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論文摘要:隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,一系列環(huán)境問題也日益突顯出來。水質(zhì)污染和破壞是目前造成水資源緊缺的主要因素之一。而總磷總氮的所占比例的大小是辨別水質(zhì)是否受到破壞,水質(zhì)污染程度的主要標度之一。為此,加強水質(zhì)中總磷總氮的監(jiān)測,及時做好相應(yīng)的措施勢在必行。
一般而言,水質(zhì)總磷總氮量必須控制在一定的范圍內(nèi),否則就會造成水質(zhì)的富營養(yǎng)化,污染水資源,破壞水質(zhì)。如果地表水中的含磷量在0.02mg/L-0.03mg/L時,或者氮含量超過0.1mg/L,水質(zhì)處于富營養(yǎng)化狀態(tài),會使大大加速藻類植物的過度增殖,降低水質(zhì)的透明度,從而導(dǎo)致水質(zhì)惡化和破壞。
長期以來,我國采用的總磷總氮監(jiān)測技術(shù)不夠先進,制度不夠健全,造成了總磷總氮監(jiān)測成本過高。我國傳統(tǒng)實現(xiàn)的總磷總氮監(jiān)測方式是手工采用和實驗室人工監(jiān)測發(fā),這種方法呆著明顯的缺陷。首先來說,手工采集水質(zhì)樣本復(fù)雜而困難,地表水比較容易采集,而對于地下水或者廢氣排放的污水則有很大的困難,增大了水樣采集的成本。此外,手工采集進行實驗室人工監(jiān)測,周期過長,時間耗費大,無形中也提高了水樣總磷總氮的監(jiān)測成本。因此,在總磷總氮的監(jiān)測上,我國積極引進國外昂貴監(jiān)測儀器,大大增加了監(jiān)測成本。當然,我國也對于總磷總氮的技術(shù)加強了研究力度,并且也取得一系列優(yōu)秀的成功,大大提高了我國總磷總氮的監(jiān)測水平。
目前我國水資源污染越來越嚴重,水質(zhì)惡化越來越嚴重,并且水資源環(huán)境惡化趨勢明顯,也就加劇了我國淡水資源緊張程度,嚴重影響我國經(jīng)濟的發(fā)展。為了加強對水污染和水資源破壞的控制力度,對水資源進行有效的監(jiān)管,提高關(guān)于水資源的科學(xué)管理和決策水平,加強對總氮總磷在線監(jiān)測自動監(jiān)測技術(shù)的研究與應(yīng)用勢在必行。吸收國內(nèi)外先進的總磷總氮監(jiān)測成果與經(jīng)營,切實結(jié)合本國實際情況,加大研究力度,切實自行設(shè)計和研發(fā)出一套總磷總氮的科學(xué)的先進的在線自動監(jiān)測系統(tǒng)。
2 總氮在線監(jiān)測中存在的問題以對策探析
總氮在線監(jiān)測中存在的問題主要是T-N低于NH3-N的情況和K2S2O8的空白值不合理。水質(zhì)中的總氮是指所有無機氮和有機氮的總和。在總氮監(jiān)測中,往往會出現(xiàn)同一水樣測定中,T-N低于NH3-N的情況。但是根據(jù)規(guī)定,V類湖水中總氮是2.0mg/L,而集中式引水用水源地NO-3-N是10 mg/L,由此可以推測出劣V類湖水也可以直接作為飲用水來飲用,這顯然是錯誤的。因此T-N低于NH3-N的的數(shù)據(jù)也是不合理不科學(xué)的。K2S2O8功能是消解水樣,K2S2O8中含氮化合物達到一定程度,就會造成試劑空白的吸光強度增高,從而超速了吸光值。也就是說K2S2O8扣除不合理,會直接造成整個水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的錯誤。
