.
В связи с вышесказанным возникает насущная необходимость подготовки, переподготовки кадров, а также повышения квалификации специалистов в области проектирования систем электроснабжения, когда необходимо делать больший упор на создание практических дисциплин, которые позволят получить знания и сформировать навыки для разработки проектной продукции. Это можно назвать профессионально-практическим принципом формирования учебных дисциплин и курсов.
При поступлении на работу в проектную организацию выпускнику необходимо иметь представление о типовой структуре проектной организации, технологии проектирования, нормативно-технической системе, принятой в области проектирования систем электроснабжения и строительства зданий и сооружений, знать основы законодательства, нормы и правила, принятые в проектировании систем электроснабжения и строительстве, основные принципы и методы проектирования, электротехнические оборудование и материалы, инженерные методы расчётов; обладать навыками выполнения чертежей, принятия проектных решений, отстаивания этих решений перед руководством, заказчиком, подрядчиком, который выполняет электромонтажные работы, экспертными, согласующими и надзорными организациями. Также он должен уметь доложить и обосновать свои проектные решения. Таким образом, вуз для подготовки специалиста должен разрабатывать специальные дисциплины, руководствуясь профессионально-практическим принципом, и формировать компетенции, реально востребованные.
В Московском институте энергобезопасности и энергосбережения (МИЭЭ) разработана и читается
дисциплина «Проектирование систем электроснабжения» в рамках дисциплин высшего профессионального образования по подготовке специалистов и бакалавров, а также разработаны и проводятся курсы повышения квалификации по направлению «Проектирование систем электроснабжения 0,4 и 10 кВ». На основе дисциплины для высшего профессионального образования может быть разработана и реализована программа переподготовки кадров в области проектирования систем электроснабжения. При разработке дисциплины и курсов повышения квалификации был применен новый подход к формированию учебного материала, а именно профессионально-практический, который учитывает требования, предъявляемые профессией и работодателями. Автор дисциплины и курсов повышения квалификации более 10 лет руководил и выполнял работы по проектированию систем электроснабжения 0,4 и 10 кВ, занимая должности главного специалиста и начальника электротехнического отдела.
Данная дисциплина охватывает все разделы проектирования систем электроснабжения 0,4 и 10 кВ: «Внутреннее электроосвещение», «Электрооборудование», «Электроснабжение», «Наружное освещение», а в качестве объектов проектирования рассматриваются общественные и жилые здания, промышленные здания и сооружения, а также приравненные к ним. В рамках дисциплины вначале изучаются общие вопросы проектирования, характерные для всех разделов и объектов: алгоритм проектирования, нормативно-правовая система, действующая в области проектирования, основные нормы и правила, требования к составу, содержанию и оформлению проектной и рабочей документации, требования к электротехническому оборудованию и электропроводкам, основные принципы электроснабжения и выбора защитных аппаратов.
Далее рассматриваются разделы проектирования. Занятия по проектированию раздела «Внутреннее электроосвещение» включают:
- нормы проектирования электроосвещения;
- определение освещенности помещений;
- источники света и светильники (типы, технические характеристики);
- светотехнические расчеты: «по световому потоку», «по удельной мощности» и «точечный»;
- выбор светильников и принципы их расстановки;
- требования к выбору и расстановке аппаратов управления;
- принципы управления электроосвещением;
- принципы расстановки групповых электрощитов;
- разработку и расчёт однолинейных расчётных электрических схем групповых щитов;
- принципы разводки групповых электрических сетей;
- программные средства для расчёта освещения.
Занятия по проектированию раздела «Электрооборудование» включают:
- электрооборудование;
- аппараты защиты, коммутации и управления;
- электрощитовое оборудование;
- электрические сети;
- методики расчёта электрических нагрузок;
- разработку и расчёт однолинейных расчётных электрических схем;
- выбор защитных аппаратов, проводников;
- расчёт и средства компенсации реактивной мощности;
- электрощитовые (требования, компоновка);
- требования к учёту электроэнергии;
- виды учёта;
- места установки счётчиков;
- сведения о счётчиках и трансформаторах тока;
- примеры проектных решений;
- средства обеспечения электробезопасности (заземление, уравнивание потенциалов, средства защиты от поражения электрическим током и др.);
- примеры проектных решений;
- расчёт, средства и способы выполнения молние-защиты;
- примеры проектных решений.
