時間:2023-03-25 11:25:25
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關鍵詞:在系統可編程雙口RAM多軸運動控制卡
當今,數控系統正在朝著高速度、高精度以及開放化、智能化、網絡化的方向發展,而高速度、高精度是通過控制執行部件(包括運行控制卡及伺服系統)來保證的。以往的運動控制卡主是基于單片機和分立數字電路制作的,用以實現位置控制、光柵信號處理等功能。由于器件本身執行速度慢、體積大、集成度低,并且結構固定,電路制作完成以后,無法改變其功能和結構。采用在系統可編程技術,應用ispLSI器件開發的PC——DSP多軸運動控制卡,能夠完全解決上述問題,適應數控系統發展的需要。
1ISP器件及其優點
ISP(In-SystemProgrammability)器件,是美國Lattice半導體公司于20世紀90年代初開發出的一種新型高密高速的現場可編程數字電路器件,具有在系統可編程能力和邊界掃描測試能力,非常適合在計算機、通信、DSP系統以及遙測系統中使用。
在系統可編程技術與傳統邏輯電路設計比較,其優點在于:(1)實現了在系統編程的調試,縮短了產品上市時間,降低了生產成本。(2)無需使用專門的器件編程設置,已編程器件無須倉庫保管,避免了復雜的制造流程,降低了現場升級成本。(3)使用ISP器件,不僅能夠在可重構器件的基礎上設計開發自己的系統,還可以在不改變輸入、輸出管腳的條件下,隨時修改原有的數字系統結構,真正實現了硬件電路的“軟件化”,將器件編程和調試集中到生產最終電路板的測試階段,使系統調試數字系統硬件現場升級變得容易而且便宜[1]。
2在系統可編程技術應用
2.1系統描述
本所自主開發的多軸運動控制卡采用的是主-從式PC-DSP系統。PC機的主要任務是提供良好的人機交互環境;而DSP(數字信號處理器)則作為系統執行者,以高速度進行算法實現、位置調節和速度調節,然后經過16位的D/A將數據送給伺服控制單元。系統不但可以進行高速度高精度控制,同時也是一個DSP伺服系統的開發平臺。
PC運動控制卡采用美國德州公司DSP芯片TMS320F206作為系統的核心,運動控制卡由ISP模塊、DSP-PC通信雙口RAM模塊、光柵信號輸入模塊、數/模轉換電路模塊四部分組成(見圖1)。其中,ISP模塊中包括了可變地址的譯碼電路、輸入輸出緩沖/鎖存器電路、11位的自動加計數器電路、雙端口RAM的控制電路以及PC機和DSP測驗握手電路。本系統使用Lattice公司的ispLSI系列CPLD(復雜可編程邏輯器件)來實現這一部分數字電路和邏輯控制電路,如圖2所示。
2.2雙端口RAM訪問控制的實現
對于本系統來說,PC機要發送控制指令和進行大量數據計算,數據交換應盡可能占用較少的機時和內存空間;此外,PC機的系統總線與DSP之間還要進行大量可靠的數據傳輸,它們均過多地占用CPU時間,導致CPU效降率低。使用雙端口RAM,交換信息雙方CPU將其當作自己存儲器的一部分,可保證高速可靠的數據通信。我們選用2K×8bit的IDT7132,完全能夠滿足本系統中數據交換的要求。對雙端口RAM訪問,一般有三種方式,即映射內存方式、DMA方式和擴展I/O方式。映射內存方式訪問雙端口RAM,不需要周轉,訪問速度快。實模式及保護模式下,能對確定內存空間進行訪問,實現對RAM任意存儲單元讀寫;但在32位的Windows98和WindowsNT操作系統下,不支持對確定內存空間的訪問,要訪問雙端口RAM必須編寫復雜的硬件驅動程序,難度很大。DMA方式訪問端口RAM,傳送數據的速度靈活、擴展I/O方式訪問雙端口RAM,可以按實現要求分配I/O端口,實現對雙端口RAM所有存儲單元讀寫,這種方式軟、硬件設計都很簡單。所以,擴展I/O方式訪問雙端口RAM是最佳方案。
從技術上來說,PCI總線是最先進的,不僅速度快,而且支持即插即用等特性,但控制卡上雙端口RAM芯片是8們的IDT7132,而PCI總線是32位。為了簡化設計,對PC機一方,采用了16位ISA總線,通過擴展I/O方式訪問雙端口RAM。實際占用了兩個I/O端口地址,一個作為計數器預置端口地址,一個作為雙端口RAM讀/寫端口地址。PC機在讀/寫存儲器之前,首先要通過預置數端口,用輸出指令將要訪問RAM存儲器的起始地址置入11位可預置加計數器中;以后每訪問一次讀/寫端口,執行一次讀/寫操作,計數器中的地址就自動加1,計數器輸出指向RAM的下一個存儲單元。這樣,簡單地執行I/O指令,就可以傳送一批數據。而下位的微處理器(DSP)采用的是存儲器訪問方式,它將IDT7132的2K空間映射自己的外存儲器中,實現對雙端口RAM的任意存儲單元的訪問。
在PC機和DSP對端口RAM訪問時,只要不是同時訪問同一個存儲單元,就允許兩個端口對片內任何單元同時進行獨立的讀/寫操作,而且互不干擾。但兩個端口訪問同一存儲單元,會造成同時寫或者一側讀一側寫的訪問沖突,因此應避免這一訪問沖突發生。由于片內邏輯促裁可根據兩偶片選或地址信號同時到達的差別(小到5ns),對后到達一側進行封鎖,并同時輸出一個BUSY(約25ns)的低電平脈沖信號,利用這一信號,便可解決訪問沖突問題。一般來說,標準的ISA總線周期為3個時鐘周期,若主板ISA總線時鐘為8MHz,則一個時鐘周期為125ns;若總線時鐘為6MHz,則一個時鐘周期為167ns,相應的16位總線周期時間分別為375ns和501ns。所以對于PC機來說,可以將BUSY信號接ISA總線的I/OCHRDY信號線,總線周期中會自動插入一個等待周期(最多可達10個時鐘周期),直至BUSY信號拉高;同樣,對于DSP,BUSY信號接DSP芯片的READY信號線,系統總線也會自動插入等待周期,從而避免了PC—DSP對雙端口RAM的共享沖突。
無論是PC機還是DSP,傳送數據后都需要通知對方及時提取數據,以免后面數據對前面數據覆蓋,這就需要協調PC—DSP間的數據交換。通過中斷控制器可實現數據交換過程中兩個CPU之間相互中斷。對于PC機寫RAM操作完成之后,PC機通過端口1將中斷控制器2(DSP中斷控制器)置位,DSP響應中斷后進入中斷服務程序。在子程序中,DSP可以通過端口4將中斷控制器2復位。同理,DSP也可向PC機發中斷,PC機響應中斷后進入斷服務程序。
2.3器件選擇和輸入方法
選擇可編程邏輯器件型號時,應注意到ISP模塊電路總共使用I/O管腳數目為52個,大約需要10~20個GLB單元。所以選用ispLSI1032E-100LJ84芯片來實現ISP模塊電路,它的集成度達到6000門,具有64個I/O引腳,寄存器超過96個,32個GLB單元,系統速度為100MHz,從資源和速度上能夠滿足該多軸運動控制卡的需求。同一芯片內的門電路、觸發器、三態門等參數特性完全一樣,抗干擾性能比原來分立器件構成的電路也有極大的提高,完全可能實現全數字的I/O電路。
使用Lattice公司提供的數字系統設計軟件ispEXPERT,邏輯設計可以采用原理圖、硬件描述語言(HDL)以及兩者混合采用三種方法輸入。本設計采用ABEL—HDL語言輸入和編寫測試向量,并且使用自己開發的編程板完成對器件的編程和下載。
