認知實習背景和目的認知實習是電氣工程及其自動化專業的集中性必修實踐教學環節，規定學生在完畢基礎課和部分技術基礎課的學習之后，通過參觀生產企業、聽取學術講座和觀看教學錄像片，結合工程實際問題，深入理解多種重要電氣設備的基本構造和作用、電能的生產和輸配方式、電氣設備的控制和檢測措施，為此后專業課程學習打下良好的基礎。認知實習可以讓我們在生產實踐中學習到電氣設備的運行技術管理知識、電氣設備的制造過程知識以及其他在學校無法學到的實踐知識。同步，在認知實習過程中，我們可以把在學校學習到的知識靈活運用于生產生活實際中，具有鞏固和加深對所學知識理解的作用。認知實習內容與措施1.學習和理解集成電子技術的開發與研發的過程，并參觀企業生產制造廠間；（杭州士蘭微電子股份有限企業）2.學習和理解風電技術的發展和運用原理，參觀企業的展示走廊并聽取企業簡介匯報會；（浙江運達風電股份有限企業）3.學習和理解發電廠的發電原理與發電技術，參觀發電廠的工廠以及發電控制中心；（杭州蕭山發電廠）4.學習和理解電機的制造過程和運行原理，參觀電機生產工廠以及展示走廊并聽取企業簡介匯報會；（臥龍電氣集團股份有限企業）5.學習和理解家用電器制造過程，參觀電器制造工廠以及聽取企業簡介匯報會（杭州富生電器有限企業）6.學習和理解國家電網企業的變電站配電過程和輸配方式，參觀企業工廠工作空間；（國家電網企業育苗變電站）認知實習過程描述杭州士蘭微電子股份有限企業（7.5）7月5日上午，我們參觀了杭州士蘭微電子股份有限企業在濱江新區的測試工廠。首先我們被帶到一種會議室，由一位浙江大學電子信息工程專業畢業的博士生為我們簡介士蘭微企業。杭州士蘭微電子股份有限企業是專業從事集成電路芯片設計以及半導體微電子有關產品生產的高新技術企業。企業目前的重要產品是集成電路和半導體產品，重要包括MCU電路、LED照明驅動電路、音響系統電路、消費類專用電路、計量類電路、半導體分立器件成品、電源管理電路、功率驅動模塊、數字音視頻電路、MEMS傳感器和半導體奮力器件新品等等產品。這些產品可以應用于LED照明、家電、消費類電子產品（如MP3、PAD）、玩具、影音設備和汽車電子設備等各方面電子類應用。目前士蘭微企業已經在臺灣、深圳、成都、美國都開設有分企業。其中，成都士蘭微半導體有限企業重點發展LED芯片制造、封裝、高壓集成電路芯片制造、功率模塊封裝四項業務，是母企業士蘭微電子著力打造的西部LED半導體芯片制造基地；深圳市深蘭微電子重要從事士蘭微電子的產品在中國華南地區的銷售業務。而我們參觀的則是杭州士蘭光電技術有限企業，專業從事光電器件、光電集成電路以及光機電一體化系統等產品的設計、制造、銷售和服務。作為首家境內上市的同行業企業，士蘭微電子企業設計與制造芯片的過程通過了幾十年的改造與制定，已經形成了一條非常嚴格且明晰的生產線，分為上游、中游、下游三個模塊。上游模塊重要是芯片的設計，包括規格定義、軟硬件協同、功能實現、系統集成等功能；中游模塊為芯片的制造過程，包括外延、光刻、氧化、刻蝕、濺射、離子注入等環節；下游模塊為芯片測試階段，包括圓片測試、封裝以及成品測試等環節。接下來，工作人員又向我們展示了士蘭微企業芯片的制造車間。芯片的制造車間分為兩類，一類是芯片的制造過程，此類車間環境規定比較高，一定要做到除灰除塵，工作人員要穿上白色的工作服，為了防止靜電，室內溫度大概在22℃左右；另一類車間負責芯片的測試與封裝，環境規定相對較弱，工作人員穿一般的藍色工作服即可。