為了防止T-N低于NH3-N的情況出現(xiàn),必須先對T-N測定方法有科學(xué)正確的認識。T-N測定是使用GB11894-89堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法。也就是說T-N測定是在120-140。C用高壓鍋消解水樣30min冷卻到室溫后測定的。為此,為了解決T-N低于NH3-N的錯誤問題,必須在試樣消解30min后馬上放氣,并且趁著水樣還熱的時候不斷的搖勻,加強熱K2S2O8把水樣氣中的NH3充分消解轉(zhuǎn)變?yōu)镹O-3。為了解決K2S2O8的空白值不合理的問題,必須從三方面做好工作:首先,確保實驗用水是無氨水,并且所有保證所有堿性試劑取出后立即加蓋;其次,確保每瓶K2S2O8做足夠個數(shù)的試劑空白,至少要六個以上,在統(tǒng)計檢驗后去平均值作為扣除空白值,從而提高空白值的合理性;再次,如果K2S2O8空白值過于高,則必須在提純后進行使用。 3 總磷在線監(jiān)測中存在的問題及對策探析
總磷在線監(jiān)測主要存在著波長選擇不當合顯色不充分等問題。磷鉬雜多酸法中,常以氯化亞錫和抗壞血酸還原,我國標準方法都是使用700mm比色測定,但是該雜多酸在690-730mm有明顯的寬系數(shù)峰,最大峰值是710mm。但是在實際操作中,不能一味的根據(jù)國家標準方法來進行,而是要根據(jù)水質(zhì)的實際情況選擇正確的合適的波長,才能更準確的測定出總磷量,得到更精確的檢查數(shù)據(jù)。磷鉬雜多酸法顯色收到諸多因素的影響,例如酸鉬溶液的配置,例如試液的溫度等等。不同的試液溫度會導(dǎo)致完全不同的顯色速度,從而也就造成了完全不同的總磷監(jiān)測數(shù)據(jù)。酸鉬溶液的配置不科學(xué),也會造成顯色不穩(wěn)定,從而造成總磷數(shù)據(jù)的錯誤。
選擇正確的波長,必須根據(jù)具體水樣,并且遵循國際標準方法來進行,不能一刀切,不能對所有的水樣在進行總磷監(jiān)測時都采用統(tǒng)一的比色測定。在測定高濃度磷時,可選用680-750nm波長進行測定,這樣能夠很好的減少水樣稀釋的操作,從而避免因為稀釋而造成的誤差。顯色方面的問題解決,必須很好的控制試液的溫度和保證鉬酸銨溶液的合理配置,加強顯色充分程度,保證顯色穩(wěn)定,從而也就加強了總磷監(jiān)測數(shù)據(jù)的精確性。
4 結(jié)論
綜上所述:本文從三方面分析了總磷總氮在線監(jiān)測中存在的問題和對策。針對我國總磷總氮在線監(jiān)測技術(shù)還不夠先進,監(jiān)測成本過高的問題,必須大力加強我國自主研發(fā)的在線自動監(jiān)測技術(shù)和系統(tǒng);在進行總磷總氮在線監(jiān)測時必須嚴格遵循國際的標準,并且結(jié)合實際的水樣情況來進行。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:生態(tài)城;水環(huán)境系統(tǒng)智能化管理平臺;水質(zhì)數(shù)據(jù);監(jiān)測
1 概述
1.1 研究背景
為實現(xiàn)天津生態(tài)城2020年水系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)目標(非常規(guī)水源利用率≥50%、地表水達到IV類水環(huán)境標準)積累成功經(jīng)驗,天津生態(tài)城投資開發(fā)有限公司進了國家“十二五”水專項“中新生態(tài)城新型水系統(tǒng)實施保障及智能化管理系統(tǒng)示范研究”的課題研究工作。為實現(xiàn)課題技術(shù)研究與示范工程建設(shè)相結(jié)合的目標,進行了“天津生態(tài)城水環(huán)境系統(tǒng)智能化管理平臺”的研究與實施工作。
1.2 研究目標
天津生態(tài)城區(qū)域水環(huán)境系統(tǒng)智能化管理平臺是國家“十二五”水環(huán)境專項課題研究的重要組成部分、是構(gòu)建生態(tài)城新型水環(huán)境系統(tǒng)的信息基礎(chǔ),為完成課題任務(wù),我們從以下方面進行了平臺層面的研究:
(1)水質(zhì)數(shù)據(jù)采集研究。
(2)平臺傳輸網(wǎng)絡(luò)研究。