2.4主時序設計
以PC機為例,訪問雙端口RAM分以下兩步完成:
第一步是向PC機I/O端口中的數據端口送數據D0~D12,D0~D10(訪問RAM的起始地址)送至計數器,D11作為可預置計數器的LOAD信號;當D11為1時,計數器裝入預置數。D12作為讀寫控制位,D12為1時,PC機對RAM寫操作;為0時,對RAM讀操作。
第二步是通過PC機ISA總線的I/O端口讀寫RMA,每完成一次讀/寫,計數器輸出就指向下一個要訪問的RMA地址單元。時序如圖3所示。
3功能仿真
為了保證本系統設計的正確性,在對ISP器件下載以前,首先對系統進行功能仿真。功能仿真的輸入信號由ABEL-HDL編寫測試矢量給出。仍以PC機訪問雙端口RAM為例,系統的功能仿真波形圖如圖4所示。
由圖4可以看出,假定訪問RAM的0x006地址,在LOAD(D11)信號到來后,當IOW的上升沿到來時(見圖4中1所示),預置數(OA3OA2OA1OA0=0110,即十進制數6)寫入計數器。然后對雙端口RAM進行讀操作,PC讀信號(IOR)下降沿到來(見圖4中2所示),這時RAM的OEL端(數據輸出控制)為低電平(數據輸出有效),CEL端(RAM片選)為低電平(選中),RWL(RAM的讀寫控制)置高電平(讀有效),PC機讀取RAM中的數據;當IOR上升沿到來時(見圖4中3所示),計數器輸出地址加1(OA3OA2OA1OA0=0111,即7),指向下一RAM地址。在預置數重新寫入計數器后(見圖4中4所示),對雙端口RAM進行寫操作。PC寫信號(IOW)上升沿到來,OEL端置高電平,CEL端置低電平,RWL置低電平(見圖4中5所示),PC機將數據寫入雙端口RAM中,計數器輸出地址自動加1。同理,DSP訪問雙端口RAM也可實現。
畢業論文答辯的主要目的,是審查文章的真偽、審查寫作者知識掌握的深度,審查文章是否符合體裁格式,以求進一步提高。學生通過答辯,讓教師、專家進一步了解文章立論的依據,處理課題的實際能力。這是學生可以獲得鍛煉和提高的難得機會,應把它看作,治學的“起點”。
(一)答辯的準備工作學生可以從下列問題(第4~10題)中,根據自己實際,選取二三個問題,作好匯報準備,(第1~3題必選)。時間一般不超過10分鐘。內容最好爛熟于心中,不看稿紙,語言簡明流暢。
1.為什么選擇這個課題(或題目),研究、寫作它有什么學術價值或現實意義。
2.說明這個課題的歷史和現狀,即前人做過哪些研究,取得哪些成果,有哪些問題沒有解決,自己有什么新的看法,提出并解決了哪些問題。
3.文章的基本觀點和立論的基本依據。
4.學術界和社會上對某些問題的具體爭論,自己的傾向性觀點。
5.重要引文的具體出處。
6.本應涉及或解決但因力不從心而未接觸的問題;因認為與本文中心關系不大而未寫入的新見解。
7.本文提出的見解的可行性。
8.定稿交出后,自己重讀審查新發現的缺陷。
9.寫作畢業論文(作業)的體會。
10.本文的優缺點。總之,要作好口頭表述的準備。不是宣讀論文,也不是宣讀寫作提綱和朗讀內容提要。
(二)答辯會程序
1.學生作說明性匯報。(5~10分鐘)
2.畢業答辯小組提問。
3.學生答辯。(一定要正面回答或辯解,一般允許準備10至20分鐘)。
4.評定成績。(答辯會后答辯小組商定,交系、院學位委員會審定小組審定。)
(三)學生答辯注意事項
1.帶上自己的論文、資料和筆記本。
2.注意開場白、結束語的禮儀。
3.坦然鎮定,聲音要大而準確,使在場的所有人都能聽到。
4.聽取答辯小組成員的提問,精神要高度集中,同時,將提問的問題——記在本上。
5.對提出的問題,要在短時間內迅速做出反應,以自信而流暢的語言,肯定的語氣,不慌不忙地—一回答每個問題。
6.對提出的疑問,要審慎地回答,對有把握的疑問要回答或辯解、申明理由;對拿不準的問題,可不進行辯解,而實事求是地回答,態度要謙虛。
7.回答問題要注意的幾點:
(1)正確、準確。正面回答問題,不轉換論題,更不要答非所問。
(2)重點突出。抓住主題、要領,抓住關鍵詞語,言簡意賅。
(3)清晰明白。開門見山,直接入題,不繞圈子。
(4)有答有辯。有堅持真理、修正錯誤的勇氣。既敢于闡發自己獨到的新觀點、真知灼見,維護自己正確觀點,反駁錯誤觀點,又敢于承認自己的不足,修正失誤。
(5)辯才技巧。講普通話,用詞準確,講究邏輯,吐詞清楚,聲音洪亮,抑揚頓挫,助以手勢說明問題;力求深刻生動;對答如流,說服力、感染力強,給教師和聽眾留下良好的印象。
1.1工程概況
漳州華安110kV城關變位于華安縣城關,華安至漳州的漳華公路邊,距華安縣2公里左右。本工程為該變電站二期工程,原有主變一臺,本工程增加一臺;110kV接入系統遠景6回,前期已建1回,本期由總山至華安水電廠100kV線路開斷接入2回。站址在原來預定的位置上建設。綜合樓、35kV配電室、10kV配電室在一期工程中已建,并已預留二期擴建的房間。根據九龍江流域電網規劃,110kV接線有更改,配電裝置場地現已不能滿足擴建要求,本期擴征1.2畝。
1.2主要工作量
該工程的主要工作為:
1)新增部分:
①新建三線圈變壓器1臺
②將110kV配電裝置接線由內橋改為單母線分段(終期6回進線),并新增110kV進線2回
③新建35kVⅡ段母線,新增出線4回;新建10kVⅡ段母線,新增出線8回。
④為對新建的總山~華安水電廠I回開斷接入城關變的線路同步建設OPGW。
2)改造部分:
①對一期的110kV進線開關和線路保護更換,對直流系統及所用電系統更換,對接地網進行改造。
②送電線路部分為將總山~華安水電廠I回開斷接入城關變。
③OPGW部分通信部分為建立完善城關變至華安縣調和地調通道。
2建筑工程
2.1建筑工程主要工作
本工程為改擴建工程,所址位于原變電站,鄰近省道漳華路,交通運輸方便,有利于基建和今后運行維護工作。變電站現有一臺主變,一個間隔。綜合樓,10kV、35kV配電裝置室已有,并已預留二期擴建的房間。擴征土地1.2畝。變電站所址為舊址,主要建筑物已建,擴征場地很小,無重要建筑物,且變電站仍在運行中,故設計是即指出本次工程不存在鉆探工作。
2.2建筑施工工程
2.2.1變電站場地施工
依據工程規劃設計,變電站總體布局基本不變,本期增加一臺主變,并增加六個進出線間隔。進所主入口在所區西側,進所道路與所區主變側主干道對接,以方便主變運輸。并根據需要部分延伸主干道。所內排水采用有組織排水方式,即:地面-雨水口-排水管-排水明暗溝-所外排水溝-河溝。110kV配電裝置和主變的雨水口沿道路布置,采用平蓖式雨水口;道路、圍墻、建筑四周設排水明暗溝。
2.2.2變電站管溝施工
所內溝道主要為電纜溝,電纜溝布置力求順直短捷,主溝平行于電氣走廊布置;溝道蓋板頂部高出設計地面0.10m,溝道縱向坡度不小于3‰;所內電纜溝當斷面大于0.8×0.8m時采用混凝土,過道路電纜溝采用鋼筋混凝土,其余電纜溝采用磚溝,室外所有溝蓋板均采用包角鋼。
2.2.3變電站道路、所區綠化及場地處理
