Модель змісту навчання проєктуванню цифрових систем релейного захисту та автоматики енергосистем

Abstract

Виявлено, що ефективне формування понятійно-аналітичного та продуктивно-синтетичного рівнів сформованості професійних знань та умінь щодо проєктування цифрових систем релейного захисту та автоматики енергосистем можливе за системного розроблення та використання узагальненої моделі змісту навчання. На підставі вивчення інформаційних моделей технічних систем в якості базового інваріанта прийнято ознакову модель, що включає множину ознак призначення, побудови, принципу дії та параметрів технічної системи. Виявлено, що умовно процес проєктування цифрових систем релейного захисту та автоматики енергосистем можна розбити на три етапи, а саме розроблення завдання на проєктування, безпосередньо здійснення проєктування та визначення параметрів функціонування. Визначено причинно-наслідкові ланцюги знань, які складають основу вирішення задач на цих трьох етапах. Виявлено, що методи поетапної декомпозиції та агрегації є ключовими при побудові змісту навчання проєктуванню цифрових систем релейного захисту та автоматики енергосистем на основі причинно-наслідкових ланцюгів знань. Обґрунтовано узагальнену модель змісту навчання проєктуванню цифрових систем релейного захисту та автоматики енергосистем на основі причинно-наслідкових ланцюгів знань. Згідно узагальненої моделі розроблено зміст навчання проєктуванню конкретних мікропроцесорних систем релейного захисту та автоматики енергосистем. За допомогою експериментальної перевірки доведена ефективність змісту навчання проєктуванню цифрових систем релейного захисту та автоматики на основі причинно-наслідкових ланцюгів знань. Результати дослідження можуть бути використані у навчальному процесі професійної підготовки майбутніх інженерів за спеціальністю 141 – Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка.

It was found that the effective formation of conceptual-analytical and productive-synthetic levels of formation of professional knowledge and skills regarding the design of digital systems of power grid relay protection and automation is possible with the systematic development and use of a generalized model of the teaching content. Based on the study of information models of technical systems, a feature model was adopted as a basic invariant, which includes a set of features of the purpose, construction, principle of operation and parameters of the technical system. It was found that the design process of digital systems of power grid relay protection and automation can be conventionally divided into three stages, namely, the development of the design task, the direct implementation of the design, and the determination of the parameters of operation. Causal chains of knowledge that form the basis of problem solving at these three stages are determined. It was found that the methods of step-by-step decomposition and aggregation are key in building the content of teaching the design of digital systems of power grid relay protection and automation based on causal chains of knowledge. A generalized model of the teaching content design of digital systems of power grid relay protection and automation based on causal chains of knowledge is substantiated. According to the generalized model, the teaching content design of specific microprocessor l systems of power grid relay protection and automation has been developed. With the help of experimental verification, the effectiveness of the teaching content design of digital systems of relay protection and automation based on causal chains of knowledge has been proven. The results of the research can be used in the educational process of professional training of future engineers in the specialty 141 Electric power, electrical engineering and electromechanics.