Занятия по проектированию раздела «Электроснабжение» включают:
- расчёт электрических нагрузок;
- выбор мощности и количества силовых трансформаторов;
- разработку электрических схем электроснабжения;
- выбор кабелей и защитных аппаратов для электроснабжения;
- расчёт экранов одножильных кабелей 10 кВ в СПЭ изоляции;
- требования к способам прокладки электрокабелей;
- нормы прокладки кабелей;
- требования по размещению трансформаторных подстанций, распределительных пунктов и распределительных пунктов с понижающими трансформаторами. Привязка типового проекта ТП. Примеры проектных решений.
Занятия по проектированию раздела «Наружное освещение» включают:
- нормативные требования к наружному освещению;
- виды наружного освещения. Светильники. Опоры. Выбор осветительных приборов. Типовые варианты размещения;
- разработку и расчёт однолинейных электрических схем наружного освещения. Расчёт наружного освещения с помощью компьютерной программы. Примеры проектных решений.
В завершение дисциплины студентам даются рекомендации по основам автоматизации проектирования и использования электронных ресурсов при проектировании.
В рамках занятий выдерживается алгоритм (рис. 1):
ЭНЕРГОБЕЗОПАСНОСТЬ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ I www.endi.ru
№ 1 (55) 2014, январь-февраль
Теория или общие вопросы
Примеры проектных решений и практические рекомендации, а также типовые решения
Рис. 1. Алгоритм проведения занятий по дисциплине «Проектирование систем электроснабжения»
В рамках дисциплины предусмотрены две контрольные работы «Проектирование внутреннего электроосвещения» [1] и «Проектирование системы электроснабжения жилого дома» [2], в которых также заложен профессионально-практический принцип. Реализован он следующим образом: в контрольных работах студент должен решить практические проектные задачи, для этого в методических материалах подробно разобраны нормативные основы, инженерные методы расчёта и принятия проектных решений, применяемые на практике, дан пример решения и оформления контрольной работы. В качестве заданий использованы материалы из реальных проектов. При этом контрольные работы являются не только средством оценки знаний и навыков студента, полученных им при изучении дисциплины, но и тренингом, что достигается следующим образом:
1. Задания не содержат полной информации для выполнения контрольной работы. После того, как студент прослушал лекции и изучил самостоятельно учебную литературу, нормативные документы по проектированию внутреннего электроосвещения, у него при выполнении контрольной работы должны возникнуть «правильные» вопросы, которые он может задать преподавателю. Преподаватель в данном случае для студента будет выступать в роли смежника, т. е., например, в роли архитектора, проектировщика сантехнических, технологических и других разделов проекта.
2. Во время защиты студентом технических решений, принятых в контрольной работе, преподаватель выступает в роли эксперта или инспектора согласующей организации.
В первой контрольной работе студент должен по нормам определить уровень освещённости, выбрать источники света и типы светильников, используя каталоги заводов-изготовителей, рассчитать количество светильников для каждого помещения и расставить их на плане с использованием программы AutoCAD или аналогичных программ. Расчёты по определению количества светильников студент должен выполнять вручную, как минимум для двух помещений, а может использовать светотехническую программу DIALux-Lite [1].
Во второй контрольной работе студент должен рассчитать нагрузки жилого дома в соответствии с нормативной методикой, изложенной в СП 31110-2003, разработать схему ВРУ жилого дома на базе панелей УВР 8504М и с учётом требований методических указаний, аналогичных техническим условиям на присоединение электрической мощности, которые обычно выдают электросетевые компании [2].