進所和所內道路已有。從進口到主變側為主干道,路寬4.0m,轉彎半徑為9m,本次需延長到35kV配電裝置室。為方便運行操作,在設備支架四周1.0m范圍內采用現澆混凝土地面,其余屋外配電裝置場地種植草皮。所區綠化擬在圍墻邊以及道路兩側和建筑物前后的空地中種植花果及矮小樹木,特別是主控樓的周圍作為綠化重點,以達到美化環境,減少污染噪音,場地輻射熱等目的。
2.3建筑施工技術
2.3.1混凝土施工
依據工程規劃設計,長期以來,人們一直以為混凝土應是非常耐久和安全的材料,我國土建結構的設計與施工規范,對環境因素作用(如干濕、凍融等大氣侵蝕)下的耐久性要求則相對考慮較少。許多1lOkV變電站的混凝土結構由于鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕而導致嚴重的安全事故,引發設備被損甚至發生火災,所以這個問題必須引起格外重視。本變電站土建中對安全性和耐久性要重點考慮了以下兩點。
(1)充分考慮各種環境因素產生的荷載,使用合理的安全系數和嚴格的標準,提高合理的安全系數,增加鋼筋配置,提高混凝土結構的抗風險能力。選取合理的混凝土結構體系安全有效地傳遞,配置完善的受力鋼筋骨架,不但進行強度和剛度計算還應進行抗裂或裂縫寬度驗算,避免因結構開裂或裂縫寬度超出限值而使鋼筋受侵蝕。(2)設置合理的構造系統,必要的構造鋼筋,采用有利于結構耐久性的最小配筋率,配置限裂鋼筋。消除不合理的約束因素,合理設置變形縫或后澆帶。對特殊環境中的混凝土,通過計算和試驗給出較為準確合理的配合比,努力提高混凝土的抗拉強度。
2.3.2防火問題處理
本次施工中一直關注變電站內的房屋布置上要各建筑物之間及各建筑物與設備之間的防火凈距是否滿足規范要求。在嚴格執行設計要求的同時,當在建筑物側墻外5m以內布置油浸變壓器或可燃介質電容器等電氣設備時,該墻在設備總高度加3m的水平線以下反設備外輪廓兩側各3ITI范圍內,不得開設門窗和洞口。距變壓器外廓5m~1Om處建筑外墻可設防火門和非燃性固定窗。電纜是容易燃燒引起火災的物體,電纜防火設計要分隔及阻燃,在室內通往室外的電纜出口處采用防火隔板、耐火角形條、速固堵料和柔性堵料做成堵隔火墻,且在堵隔火墻靠室內一端進線至電纜支架之間的電纜噴涂防火涂料;在戶外電纜溝、溝內引接分支通道等處的溝內每間距60m左右設阻火區段,用2m長防火槽盒和柔性防火堵料、耐火包進行密封填充阻火區段;采用防火隔板以及柔性防火堵料封堵戶外所有端子箱、操作機構箱底部的電纜入口處;采用防火隔板、速固堵料和柔性防火堵料封堵主控制室各種盤柜底部的電纜貫穿孔。變壓器是變電站內最重要的設備,防火要求更高,應在中加以重視。人員在設計過程中要嚴格檢查主變壓器之間、主變壓器與其他充油設備以及主變壓器與建筑物之閫的距離,當防火凈距小于規范要求時,就應在設置防火隔墻的同時,檢查其材料是否符合防火墻的耐火極限。
2.3.3防噪問題處理
變電站內的電氣設備在運行過程中會產生較大的噪音,會影響附近居民的生活。本l1OkV在土建設計時就考慮到樂這一點,合理地規劃布局,優化通風設計,減少噪聲污染,如采用了優秀的變電站的通風設計等。在施工過程中,更嚴格控制施工時間安排,做到有效控制施工噪音,減少施工造成的影響。
2.3.4外觀及綠化問題處理
變電站盡量建筑得整齊有序,與原本的建筑物融為整體。本變電站同時采用了集中綠化區和利用邊角地帶綠化的方法,盡量提高了綠化率。在擴建施工的同時提高了變電站的整體美觀。
2.4建筑工程監理檢查工作
作為監理“四控”中的安全控制,在運行變電站改擴建項目中是監理控制的首要工作。施工、調試現場安全管理工作,不是貼標語、開個會就能解決問題的,關鍵是要把措施落實到位。本工程的監理檢查工作做到了以下幾點:
2.4.1加強現場監理人員的安全知識學習與安全意識的培養。
組織學習《電力建設安全工作規程》、《安全生產監督規定》、《電力生產事故調查規程》、《電網建設安全健康與環境管理辦法實施細則》、《安全生產工作獎懲規定》以及相關的典型事故案例。
2.4.2與運行方保持有效溝通。
積極組織安全措施審核等會議,及時了解工程進度,聽取和征求運行、安監、調度、工程技術等生產一線專業人員對計劃和方案的意見。
2.4.3做好項目安全預控工作。
項目監理對本工程進行了安全風險因素的辨識、分析和評價,確定安全風險因素,制定相關預控措施并寫入監理規劃和實施細則等監理工作指導性文件。
3安裝工程
3.1安裝工程主要工作
安裝工作涉及多專業配合問題,主要完成的工作有:主變壓器安裝、一次設備安裝、二次設備安裝、站用電及直流系統安裝等,由多專業協調配合,共同完成。其中涉及土建部分的有:110kV戶外配電裝置為中型配電裝置,人字柱及端撐采用Φ300×50mm普通鋼筋混凝土等徑桿,鋼橫梁斷面為三角形,角鋼結構。設備支架為300mm普通鋼筋混凝土等徑桿,單柱支架頂部以鋼板為封頂板作設備基座,多柱支架以槽鋼為橫梁兼作設備基座。母線橋支架為300mm普通鋼筋混凝土等徑桿,槽鋼與鋼橫梁組成多跨門型架。所內原有35米高獨立鋼避雷針兩座,因場地布置的改變,本期拆一座增加35、40米高獨立鋼避雷針兩座。所有鋼構件均須熱鍍鋅處理。構、支架及避雷針基礎為現澆式C20素砼獨立基礎,基礎埋深約1.2m。進線側部分基底遇新添土,應進行淺基處理:采用換土法,增加500mm厚,B+2×300mm(B為基礎寬)寬的沙基。35、10kV配電裝置室、電容器室、采用百葉窗自然進風、機械排風之通風方式。其通風量按事故時換氣次數不少于每小時6次計算。各選用T35-11No.4軸流風機2臺。因二次設備現在改為微機保護的,為保證室內控制儀表的正常運行,并為運行人員集中經歷進行監盤操作創造較好的工作環境,二次設備室增設2臺LF5WC型風冷分體立柜式空調機。
3.2安裝工程檢查工作
監察人員經常性地到施工作業現場進行安全動態稽查,著重稽查施工單位的安全監護人員是否責任到位。施工人員是否確在安全圍欄內工作,是否擅自增加了工作內容、擴大了工作范圍。工作設備和運行設備的交接面是否確已可靠接地:稽查吊車拐臂的伸展半徑是否在安全距離之內.吊車有無側翻可能而危及運行設備:稽查有無亂拉亂接施工電源.施工電源的漏電保護器是否完好。電焊機的外殼是否可靠接地.施工現場的易漂浮物是否已及時壓好以免被風卷起危及運行設備的安全等。在天氣異常、重負荷或系統運行方式不正常時加強巡視力度.以確保變電站的安全穩定運行的同時,并嚴格監督施工質量。
對于當前企業的工程造價中,應該全面系統的收集整理歸納造價數據信息,針對人工費、材料費、施工機具使用費、企業管理費、利潤、規費、稅金進行造價管理,并對其作出相關研究。如在郵電系統建筑安裝工程,編制新建郵電通信綜合樓估算及預算,還有編制郵電基站機房、營業廳、辦公樓的裝修估算及預算中,工程項目不僅具有特征多式多樣的特點,同時其工程功能也各有不同,故此在工程建筑中使用的標準也有所不同,一定要采取具有可靠性與的代表性的信息數據,提升數據信息的精確度才行,不僅可以提高企業的競爭力,還可以促進工程造價行業的快速發展。對于工程造價管理中,應該合理設定自己的技術經濟指標數據庫,并將其作為衡量自身執業水平的標準,可以極大的提高企業造價咨詢執業的行業水平。