成品的測試由成品測試機自動完畢，分為平躺式測試機和豎立式測試機。豎立測試機一般都會有一定的斜度，芯片被測試完畢之后，由芯片自身的重力滑落至產品分區；而平躺式測試機則是由機械臂將芯片用真空吸起來送到測試機進行測試。一般一種芯片的測試需要2-6秒，測試機完畢速度非常快。圖一：生產車間圖二：芯片測試儀浙江運達風電股份有限企業（7.6）7月6日，我們出發前去浙江運達風電股份有限企業。首先一進來，工作人員就帶我們參觀了運達風力發電的展示廳。從講解員的講解中，我們理解到運達風電企業的其那身是浙江省機電設計研究院風電研究室，是中國最早從事風力發電技術研究的企業。在二十世紀七八十年代，運達風電就已經研制開發出我國第一臺18千瓦并網性風電機組。承擔的課題重要有國家重點基礎研究發展計劃（973計劃）、國家高技術研究發展計劃（863計劃）、國家科技支撐計劃、浙江省重大科技專題等等項目。，浙江運達風力發電工程有限企業組建成立。，整體變更為浙江運達風電股份有限企業。曾經獲得國家能源科技進步一等獎、浙江省科學技術一等獎等多種獎項。運達風電企業的關鍵任務重要是風電整機制造業，包括兩個大的項目：風電運維服務和風電開發經營。運達風電企業系列產品重要由WD49/50-750和WD52-800定槳失速型、WD77/82/88/93-1500變槳變速恒頻、WD103/107-2500變槳變速恒頻、WD103/107/110/115/121-變槳變速恒頻、WD130/139-5000（實現吊裝）幾種大的產品構成。圖三：風電機組裝車間圖四：風電機組發電機模型圖其中，1.5MW的機組項目包括國電浙江穿山風電場項目、國電浙江茶山風電場項目、河北建投張北大西山項目、中水顧瀘西東華項目、華能新能源山西天鎮一、二期項目等；2MW及2,5MW的風電機組項目包括吳忠運風1號項目、中廣核寧海一市項目、寧波中營北侖項目等；5MW風力發電機組，由的詳細設計到的樣機組裝，歷時三年，擁有著自動滅火、環境監控、鼠籠式電機、全功率變頻器等高新科技，是運達企業目前承擔的最大的風電機組工程。大體簡介完運達企業的概況之后，講解員又為我們講解了風電機組的有關內容。一種風電機組，可以完畢通過葉輪的轉動將風能轉換為機械能，再通過發電機將機械能轉化為電能并將電力輸送至電網的過程。風電機組的構造大體如下圖所示圖五：風電葉輪示意圖圖六：風電機內部解剖圖風力機在風中捕捉到的機械功率，其實和空氣密度、風輪掃略面積、上游風速和功率系數有關，公式為，葉尖速比。風速是影響風電發電的重要原因之一，在定槳失速逇風電機中，轉速基本恒定，槳距角不可變；而變槳變速的風電機在低風速運行變轉速，追求最佳Cp，風能運用率較高，不過高風速時槳距角變化限制了功率。風速和風電功率之間的關系圖像如下圖所示。風速除了影響功率系數以外，對于發電機的效率音響也是不可忽視的。由下圖我們可以得知，當風速到達而定風速的時候，發電機組的發電功率保持在額定發電功率左右保持不變，因此風速增大并不能保證風力發電機組的效率增高，甚至增大過度的時候會對風力發電機組產生不好的影響。對于不一樣的葉片數，我們可以用葉尖速比來表達葉片數的變化。