Контрольные работы (рис. 2, 3) направляются преподавателю по электронной почте. Преподаватель рецензирует полученные материалы и пересылает их обратно студенту для доработки и/или корректировки. Контрольные работы считаются выполненными только после устранения всех недостатков. Рецензируемые материалы сохраняются преподавателем в архиве на каждого студента. При оценке учитываются количество итераций, самостоятельность, активность выполнения работы, а также оптимальность принятых технических решений.
Помимо контрольных работ предусмотрен курсовой проект. Поскольку дисциплину изучают как будущие энергетики-эксплуатационщики, так и проектировщики, то подходы здесь немного различны. Для тех, кто выпускается по направлению «Эксплуатация», курсовой проект формируется из указанных выше контрольных работ. Студентам необходимо написать обобщающее введение и составить спецификацию. Проектировщики выполняют дополнительно курсовой проект, который будет основой их дипломного проекта. Тему курсового и дипломного проекта студент определяет совместно со своим руководителем. Материал для курсового и дипломного проектирования студент может предоставить сам (в случае если он уже работает по специальности) или его предоставляет руководитель. Как правило, курсовой проект представляет собой проектную документацию, тогда как в дипломном проекте она развивается уже до уровня рабочей документации.
Дипломный проект состоит из двух частей: пояснительной записки и графической части [3]. В пояснительной записке студент рассматривает основные принятые проектные решения; также пояснительная записка может содержать специальные вопросы, раздел охраны труда и технико-экономический раздел. Так, например, в качестве
Электрооборудование и электротехнические материалы
со
I
I
=5
I 1
I
План первого этажа
О
©
©
©
©
Экспликация помещений
№ п/п Наименование помещений Площадь мг Категории помещения
101 Тамбур 3.41
102 Вестибюль 2?,34
103 С/У 11,35
104 С1У 12.96
105 Тамбур ОТ 6.57
106 Псмещкнме охраны 41.9в
107 Коря дар 25,81
108 Приемная руМОвОДИТвПЯ 13.0В
109 Клбнмст рукпаодитапя 23.28
110 Помещение временного »ранения документов 26,74 Ы П-Ии
111 РаОочвя комната по обработай доадменпмцм 53.9
112 Помещение И6Л 29.26
113 30,48
114 Тамбур 5,В
115 Холл 19.73
116 Холл 7.66
117 Операционный зал 149.7
11в Помещение охрены 12.13
ОБЩАЯ ПЛОЩАДЬ ■ ЗМ,8 п.м.
Ру = 8,8 кВт;
Рр = 7,0 кВт; Рр.уд =13,87 Вт/мг созф =0,92
= 7,0x1100 = 7700 кВт-ч \Л/Р.Уд. = 15,25 кВт-ч/м2
Условные обозначения:
X - Эвакуационные светильники с надпись» "ВыхоВ" 6^-1110-9x1],ЕС с аккумуляторной ипторрЕи
(успгано&ить ноЭ ¡¡Верными проемами). А - Светильники наВ ЙхоОами Й эВание ЖБУВ2-50-В03 ЦР О - [Йетильник [36В/32
3 3-61-№ 23-0 - КР1.30
Офисное здание
К зн (от. щ Лист № аос Пой! Лапа
Контрольная робота №1 Внутреннее злектроосйещение Эодоние № 0 Стасин Лист Аспай
1
Зьгалнап кйпиэЬ л В 0920Юг
ПрвлоВовютсм! Вцхнон л Г очгою? План расстанобки светильников НОУ ВПО МИЭЭ