2工程造價編制內容及技術經濟指標
2.1確定技術經濟指標
在工程造價預算之前,應該合理確定工程管理的技術經濟指標,不僅是投資估算以及初步設計概算的重要依據,同時造價編制估算中的設備投資率法、估算指標法都離不開技術經濟指標,對于審查施工圖預算以及結算、決算都具有很重要的作用。如針對該工程中,針對新建辦公樓裝修指標,其經濟指標單位造價為520元/m2左右,報審的預算為620元/m2,這樣顯然表明其造價中存在問題,應該及時改進糾正造價方案,才可以確保實際工程質量安全。建筑裝飾裝修工程中,由于其工藝復雜、材料品種繁多、施工方法靈活,因此在確定項目定額費用中,應該明確主材具有可操作性,盡可能完善工藝造型描述,就室內裝飾中的地毯材料來說,其最便宜國產地毯不到30元/m2,然而高檔國產地毯價可超過300元/m2以上,由此可見,在工程定額費用確定中,一定要明確材料的產地、廠家、規格、型號,以避免投標過程中產生偏差。
2.2定額費用確定
在項目定額費用確定中,對于項目特征的描述應該達到投標人需求標準,提高描述的可使用性,完善工程量清單,提高報價的公平性、定額的約束性、造價的合理性。對于計算新規格砌塊的人工定額含量的方法,如下所示:首先,在計價表中查得3-29標準磚一磚外墻,其砌塊含量為536塊,其人工含量為1.38工日;在補充定額中查得錫3-1八五磚,其砌塊含量為755塊,其人工含量為1.61工日。而新砌塊的規格正好界于這兩種規格之間,適合進行人工含量的換算測定。其次,可以根據上述數據,計算出二者的砌塊含量差為219塊,人工含量差為0.23工日。根據:0.23÷219=0.001(塊)675-536=139(塊)再根據砌塊含量差得出工日:139×0.001=0.139(日)從而可以計算出采用新規格砌塊的人工定額含量:1.38+0.139=1.519(日)自主報價也必須建立在現行工程定額的基礎上,對于其工程定額費用之中,可以采用砌塊量差插入法推算人工費含量,首先在定額中找到界于比新砌塊規格大和小的兩條子目,對這兩條子目先計算出它們的砌塊量差和人工量差;根據人工量差除砌塊量差,從而得出砌塊單位人工,再利用單位人工去乘新砌塊增加的塊數,從而就可以得到所增加的人工含量;在定額費用確定中,應該將問題考慮周全,利用現有定額子目比較完整的換算,就可以得到最為兼顧各方利益的數據。
2.3工程量清單計價
工程量清單計價編制中,需要按《遼寧省建設工程計價定額》中的清單項目編碼、項目名稱以及項目特征、計量單位與工程量計算規則(五大要件在清單組成中缺一不可)、工作內容及本編制說明所規定的附表編制工程量清單,按實際的發生工程項目進行計價。工程量清單編制中,是根據計價定額已確定的項目內容,針對在工程施工過程中消耗的非工程實體,由承包人提出,發包人確認,從而可以形成新的清單明細。工程量清單計價中,需采用統一格式,根據各省、自治區的實際情況,綜合單價,針對材料價格風險,采取有效審核措施,在計價規范計價表的基礎之上進行補充完善。
2.4技術經濟指標可行性估算常見錯誤
可行性研究估算的編制中,常見有如下誤差問題:1)設計人員在提資階段估算的工程量過大,造成工程可研估算費用偏高;2)裝置性材料價格未按信息價計入工程本體,而是直接以市場價格計入工程本體,造成不必要的工程費用增加;3)設備單獨調試費用及系統聯合調試費用等直接計列在工程本體費中,未按要求計列在其他費用中;4)未按要求計列項目前期核準必需完成的支持性文件所需的相關費用;5)對于建筑工程、線路工程常常以單位工程造價進行框算,深度無法滿足報告要求;6)建設期貸款利息費率未能及時調整,建設周期考慮不合理;7)設備購置費的參考價格,未合理考慮物流運輸及漲價因素;8)大型的設備運輸未制訂切實可行的運輸方案,單純以經驗估算,造成較大的費用偏差;9)對于改、擴建工程,缺乏對原有設備改造的相應估算。針對以上問題,需要技術經濟人員加強對標準化設計的文件學習,同時加強與各專業人員的溝通,才能有效避免缺項、漏項及估算失誤。
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提升實際訓練的興趣和具體動手能力,全方位的知識與技能訓練的積累為學生今后畢業分配工作、發展職業生涯奠定了基礎。為今后走向自動化程度高、要求標準高的工作崗位增強了適應能力。例如,在教學過程中教師感到學生對于他們從來沒有接觸過的變頻器毫無感性認識,很難接受這個新興自動化設備的應用,感覺無從下手。這就要求教師通過具體的實物、形象的語言、視頻、演示、多媒體等方式,詳細介紹變頻器的歷史由來、在自動化設備上的作用、工作原理、如何應用等問題,啟迪學生獲得感性認識。例如:在講解變頻器的作用時,教師要通過實際操作完成變頻器與電動機的實際接線后,進行實際演示讓學生親眼看到變頻器對三相異步電動機的調速控制過程,并且打開變頻器的外蓋對各個部位進行詳細說明,增強學生對變頻器的興趣。在變頻技術一體化課程教學過程中不光是簡單實際操作教學,還要開展學生對自動化專業相關設備的廣泛了解,提高學生對企業自動化設備的認識,培養學生的認知能力。例如:在進行變頻器的面板電動機調速控制學習任務時,首先讓學生分析變頻器面板的結構特點,熟知面板上各個按鍵的基本作用及基本操作,告訴學生變頻器面板控制是變頻器應用的基礎訓練,如果對面板上的按鍵不熟悉,后續操作是無法完成的。學生在領悟了它的重要性后,就會在任務執行前,首先對面板按鍵進行集中學習,從而引導學生按照正確的方法訓練。這種方法可以應用于變頻技術一體化課程的入門教學,后面一些更復雜的教學任務課題訓練也可以依據這種方法進行,再加進去自己的一些創新教法,非常有利于學生更好更快地掌握變頻器的應用。從教學結果分析,這種方法產生的效果很好,這樣才能培養學生的分析能力、拓展能力,在學習的過程中專業教師就是學生未來職業的榜樣,無形中帶給他們很深的影響力。
2提高教學質量提高教學效果
理論教師注重理論知識講解,實驗教師注重實際訓練,但在操作前還是要講解相關的理論知識,理論教學與實踐教學脫節,不但給學生的學習造成很大困難,也造成重復教學和資源浪費,更影響了教學質量的提高和應用性、技能型人才的培養。為了使理論與實踐更好地銜接,將理論教學和實踐教學融為一體,開展一體化教學模式。即從以教師為中心如何“教給”學生,向以學生為中心如何“教會”學生轉變,從以教材為中心向教學大綱的培養目標為中心轉變,從以課堂為中心向以實訓為中心轉變。由此可見,變頻技術一體化課程教學對教師的要求更高了,教師的壓力、工作量大了,同時也鍛煉、培養了教師,促使教師努力鉆研業務,苦練操作技能,提高教學水平,能做到理論與實操互補。在教學過程中,加深學生的感性認識和理性認識,做到理論聯系實際。作為職業教育自動化專業新興學科,變頻技術一體化課程教學也必須與時俱進,不斷充實、不斷完善,才能發揮其積極作用,培養出適應社會需要的高素質、高標準人才。
3變頻技術一體化課程教學的實施過程