根據理論分析與實際測量的成果，葉尖速比和功率系數Cp以及轉矩系數（功率系數/葉尖速比）的圖像如下圖所示：由圖像我們可以得出：在相似額風速條件下，葉片數越少，風輪轉速越高；葉片數越多，最大轉矩系數值也就越大，對應的葉尖速比越小。3.浙能杭州蕭山發電廠（7.7）7月7日我們進入了蕭山發電廠。蕭山發電廠從屬于浙江浙能電力股份有限企業，是一家靠天然氣發電機組發電的企業。蕭山發電廠位于蕭山臨浦鎮，既有2×130MW燃煤機組，是杭州電網的重要發電機組,也是杭州市錢塘江南岸蕭山區和濱江區僅有的統調發電機組。后擴建2×300MW燃氣蒸汽聯合循環發電機組，燃用東海天然氣。該工程具有效率高，污染小，調峰性能好等特點。投資建設蕭山發電廠天然氣發電工程對于緩和蕭山區和濱江區電力供需矛盾起到重要作用。同步，也將深入改善杭州市的能源構造。進入蕭山發電廠之后，我們被帶到了第五發電廠車間，發電廠車間中間擺放著一種巨大的天然氣發電機組。講解員告訴我們，在平常發電機組工作的時候，車間內溫度非常高，并且廠內空氣中帶有較強的電壓，因此當發電機組工作的時候，是不容許工作人員進入發電廠機車間內，否則就會危及人身安全。講解員同步講到，雖然天然氣發電和燃煤發電的能量轉換過程都是化學能——熱能——機械能——電能，不過天然氣發電和燃煤電廠的發電流程并不相似：燃煤電廠的生產流程是通過煤炭水鍋爐內的燃燒，空氣受到受熱膨脹，帶動蒸汽輪機的轉動，然后將蒸汽輪機與發電機相連之后產生電能；而天然氣發電機組生產流程則是天然氣和軟化水分開進行處理。天然氣發電有兩個途徑：一種就是通過天然氣的直接燃燒帶動燃氣輪機發電機發電，一種是將天然氣通到燃氣輪機發電機組，然后再通向軟化水所處的廢熱鍋爐里面，通過蒸汽輪機發電機組來進行發電。燃氣輪機的排氣溫度可以高達500℃，通過廢熱鍋爐產生的蒸汽既可以基尼異步用來發電，也可以用來供熱，提高了熱效率。天然氣發電熱效率比較高，燃煤電廠的熱效率僅為35%-38%，而燃氣-蒸汽聯合循環電廠的熱效率高達50%-60%。與燃煤電廠相比，天然氣燃氣-蒸汽聯合循環電廠具有投資少、對環境污染小、整體循環效率高、調峰性好、占地少、建設周期短、廠用電率第、耗水少、可用率高等長處。接下來，我們又去參觀了蕭山發電廠的關鍵地方——控制室。在這里，控制室的前輩們為我們講解了控制室是怎樣在后臺監控、操作發電廠的發電過程的。其中，發電廠的每一種數據，包括鍋爐內部的溫度大小、發電功率的測試等等。都會顯示在大屏幕上。講解員說到，在之前的工作中，由于發電廠的各個數據非常多，控制室的人員采集數據、分析數據的工作量很大，導致了極大的不便；而目前，在新的計算機系統操控下，每一種數據都會保留到計算機之下，讓計算機進行處理分析。控制室的操控人員的職責就是為計算機提供合理并且可行的計算措施，讓數據處理變得非常簡樸、輕易。圖七：第5車間發電廠圖八：中央控制室4.臥龍電氣集團股份有限企業（7.10）7月10日，我們前去紹興的臥龍電氣集團股份有限企業。首先，我們就被帶入了兩個車間。一種車間是電機的定子和轉子的制造流程，另一種車間則是電機的纏繞導線的過程。從講解員的講述中，我們大體理解到了一種完整電機的制作過程是怎么樣的。一種完整的電機，最關鍵的器件是轉子組件和定子組件。轉子的基本生產工藝流程包括高沖——除油——鑄鋁——切澆口——推孔——涂油——壓軸——車外圓——拋光——校直——涂漆——裝箱等一系列環節；定子的基本生產工藝包括開線——奉獻——高沖——正壓——絕緣——繞線——掛環——機器鉗線——并線頭——前綁——去漆/套小管——搪錫——定位/綁扎——后綁——精整形——綜合測試——浸漆等環節。