Рис. 2. Пример вьтолнения контрольной работы № 1 «Проектирование внутреннего электроосвещения»
РП-1
РП-2
РП-3
участок 4
участок 1
участок 2
участок 3
Расчет электрических нагрузок жилого дома
АВР 160 А
I
I
I PEFK4PHH №РИР|Й I
. Z3]fct!T2-03 ZSJWTZ-OS ,
пдожм pKNfcibix
I mam 5-W 080/22»: S-7.SI; I
IИИТ пвннш О.й КИЕГ [тсынкпи:: ">: I
У1 гдсток timet соь ф ts^ Pv KBI Pp. >.-131 Op raiap s* кВЛ V» A
1 Р,| - Р,М> * Р,„1«..= 7,3+7,3 р,| = К,™«Р,Г„ ' К, «Р,™.„ = 0.W.51 0,6*7,5 0,R5 fl,ft2 13 Id.5 M 12,3 12,3
2 T>,i - P«„i - S4*K,*P_ <Н„|. 0^(13* 0,95 0.55 123,7 123,7 40,# 1Щ I9H.I
5 P,1 .„II = P„i ............... ....... 0.5 J 107.5 107.5 35,5 113,2 P2,l
4 Г,Л - рул + Г,ОЛ + Р,дя,' + Ру.пи. + РГта + РгДУ + " - 22+5+8J5-11 P„i - kjiiv, + + + Р.„ 0,8*22+5-5,7+2,8 0.7J 0.91 124,9 31.1 2Д.0 41.8 63,5
Pt'.MlLII lllill fVMWWW P»1 - ¡^¡V. + Рикл + Р^ + + Р».рд + Рыу + -= 22+5-5,7+5,5+15+7.5+2,8 0,77 0^3 59.1 49,0 76,8 116,7
lyfcm-Р,1„| + Р,™-Щ,7+7.5 Р,™,,. F,i.iHW„. 123,7+0.9»« ом 0,56 131.2 129.1 44,9 136,7 207,8
Виол 1 При mneKjiHtwriim ЛВР при яояеорл: Р,в™.| -Рй»| + O.^lKu^ * [W + РрШ) + + Рр1щ + Р,д, -■ [ 23,7-0,9" «1,>"22-5,1 -3,15)+5,5+13+1.3 0,9 0.4В 114,3 85,5 194.1 295
ВьйД 1 РтВЩ'Рц.шв + Рм РТгни + Рии +Р-ЧД+РГ.1>" = 107,5+22+5,7+5,5+1 5+7,5 р„„.„-г,■ 0,9'<к(л*Р,:'P-.w:"H^VO^-l'".*'??' <7) 0,91 0,46 224.Л 128,5 57,9 140,9 214.2
Гежнь ytfm ножом: Ро™1 " ГлшХ + 0.9"(И.,"Р,_, I- Г,як) + Р, „, <■ IVru 1 Ррв = = I07.:+Cl.3«f0.8*22+3,7I+J„l+1:+7.J 0.В9 0,51 156,3 9 175Д 266,3
^<и-Р,,,и." Ko*K,«P.,.,*V..i-0.159-0,625"25*39-96.9 кВг F>, «т.- Pr.i.11- P„*N...ii - 1,495я64 - 95.7 «Вт
ИТОГО по к/д Pp«A-P^t + P|»i +Р,.„+Р,.01! + PjLKHC + ^ + Pj JV - - 96,9+95,1+22+7,5+B.55+L 1.5+60+15 Р„„ - P.ul + Pja II +0,9'(Pt, +Рр™ + РцХкЗ - - 91,5+95,1+ - 0,9*0 7.6-KI+5.7) О. ... - (¿ж| + 0,.. и +0,9-(Q,„ + q.os - 0,.™:) - - 32,0131,61 09*(20,61 >1,514,5) 0,92 0,43 317к2 ZIP 90,1 236,e 339,9
380/220 В
3B0/22O В
ЭЗ-61-№00-00-КР2.ЭС
Контрольная робота №2 Злектроснайжение хилого Зома
Изи id.i ij-i Ш Дню
Задание № 00 Lrnhj» /lurmjft
1
Вмгклит UD2UKLH AS 112СТ1г
■ IpB'ullLlSiineifc iiJ?i'Li At 112CHz Принципиальная зЭналинейная эл. схема ВРУ и электроснабжения жилого 0DMO НОУ впо МИЗЗ
Рис. 3. Пример выполнения контрольной работы № 2 «Проектирование системы электроснабжения жилого дома»
СО СЛ
специальной части студенты выполняли сметный расчёт стоимости их проекта и составляли диаграмму Ганта для планирования проектных работ или выполнялся сравнительный технико-экономический анализ вариантов выполнения освещения офисного здания с использованием светодиодных светильников и традиционных люминесцентных. Также в качестве спецчасти одна из студенток разработала программу расчёта электрических нагрузок для медучреждений, которая была внедрена в организации. Графическая часть дипломного проекта представляет собой, как правило, комплект чертежей рабочей документации в объёме и по оформлению полностью соответствующий тому, что обычно выпускают проектные организации [3, 4].