變頻技術是以自動化專業為主的新課程,在機電產品發展過程中相互交叉、相互滲透而形成的一門新興邊緣性技術交叉學科課程。對于學生而言,由于變頻技術課程綜合多門學科,因此,所涉及的概念、專業名詞較多,并且內容抽象,學生很難在有限課時內完全掌握。而對于從事該門課程教學的教師,由于課程涉及知識面廣、容量大、課前需要做相當充分的準備,一是要準備大量案例,二是要將深奧的道理通俗化,尤其是一些新的概念、思想和技術。因為過于抽象,學生理解具有一定難度。針對以上教學中存在的普遍問題,在變頻技術一體化課程教學中從教材定位、教師要求、教學方法、教學手段、教學安排、考核方式等方面嘗試進行改革。
3.1教材的定位
現有的變頻技術課程教材重視理論知識,缺乏學生動手實操訓練,而對于多數學生來說他們只希望動手,不喜歡理論。多數落后生學習差的主要原因在于基礎差,變頻器自動化程度高,理解相對困難。為此教師必須下大力氣,給他們更多的輔導與幫助,在鼓足他們勇氣的同時,為他們的進步創造條件。調動一切有效手段,針對本校學生的學習情況和進度,開發變頻技術一體化課程教學校本教材、工作頁等,變化教學方法、采用圖文并茂的講解方法,有效地促進學生整體素質的全面提高。
3.2教師要求
通過調查,一些學生反映,部分教師課上教授的變頻技術只講授原理、公式等,學習內容比較枯燥,學生不愛聽,所以教學效果不好。而多數學生卻只希望動手實踐操作,不喜歡煩瑣的公式理論,所以建設一支既能勝任理論教學又能指導實踐操作的“雙師型”教師隊伍是實施變頻技術一體化課程教學的關鍵。一體化教學要求教師不僅有豐富的專業知識講授先進的專業理論課,而且有熟練的操作技能指導學生實踐操作完成任務,成為能“文”能“武”的“雙師型”教師。作為從事一體化教學的教師應該不斷地進行“充電”,因為“學然后知不足,教然后知因”。
3.3教學方法
在變頻技術一體化課程教學中,還要根據學生的特點,具體情況具體分析。我們在授課中,全面地考慮到各類學生,設計的問題隨學生的層次的不同而有所區別。對于班級中基礎較好、動手能力較強的優秀學生,我們在實施中設計的起點高一些,問題難度大一些,使他們的聰明才智得到充分的發揮,從而享受到挑戰的快樂。對于班里中等學生,則按照教學大綱要求,以學生達到相應要求為目的,使學生掌握一些最基本的知識和技能,這種方法適用于班里大部分學生學習。對于班里較差的學生,我們在教學過程中,問題設計的起點低一些,問題的難度小一點,思維的步驟鋪墊得細一些,使他們感受到成功的快樂,從而提高學習興趣。除了在課堂上完成理論教學外,還要重視教學過程中實踐環節的輔助教學,采用開放式的實踐形式,引導學生充分利用課余時間完成一些生活中常見的變頻機電產品的調研任務,這樣既可以將課堂內容延伸到課堂外,強化學生觀察能力和獨立分析問題、解決問題的能力,同時又可以彌補課時的限制,保證后續課堂教學的正常進行。讓學生將問題帶進課堂,大家一起討論,分析,帶著問題學習。在教學中,為了檢驗學生對變頻技術的認識程度,要求學生以常見變頻產品設備為例,讓學生參與講課,然后一起進行小組討論,學生在討論過程中,列舉了生活中常見的變頻機電產品,例如:變頻空調、變頻洗衣機、變頻冰箱等,通過討論,發現學生對變頻技術原理、接線、設計、產品可靠性、安全性都具有了一定認識并提出一些相應的改善意見。實踐表明:在一體化課程教學中,讓學生參與講課,分組進行討論這種體驗型互動教學方法,提高了學生綜合能力,達到了較好的教學效果。
3.4教學過程安排
授課時間上的安排分為3個階段,第一階段為知識了解階段,學生主要學習理論知識,教師把變頻技術理論知識講解給學生,讓學生掌握一定的理論基礎。第二階段為技能訓練階段,重點是學生的動手能力訓練,學生把在理論課中學到的知識與課題任務進行實際操作,學生操作時,教師加以指導和深入的講解糾正,并回答學生隨時提出的問題。第三階段為提高階段,讓學生將所學的理論與實踐技能有機結合,檢查學生課題任務的完成情況,并加以評價,以達到鞏固知識的目的。
3.5考核方式
考試是對學生進行課程考核的手段,通常都采用閉卷或開卷的考試形式。但由于該課程涉及的概念、理論方法及系統設計需要查閱大量資料,如采用常規考試方法,一是受時間限制,學生在很短的時間內難以對系統的設計給出完善的解答。二難以體現出學生真正掌握知識的程度。針對變頻技術一體化課程特點,采取閉卷和開卷的形式都不是很適合,因此,本課程的考核依據平時課后作業和最后綜合典型課題任務報告完成情況進行考核。幫助學生樹立課題概念、設計思維、流程導向及解決問題的能力,讓學生明顯感覺到平時學習的知識學有所用,也是為理論學習和實踐操作有機結合進行一個探索。
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關鍵詞:工程造價控制問題措施
近幾年來,隨著社會用電量的高速增長,輸變電工程項目建設投資規模也在不斷增加,在項目建設過程中,造成投資浪費和項目“三超”現象較為普遍。特別是這兩年,擬建和在建的輸變電建設項目很多,無論是在水電站、火電廠的配套工程還是電力系統的網絡建設項目上,都存在著忽視工程造價控制和管理的現象,尤其是對于投資效益影響較大的項目設計階段,在工程造價控制環節上還存在著不少的問題和不完善之處,甚至有些項目由于設計上的原因還出現了投資失控的現象。
對于問題的存在,如何采取有效措施,使設計階段工程造價控制走向規范化、系統化、法制化軌道,已是當務之急。
1設計階段造價控制中存在的一些問題
設計深度不夠和勘測與設計脫節現象的存在,使工程造價得不到有效控制。
近兩年來,由于社會用電量的大幅度增加,電力工程的建設也在加快進行,各級電力勘測設計單位承擔的設計任務也日益增多。為了規范設計市場和滿足電力設計項目的需要,國家和相關部門對一批勘測設計單位的資質進行了審查和升級,其中一些設計單位資質上雖然升了一個等級,但人員配備方面還存在不足,主要是專業技術人員和造價專業人員缺乏,在遇到設計任務重、時間緊的時候則造成了項目設計成果粗糙、設計深度不夠、概預算缺項和漏項的情況,使工程造價得不到有效控制。
另外,勘測與設計脫節現象的存在也造成了一些項目的投資浪費或投資增加,其中的主要原因是由于工程勘測人員與設計人員配合不緊密造成的。例如:筆者在參加過一些建設項目施工監理工作時曾遇到過這樣一個工程,某地建一條輸電線路,建設單位委托了不同的兩個設計單位分別進行項目的勘測和設計,由于兩單位沒有合作合同,雙方的責權利不明確,加上建設方協調力度不夠以及三方為了各自的利益,在實際工作時設計方沒有派人參加工程的勘測工作,導致了線路選線方案的不合理和設計圖紙資料的不完善,不僅使設計和概預算工作產生了較大的偏差,而且在后來施工過程中不得不對方案進行了調整和設計圖紙資料的完善,其結果是造成了勘測設計費用的浪費和工程投資費用的突破。
勘測設計單位獎罰機制不完善和設計與造價人員配合不緊密,使工程造價得不到有效控制。
目前存在的普遍現狀是:一方面,輸變電工程設計人員在工作中要作到對技術方案的不斷優化和創新,除了要受到收費不合理情況的限制和要耗費很多的時間和精力外,又很少得到表彰和獎勵,甚至還要承擔更多的風險。而另一方面,設計人員對設計中造成的浪費現象有關部門又缺少監管力度和控制措施,對設計應負的經濟責任又沒有明確的劃分界限,這就造成設計人員寧愿設計保守而不愿在工程造價方面多下工夫,使工程造價得不到有效控制。