制作好定子和轉子之后，就需要進行電機的整體總裝過程，包括定子外觀檢查——上護線圈——壓定子——上擋圈——壓軸承——穿引線——合蓋——鉚扣——上防水圈——剝線——傳套管——壓接端子——插入塑件——綜合測試——包裝等環節。接下來，我們被帶到了一種大的會議室，聽取了臥龍集團的企業簡介會。浙江日報上曾經寫到：臥龍，“追求卓越，永遠比好更好”的“東方西門子”，將“誠、和、創”的DNA，內化為開疆拓土的商業密碼，發明著一輪輪的傳奇。將臥龍比作是東方的西門子，可見臥龍集團規模之大，發展之迅速。從1984年臥龍電氣企業創立以來，臥龍集團就已經獲得了中國民營企業500強、中國電機制造排頭兵、中國國工業行業排頭兵企業、全國機械工業100強等多項榮譽稱號，尤其是在近幾年，臥龍電氣受讓意大利SIR企業89%股份，臥龍企業得以深入的擴大與發展。目前，臥龍旗下的中國杭州、日本大阪、德國杜塞爾多夫、荷蘭埃因霍溫等四個電機及驅動控制技術研究機構、電機及控制技術國家級企業技術中心、省級重點企業研究院和省級重點試驗室，先后承擔1項國家高新技術發展計劃（863計劃）、1項國家重大技術裝備研制和重大產業技術開發專題、國家重大科技成果轉化項目1項，實行了國家級火炬項目19項，開發國家級重點新產品16項，獲得77項國家重點科技開發成果，并擁有702項國家專利。對于未來，臥龍在加速企業轉型升級、深入擴大生產規模、成為技術強企的道路上仍在不停的發展著，從未停下腳步。順著這條黃金航道，臥龍這艘滿載著“龍的傳人”光榮和夢想的巨輪，正駛向新的紀元。圖九：完整電機圖圖十：電機生產流水線圖十一：加工完好的定子5.杭州富生電器有限企業（7.12）7月12日，我們參觀了杭州富生電氣有限企業。杭州富生電器有限企業成立于1988年，是專業從事高效節能感應電機、智能裝備、精密模具等研發和制造的國家高新技術企業。企業開辦二十數年來，一直秉承資源有限智無限的經營理念，企業建有國家級博士后科研工作站、浙江省重點企業研究院、浙江省微特電機節能降耗工程技術研究中心、省級高新技術企業研究開發中心和浙江省企業技術中心等研發機構為創新載體，形成了成熟的具有自主知識產權的關鍵技術。富生電氣企業產品系列重要有冰箱壓縮機典籍系列、空調壓縮機電機系列、微電機系列、壓緊機（自主研制）、轉子壓鑄機（自主研制）、高沖模具（自主研制）等系列產品構成。目前在全國各地都具有合作分企業，包括天津、江蘇、上海、附件、廣東、江西、浙江、四川等各個企業。8月8日，富生電器正式成為全球最大的空調壓縮機制造商之一、國有控股上市企業——上海海立（集團）股份有限企業的全資子企業。富生電氣企業的參觀一共分為兩站，一站是參觀模具的鑄造過程，另一站是微電機的制作過程。模具制作流程大概分為模具設計——軟件設計——數控加工模具雛形——后期處理——試模等環節，設計部分是由總工程師和其他工程師運用計算機的3D處理軟件來完畢，加工和處理和我們在金工實習的時候類似，因此不再詳細論述；另一站是微電機的制作過程，與臥龍集團的電機制作過程類似，但也有很大的不一樣之處。