Помимо изучения дисциплины в классе и/или самостоятельно предусмотрена форма дистанционного обучения в системе MOODLE. В этой системе учащийся получает полный доступ ко всем учебным и справочным материалам по дисциплине. Также возможно проведение занятий в форме вебинара.
Курсы повышения квалификации проектировщиков в объёме 72 академических часа проводятся начиная с 2004 года, а в нынешнем формате начиная с 2009 года. Программа курсов повышения квалификации была одобрена комитетом по образованию и науки Национального объединении проектировщиков (НОП) в 2010 году. МИЭЭ включён в перечень учебных заведений, рекомендованных НОП для про-
ведения курсов повышения квалификации. Курсы проводятся по очной форме обучения. За время обучения активно используются презентации (в общей сложности демонстрируется более 1000 слайдов). В рамках этих курсов в качестве аттестационной работы предусмотрена контрольная работа «Проектирование системы электроснабжения жилого дома» [5]. Содержание и требования к этой контрольной работе, а также принципы выполнения аналогичны содержанию требований аналогичной контрольной работе, которая выполняется по дисциплине высшего профессионального образования, и рассмотрены выше. Слушатель получает удостоверение только после полного выполнения контрольной работы и устранения всех недостатков и ошибок. За это время курсы прослушали около 500 человек из Москвы, Новосибирска, Хабаровска, Перми, Иваново, Воронежа, Казахстана. Состав слушателей разнообразен: это проектировщики-электрики (от начинающих до опытных с большим стажем работы), представители заказчиков, сотрудники службы эксплуатации и монтажных организаций.
По окончании обучения у студентов и слушателей курсов повышения квалификации проводится анкетирование, которое показывает, что профессионально-практический подход полностью одобряется выпускниками и способствует лучшей и более быстрой адаптации на рабочем месте и повышению конкурентоспособности соискателя при поиске работы после обучения в МИЭЭ.
Литература
1. Вихман А. Е. Контрольная работа № 1 «Внутреннее электроосвещение». Методические указания по выполнению контрольной работы. - М.: МИЭЭ, 2010. - 47 с.
2. Вихман А. Е. Контрольная работа № 2 «Электроснабжение жилого дома». Методические указания и задания. - М.: МИЭЭ, 2012. - 70 с.
3. Методические указания по дипломному проектированию. - М.: МИЭЭ, 2010. - 69 с.
4. Вихман А. Е. Требования к составу, содержанию и оформлению электротехнических разделов проектной продукции. - М.: МИЭЭ, 2012. - 305 с.
5. Вихман А. Е. Контрольная работа «Электроснабжение жилого дома». Методические указания и задания. -М.: МИЭЭ, 2013. - 70 с.
New approaches to staff training for specialists in design of electric supply systems & Е. Vikhman,
MIEE, deputy head of the energy supply and diagnostics department
For solution of the staff training problem in power supply systems design the author suggests his new professional and practical approach to formation of educational subjects and courses. This approach considers employers' requirements to professionals. The subject "Design of power supply systems" and the training course "Design of power supply systems of 0,4 and 10 kV" are considered with application of the new professional and practical approach.
bywords: staff training, higher education, qualification improving, professional and practical training principle.
ЭНЕРГОБЕЗОПАСНОСТЪ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ / www.endi.ru
№ 1 (55) 2014, январь-февраль