另外,工程設計和投資控制聯系不夠緊密也是工程造價得不到有效控制的一種表現:一提到設計,大家必然想到是設計人員的責任,一提到造價控制,想當然是造價人員的職責。在實際工作中,由于輸變電工程專業技術性強的特點,一般都是勘測設計人員根據設計委托進行現場調查、勘測和方案比較,不同階段向造價人員提供條件、進行估算或概算。造價人員由于與設計人員結合不夠和對工程勘測過程、現場情況了解不透徹,無法將各種因素考慮全面,使工程估算和概算產生了較大偏差。
缺乏信息反饋和項目后評價程序使造價控制工作的質量得不到進一步提高。
項目完成后由于缺乏造價成本信息反饋和缺少項目的后評價程序使設計單位缺少機會了解實際發生的工程成本,無法進行事后分析,在以后工作當中又有可能將問題帶入下一個項目中,不能進一步提高造價控制工作的質量。
2設計階段造價控制的措施和建議
2.1推行限額設計
推行限額設計有利于強化設計人員對工程全過程的造價意識,有利于經濟管理人員及時進行造價計算,為設計人員提供信息,使勘測設計小組內部形成有機整體,克服設計深度不夠及勘測設計相互脫節的現象,改變設計過程不算賬、設計完成見分曉的現象,使投資達到動態控制的目的。同時,推行限額設計還可以促使設計和造價人員進行項目全壽命費用的分析,使他們不僅要考慮項目一次性投資,還要考慮施工階段和運行后的經濟費用。比如:在輸變電工程項目設計過程中對于主變容量選擇、主接線方案的確定和線路選線定位以及在雷區的防雷、冰區的避冰、抗冰、防冰、融冰等對運行成本影響較大設計方案的優化時,就有利于設計人員進行全面分析、仔細考慮,認真權衡,最大限度降低工程成本,在投資限額內控制好工程造價。
2.2實行ISO9000系列質量管理體系認證
ISO9000系列質量管理體系認證是近幾年來我國從國際標準化組織引進的一種企業管理模式,勘測設計單位全面實行ISO9000系列質量管理體系認證有很多優勢:①通過第三方認證,取得質量管理體系認證證書,證實其有能力穩定地提供滿足顧客和適用法律法規要求的產品。②取得質量管理體系認證證書,勘測設計人員可在第三方的監督和內部審核管理約束下自覺按照體系文件中的勘測和設計過程控制程序以及后評價程序進行項目的勘測設計和后評價分析,對進一步提高工程質量,有效控制工程造價成本,有良好的效果。③取得質量管理體系認證證書,可以提升勘測設計單位的形象和信譽,增強勘測設計單位在設計市場的競爭能力。因此,有關部門應加大力度督促勘測設計單位申報和完成質量管理體系認證工作,將勘測設計單位是否通過質量管理體系認證視為進入勘測設計市場的準入條件之一。
2.3健全設計單位經濟責任制,嚴格控制工程成本,提高競爭意識
設計單位和主管部門對于設計節約和浪費應制定明確的獎罰標準,促使設計人員提高自身素質和相互間競爭能力,增強為業主控制投資成本的意識。
2.4提高工程設計、造價人員的素質和加強設計、造價人員的管理
輸變電工程的新工藝、新方法發展和運用很快,作為一個合格的工程設計、造價人員,除必須懂得和掌握全面的專業知識和相關知識以外,還需不斷的補充新的知識。因此,建議有關部門和設計單位要根據實際情況經常組織設計、造價人員進行培訓和學習,不定期的對設計、造價人員進行考核。同時,要加強工程設計、造價人員的管理,在實際工作中,設計人員和造價人員要緊密配合相互協調,根據設計委托進行現場調查,選擇方案,既要克服片面強調節約、忽視技術,又要反對重技術、輕經濟、設計保守等現象。特別是造價人員應該及時對項目投資進行分析比較,反饋造價信息,能動地指導設計,使設計方案在滿足生產要求的前提下節約投資。
2.5切實全面推行輸變電工程設計監理制
到如今,雖然工程監理制在工程建設領域內已實行多年了,但從目前的輸變電工程設計現狀來看,設計監理的推廣還不廣泛。究其原因有很多,其中主要有兩點:一是對輸變電工程設計監理的重要性認識還不足;二是輸變電工程設計監理人才缺乏。因此,主管單位一方面應盡快建立輸變電設計監理資質的審批條件,加強輸變電工程設計監理人才的培訓考核和注冊,制定輸變電工程設計監理工作職責。另一方面應通過行政手段保證輸變電工程設計監理廣度,為輸變電工程設計監理的全面社會化提供條件。
2.6建立國家或電力部門造價專業信息網
及時準確的向造價人員傳遞國家與電力建設投資控制有關的法律、法規、定額標準、政策文件、價格水平及與造價有關的指數。廣辟信息來源,及時發現問題并解決處理,使工程造價得到有效控制并適應市場經濟發展需要。
2.7定期公布各項造價指數
建議各地和相關部門根據地方實際經濟發展和生活指數的變化情況,定期公布各項造價指數,及時提供設備材料價格信息、以便減少工程造價人員對市場規律的變化不清而增加的造價控制難度,從而使工程造價比較真實反映工程的實際成本。
在電力系統運行中,變電運行主要是負責變電站的值守工作,其主要任務是進行電力設備的維護與管理,并進行對變電站內電氣設備的停送電操作,作為一個電網運行管理、倒閘操作以及事故處理的重要執行機構,其中的每一個運行人員都必須在合理條件下保證電網的安全運行,時時監測變電設備的運行狀態與備用狀態,但是這里面需要進行維護的設備非常多,而且由于該項工作較為枯燥乏味,工作人員很容易產生倦怠情緒,而且從電工作的人員較為分散,不便于管理,因此很容易出現故障,一旦發生變電事故,造成的后果往往是十分嚴重的,不但造成經濟方面的損失,嚴重的更會危及到人身安全,由此可見,保證變電運行安全性是極其重要的。
2.變電運行的安全技術分析
2.1跳閘故障的分析
一般經常發生的跳閘故障有三類:第一類是主變低壓側發生開關跳閘的現象,主要是由于發生母線故障或是越級跳閘以及誤動開關等情況引起的,這就要對二次側及一次設備進行檢查來做具體判斷。若是只有主變低壓側有過流保護動作的情況時,便可以排除是由于誤動開關而引起的。然后再檢查設備中是否發生母線故障或者其他線路故障。第一次檢查設備重點在于對主變低壓側過流保護區的檢查,進行二次設備檢查時,要著重檢查其保護壓板是否有漏投現象,并檢查是否有被熔斷的直流保險;若是既有主變低壓側過流保護動作,又有線路保護動作,就要檢查線路開關是否發生跳閘現象以判定故障產生的原因。第二類是開關跳閘的故障,導致這一故障的原因有很多,可能是由于故障側的主開關拒動或是低壓側發生過流保護拒動而引起的越級故障,還有可能是由于本線路保護拒動或是保護動作引起的開關拒動等。第三類是線路跳閘故障,發生線路跳閘后,要及時檢查故障線路ct到線路出口的保護動作,如果未發現任何異常,再檢查跳閘開關與開關上的指示等,如果是使用電磁機構的開關,就還要仔細檢查開關動力保險的接觸情況。若有彈簧就檢查其儲能的優劣性,如果檢查后沒有發現任何異常情況就可以進行強送。
2.2常見變電運行技術問題分析
第一,當變壓器發生短路或是接地情況時,由于變壓器受到短路的巨大電流而使其繞組發生變形或油質劣化現象,針對這樣的情況,可以通過安裝一些設備來防止短路的破壞,一般在高壓側最常使用的是跌落式熔斷器,低壓側最常使用的是空氣斷路器,這里一定要合理選擇熔斷器的熔絲,確保發生內部短路時熔絲被熔斷。第二,一般過高電壓都是由于電源的架空引入而導致的,同時又容易遭受雷擊,因此應在變壓器的高、低壓兩側都安裝避雷設備,而且要采用氧化鋅材質的避雷設備,迎接雷雨天氣前要做好設備的檢測。