一是車床的使用：微電機的制作規模較小，因此定子和轉子的制作過程大部分都是通過車床（大多為數控車床）來實現制作；一是纏繞線的復雜度：微電機的線比較精細，并不像臥龍企業做的電機很大，線比較粗，需要人工纏線，而是要用多種愈加精密的儀器進行纏繞，使得微電機的制作過程的編程技術尤為重要。圖十二：模具壓制過程圖十三：已成型模具圖圖十四：微電機生產流水線6.國家電網企業育苗變電站（7.13）7月13日，我們來到了我們認知實習的最終一站——220kV育苗變電所。育苗變電所從屬于國家電網企業，位于杭州市拱墅區，占地面積大概為16000公頃。育苗變電所承包了諸多項重要電網任務，包括2*180MVA主變壓器安裝工程、110kV出現運維工程等等。全站采用綜合自動化微機監控監控系統，采用實時計算機監控系統，集測量、監控、報警處理、控制和管理功能于一體，分層分布式布置。育苗變電站的關鍵，在四層的總控制室。在那里，一段講解巡檢機器人的視頻給我留下了深刻的印象。在巡檢機器人未投入使用之前，一年之內每天運維人員都要拿著儀器到處測量獲取數據，不僅要忍受環境帶來的多種考驗和困苦，還要面臨著人身安全的威脅，尚有也許出現人為讀數錯誤等。巡檢機器人，讓巡檢人員從兩個人每天的巡視，變成了一周一次的巡視，大大減少了人工巡檢工作量。操控人員只需要在后臺操控巡檢機器人，讓機器人按照規定好的路線進行行走，每次走大概3米停下來進行數據的檢測和拍照。這一切都可以用巡檢機器人來替代工作。不管是在酷暑炎熱的天氣，還是某些暴雨、暴雪、濃霧等惡劣天氣下，巡檢機器人都可以正常進行工作。并且一種巡檢機器人可以采用多種變電站聯合控制，例如20個變電站，只需要5個巡檢機器人就可以完畢大部分工廠設備的巡檢工作。一種巡檢機器人作為備用，放在變電站總站；其他四個巡檢機器人各自負責5個變電站的巡檢工作，運維人員所需要做的就是控制巡檢機器人的工作路線以及轉移巡檢機器人的工作而已。國家電網表達：智能電力巡檢機器人最早由國家電網山東電力企業于1999年投入使用，目前已在北京、浙江、甘肅等地推廣應用，并將加緊智能機器人等智能產品的推廣，爭取在實現500（330）千伏及以上變電站全覆蓋。接下來，育苗變電站的工人們又為我們簡介了育苗變電站的整體電網分布狀況，電氣主接線包括220KV雙母線、110KV雙母線、35KV單母線分段，如下圖所示：圖十五：220kV育苗變電所電氣一次主接線圖一種完整的電力系統應當包括多層變電站，包括樞紐變電所、中間變電所、地區變電所和終端變電所。育苗變電所就屬于中間變電站中的一種。樞紐變電所于系統的樞紐點，連接高壓和中壓的幾種部分，匯集多種電源，電壓等級較高，如330～500kV等。因此樞紐變電站的地位也是相稱重要的，全所停電將導致系統解列，甚至出現全系統瓦解的劫難局面；中間變電所一般匯集2—3個電源，電壓等級多為220kV～330kV，高壓側以穿越功率為主，在系統中起互換功率的作用或使高壓長距離輸電線路分段；變電所還降壓供應所在地區顧客用電，重要起中間環節的作用。中間變電所的地位在四種變電所里的重要程度還是比較重要的，全所停電時，將引起區域網絡解列，影響較大；地區變電所對地區顧客供電，是一種地區或都市的重要變電所，電壓一般為110～220kV，全所停電時，僅使該地區停電；變電所位于輸電線路的終端，靠近負荷點，高壓側電壓多為110kV或更低，一般經降壓后直接向顧客供電，若全所停電，只是顧客受到損失。這樣一種層層遞進的電力系統變電所分派系統，不僅構造相稱嚴謹可靠，并且電網