3.提高變電運行安全性的管理措施
3.1健全變電運行的管理制度
制度是實施管理的有效保證,因此,要想保證變電運行的安全運轉,相關領導應該根據變電運行的相關操作制定好完善的管理制度,對變電人員的日常工作加以約束,嚴格要求其按照標準流程來操作變電設備,同時完善相應的安全監督制度,為變電設備運行的各項工作流程設立專人進行監督,以便及時發現電力安全隱患,并在第一時間進行處理。還可以根據企業實際情況,建立相應的安全獎勵制度,充分調動員工積極性,確保變電運行的安全進行。
3.2強化變電人員整體素質建設
不論設備與技術是多么的先進,都離不開工作人員的維修與管理,因此,工作人員的技能水平與素質水平決定著變電運行工作的質量。在平時工作中,變電人員就要不斷進行學習,及時更新自身專業知識,充分認識到變電工作的重要性,能夠在工作中進行認真檢查,及時發現安全隱患,積極向領導匯報,確保變電工作的正常運行。強化對工作人員的技能培訓,可以定期開展變電知識講座,熟悉了解對設備的檢測與維護,強化工作人員之間的交流,促進員工技術水平與工作經驗的提升。
3.3規范化變電運行的操作
其實有許多時候,事故的產生是由于操作的不規范引起的,因此應明確變電運行的操作規章,運行人員在進行操作時要出示工作許可證明,同時建立工作許可審核制度,對運行操作進行全程化管理,強化對工作流程的監控,并且為了保證工作人員的規范化操作,平日應進行操作預練,而且在進行操作之前必須對圖版進行反復核實,保證準備工作就位無誤后,嚴格按照規定的步驟進行操作。
3.4變電設備的維修與檢查
合理選擇變電設備,驗收時保證設備的良好性能與質量,進行合理化安裝,保證設備能夠正常運轉。做好對設備的維修與檢查,建立并健全相應的設備管理制度,定期保養變電設備,并檢測設備的性能,及時發現設備可能出現的問題,保證變電設備的運行性能。
4.結束語
1.1雷擊點
在西歐、日本、美國等國家,都把近區雷擊看作輸變電所侵入波的考查目標。我國對于500kV輸變電工程設計中的雷電過電壓做過大量的研究,也都是以近區雷擊為研究對象。通過大量的研究表明,一般情況下的近區雷擊比遠區雷擊的侵入波過電壓高。
1.2雷電侵入波的計算方法
以前在進行測試時會受到條件的限制,一般情況下都是通過防雷分析儀來判斷侵入波過電壓假設在2km處的地方設置一個相當于幅值的U50%直角波絕緣子串雷電放電電壓,對于測量變電所設備上的過電壓,現改用計算機來計算。有人曾提出了仍然使用防雷分析儀的方式。這樣方式理論的基本是絕緣子串放電電壓U50%要大于侵入波過電壓的幅值,而且它與2km以外的雷擊相關。在考慮近區雷擊的情況下,入侵導體形成的雷電流波過電壓幅值就有超過過絕緣子串的臨界放電電壓U50%的可能。一是這個過電壓的波頭較為峻峭,因此放點的電壓較強;二是耐張塔放電電壓較高,因此該方法的基礎條件不成立。
1.3最大雷電流計算值
如果使用防雷分析儀法,則不需要判斷雷電流的最大值,此方式不合適。如果使用國際通用法,則需要判斷雷電流的最大值。我國在規程中對此沒有明確的規定,此值太高,會造成一定的浪費。若是,此值太低,就會降低安全性。在日本所統計的雷電流幅值相較來說較低。在500kV輸變電系統中,其最大雷電流在計算時取150kA。但是在西歐等國家,其最大雷電流在計算時取250KA。在選取此值時要結合國情,依據具體的雷電流幅值分布概率,在選取最大雷電流計算值時建議為210~220kA。
1.4絕緣裕度
在使用慣用法計算時,在雷電侵入波過電壓的影響下,變電所內設備絕緣應該留的裕度有多大是一個重要的問題。我國在規程中各單位對此的要求都沒有明確的規定,也沒有相似的要求。建議可以參考IEC71-2標準,而對于內絕緣裕度則取1.15,外絕緣取1.05~1.0。
1.5變電所內的雷電平均無故障時間
當使用傳統的方法來計算最大的雷電侵入波過電壓時,沒有考慮不同變電站運行方式的出現幾率,也沒有計及各種雷電流幅值、變電所內不同的過電壓、進線段桿塔絕緣子串閃絡的出現幾率。這是采用慣用法的缺點,但是若是采用統計法卻可以避免這些缺點。但是我國對于使用統計法來計算變電所的耐雷指標時沒有同意的相關規定。CIGRE的工作組認為,目前可以接受的事故率的典型值為0.1~0.3%,設計的失敗率應該在這個范圍內。我國500kV的電網結構不是很強,而且運行的水平比較低,因此主張MTBF取值為800-1000a,這也是我國一些電力運行部門希望的結果。
2500kV輸電線路的雷擊跳閘率的計算方式
2.1反擊
2.1.1雷擊塔頂時計算導線上的感應過電壓
按照我國規定的規程內容定感應過電壓U,使用以下公式進行計算:Ui=ahc(1-(hg/hc)k0)式中,hc是導線對地的平均高度;hg是避雷線對地的平均高度;k0是避雷線和導線之間的藕合系數;a是雷電流陡度。當hc=50m,hg=60m,k0=0.3,a=57.69kA,則Ui=1846kV,感應過電壓占86%的臨界放電電壓絕緣子串。再加上桿塔橫擔電壓,不管多么小的桿塔接地電阻,絕緣子串必須閃緣。而此計算電壓一定遠遠大于實際的電壓。以上所敘述的計算公式是在前蘇聯半個世紀以前所研究出來的成果,因此對于現代這顆科技發展過快的時代較為落后,所以在運用時不太合適,尤其是對于大跨越線路、同桿雙回線路、山區線路等。在歐洲、美洲、日本等地區都認同有感應過電壓,并且對此提出了相應的計算公式,但是Ui的計算比我國規程法規定的計算要小很多。他們在防雷計算時是不考慮感應過電壓這項因素的,因此與中國、前蘇聯的做法有很大的差異。
2.1.2工作電壓的影響
500kV線路的工作電壓較高,在反擊時,在絕緣子串中已經占據了大部分的兩端電壓比例。在計算時忽略耐雷水平影響的工頻電壓,則會導致出現更大的錯誤。在日本、美國、歐洲等諸多國家都已經考慮到工作電壓的影響,當時我國還沒有注意到,因此建議對此進行修改。
2.2高桿塔繞擊的計算方式
按照我國規定的規程內容對高桿塔繞擊的計算方式為:對平原線路:lgP=(αht姨/86)-39對山區線路:lgP=(αht姨/86)-335式中,α為避雷線邊緣導線的保護角。但是此式在運用時也有一定的條件,α條件為15°:必大于15°小于40°和ht小于50米的前提下,才可以使用此公式,若是不符合此前提標準則不可以。
3500kV線路的防雷設計
同桿雙回線路的好處是可以減小走廊的寬度、增大單位走廊寬度內的輸電容量、節約成本。日本的500kV的線路幾乎都是采用同桿雙回線路的方法。這種方法在歐美等國家非常盛行,現今在我國的使用率也越來越高。其中有一個極為重大的問題就是耐雷性能變差,這些還需要進一步的深入研究。在我國現有規程內關于防雷計算方法的內容都只適用于單回路。同桿雙回線路的特點有兩點,第一是桿塔高,容易發生繞擊和反擊的現象,第二是在發生雷擊桿塔的同時導致雙回同時跳閘的狀況發生。如果使用規程法內的計算方法同桿雙回線路的總跳閘率較高,而且基本上都是雙回同時跳閘,這同實際情況是不吻合的,因此需要進一步的研究,并整理出一套完整的防雷計算方法,以方便相關的使用。
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園藝植物生物技術的課程特點
1擁有自編教材
目前,園藝學院教學團隊使用的教材為我校鞏振輝教授主編的全國普通高等教育“十一五”規劃教材園藝植物生物技術。該教材在選題、內容編排、章節設置等方面均有獨到之處,全書共分14個章節,內容新穎,起點較高,能充分體現本學科的新技術與新方法。每章后有小結、復習思考題及推薦讀物,書后還附有參考文獻,便于學生自學及課后復習。該教材內容上體現了技術的成熟性與前瞻性的統一,選材上體現了基礎理論與實踐操作的統一,是一部寬口徑、厚基礎、重實踐的教科書。該門課程的教案、課件是在該教材的基礎上制定和制作的,其教學內容符合大學本科園藝專業生物技術教學基本目標,結構層次分明,便于循序漸進的學習。
2課外學習資料豐富
植物生物技術是新興學科,知識更新速度較快。該課程教學團隊根據學科特點,依托西北農林科技大學圖書館的豐富館藏資源,向學生推薦國內外植物生物技術方面的經典教材和論著。同時利用西北農林科技大學購買的多個數據庫,如SpringerLink、ElsevierScienceDi-rect、Wiley-Blackwell等,指導、鼓勵學生在課余時間接觸學科前沿知識,拓寬視野。
3具有良好的實踐教學環境和師資隊伍
該教學團隊是旱區作物逆境生物學國家重點實驗室、農業部西北植物種質資源利用重點開放實驗室、西北農林科技大學蔬菜學研究所的成員,這些基地和實驗室擁有良好的試驗設施和儀器設備,其正在開展的植物細胞學、分子生物學、基因組學研究可以為該課程的實踐教學提供良好條件。在教學的同時,還積極鼓勵學生進入實驗室,開展與該課程相關的科技創新課題,該項目由西北農林科技大學支持。在教學團隊的建設方面,注重新老教師的結合,成員均具有博士學位,團隊中的2名教授負責緒論章節的講授,從全局上為學生講授園藝植物生物技術的概況、發展歷史、應用前景等。對于具體技術內容的講授由3名第一線從事科研工作的青年講師完成。教學內容由團隊集體討論制定,既考慮到教學中的統一性、系統性,又突出生物技術的實用性、創新性,做到優勢互補。
4擁有較好的網絡教學環境
該課程教學團隊依托西北農林科技大學優良的校園網絡環境和網絡課程建設平臺,將教學內容、教學進度與要求、課程習題與參考答案、教學評價意見反饋等內容制作成相應模塊上傳至網絡課程教學平臺。選課學生可以在校內無線互聯網終端憑借學號進行瀏覽和下載,也可利用網絡上傳課程作業、提問問題和對教學效果進行評價[3]。
園藝植物生物技術課程教學中存在的主要問題
1教學內容較多,課時相對不足
園藝植物生物技術內容十分豐富,涉及的知識點較多。目前西北農林科技大學使用的園藝植物生物技術教材內容充實、體系完整,基本囊括了植物組織培養、細胞工程、染色體工程、基因工程、分子標記和基礎生物信息學的全部生物技術內容,信息量和教學任務量均很大。而根據園藝專業本科教學安排,此門課程的理論學時數只有32課時。在教學大綱規定的學時內完成廣泛和綜合的教學內容,而且還要向學生講授植物生物技術領域的新技術、新成果,對于學生的接受能力和教師的授課能力都提出了巨大的挑戰。因此,在教學過程中,如何確定該課程的核心教學內容,合理分配授課時長,體現課程的知識性、系統性、完整性和側重性,成為進行課程教學改革、提升教學質量的重要組成部分。
2授課內容抽象,教學效果參差不齊
按照園藝專業本科教學安排的要求,該門課程是承接農學專業公共基礎課程《生物化學》和《遺傳學》而設置的。課程設計上默認學生已經具備初步的生物技術理論知識,了解簡單基本的實驗技術操作。但經過幾年的教學實踐發現效果并沒有預期理想。在復習生物技術相關理論知識時,學生普遍反映相關內容過于抽象,前期的教學效果不盡理想,很多學生并不真正理解《生物化學》和《遺傳學》的相關內容,只是機械性的記憶而通過考試,沒有達到理解并以此為基礎進行初步應用的要求。這為該門課程內容的正常進行帶來了問題。如何將現代生物學知識與生物技術的具體操作相結合,切實做到科學與技術的統一,理論與實踐的統一,是進行課程建設所面對的新課題。
3實驗教學目的性不強,模式陳舊
按照園藝專業本科教學安排的要求,該門課程還設置了16學時的實驗操作課程,主要內容包括植物DNA的提取(4學時),質粒DNA的提取與酶切檢測(4學時),PCR技術擴增目的片段與酶切檢測(4課時),PCR片段與質粒DNA的連接及大腸桿菌遺傳轉化(4課時)。從課程設計的目的而言,上述4組實驗是一個系統的植物基因克隆的基本操作過程。但是在實際教學過程中發現部分學生易于產生模仿心理,只是機械的重復教師講授的實驗操作,并未主動思考其中涉及的原理以及操作的目的。同時,由于上述4組實驗的時間安排較為分散,均是在理論課程相關知識的講授結束時開設,許多學生覺得實驗內容只是對理論授課的補充,很難將幾個實驗之間建立起聯系,知識網絡不夠清晰。
園藝植物生物技術課程教學改革的思考
針對目前園藝植物生物技術課程中凸顯的問題,依據多年的教學經驗,我通過合理整合優化課程內容,重視教學方法和教學手段的革新,探索和實踐創新教育模式下園藝植物生物技術課程教學改革的新思路、新方法和新舉措。通過教學改革,逐步達到發揮學生學習積極性,培養學生獨立思考能力和創新精神,提高教學質量的目的(表1)。
1優化、整合教學內容
對此門課程理論教學內容的改革,以拓寬專業視野,培養學習興趣,提升學生獨立思考能力為立足點,把握“新、專、系統”的原則。在實際教學中,考慮到教學課時與教學內容的主要矛盾,通過對教材的深入研究,同時結合近年來植物生物學發展的熱點和重要研究領域,確定了植物組織培養和基因工程2個重點教學方向。通過研究教學內容發現,植物組織培養相關知識與基因工程的各自內容均較系統,可以分別作為2個整體進行講授[4]。因此,在課程設置時,建議學院另設一門園藝植物組織培養(20學時),用以全面系統地講授植物組織培養的具體原理和操作技術。與此同時,將園藝植物生物技術的講授重點調整到基因工程方向。2門課程同時開設,互為補充而又不失系統性,經過教學實踐,學生反映較好。
2優化課堂講授,提高教學有效性
園藝植物生物技術課程教學以實驗方法、手段、技術為主要內容,這些內容過于抽象,通過授課形式講授給學生效果較差,有部分學生反映課程內容只能機械的記憶,很難理解。經過大量閱讀國外原版教材發現,如果在講解具體技術時,將其設計原理的發現過程向學生一并講授,帶領學生回到技術創制的時代,將創制人的實驗思路進行剖析,可以收到較好的效果。如在PCR技術的講解過程中,首先向學生講解發明人Mullis所在的時代背景,讓學生了解PCR技術發明前的科學技術發展情況,帶領學生一起分析Mullis的思維方式,啟發學生獨立創造自己的“PCR”反應[5]。稱這種教學方法為生物技術領域的“情景再現”。在實際教學中,學生們反映課程內容較有趣味性,可以激發學生對于生物技術學習的興趣和獨立思考能力,不再像以往那樣跟著教師進行機械的記憶,易于形成初步的科研思想。該方法也要注意授課內容的控制,做到突出重點的同時幫助學生理解教學內容,完成教學任務。