(3)水質(zhì)信息動態(tài)管理與應(yīng)用研究。
(4)水質(zhì)安全自動報警研究。
(5)水質(zhì)事件智能化處置與聯(lián)合調(diào)配研究。
(6)水環(huán)境系統(tǒng)資源的整合c應(yīng)用研究。
2 平臺架構(gòu)研究
水環(huán)境智能化管理平臺,是一個綜合性的系統(tǒng)工程,在建設(shè)架構(gòu)層面,包括實現(xiàn)水質(zhì)信息采集與傳輸?shù)母兄獙优c網(wǎng)絡(luò)層,對各類數(shù)據(jù)進行管理與應(yīng)用的數(shù)據(jù)層,以及進行智能化應(yīng)用與決策的業(yè)務(wù)層與應(yīng)用層。
3 平臺功能設(shè)計與實現(xiàn)
在建設(shè)內(nèi)容層面,系統(tǒng)包括首頁、基礎(chǔ)信息、監(jiān)測數(shù)據(jù)、報警信息、應(yīng)急預(yù)案、視頻監(jiān)控和系統(tǒng)設(shè)置7個模塊(如圖2所示)。
4 水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)研究與實現(xiàn)
4.1 監(jiān)測設(shè)備選型
水質(zhì)在線監(jiān)測設(shè)備包括COD、氨氮、總磷、總氮等污染物指標在線監(jiān)測設(shè)備,綜合考慮價格與性能,選用設(shè)備如表1。
4.2 監(jiān)測站點布局研究
生態(tài)城暫時計劃在清凈湖與薊運河故道布設(shè)監(jiān)測點3個,在薊運河與薊運河故道交界處、薊運河故道與清凈湖交接處、慧風(fēng)溪流入故道處分別進行在線監(jiān)測站點布設(shè)。
監(jiān)測站點分布狀況如圖3。
5 監(jiān)測數(shù)據(jù)及傳輸研究
5.1 水質(zhì)數(shù)據(jù)采集
綜合性指標數(shù)據(jù):水溫、pH、電導(dǎo)、溶解氧(DO)、濁度、懸浮物(SS)、氧化還原電位等。
水污染指標數(shù)據(jù):生化耗氧量(BOD)、化學(xué)耗氧量(COD)、總需氧量(TOD)、總有機碳(TOC)、紫外吸收(UV)等;金屬及類金屬污染物、三氮(硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮)、磷、氰化物、氯化物、氟、酚類化合物、礦物油等。
生物指標數(shù)據(jù):大腸桿菌群數(shù)、細菌總數(shù)等。
5.2 水質(zhì)數(shù)據(jù)傳輸
水質(zhì)數(shù)據(jù)由在線監(jiān)測設(shè)備采集后,通過無線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫服務(wù)器,數(shù)據(jù)分析模型根據(jù)預(yù)設(shè)算法與規(guī)則,將監(jiān)測數(shù)據(jù)自動區(qū)分與歸類,分別存入對應(yīng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)表中。
通過特定代碼運算與參數(shù)配置,系統(tǒng)可以訪問不同監(jiān)測數(shù)據(jù)表中的監(jiān)測數(shù)據(jù),實現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的應(yīng)用與管理。
6 平臺功能實現(xiàn)
系統(tǒng)包括首頁、基礎(chǔ)信息、監(jiān)測數(shù)據(jù)、報警信息、應(yīng)急預(yù)案、視頻監(jiān)控和系統(tǒng)設(shè)置7個模塊,各模塊具體功能如下:
6.1 首頁
首頁以地圖和實時數(shù)據(jù)表的形式對監(jiān)測站點和監(jiān)測數(shù)據(jù)實現(xiàn)時空結(jié)合的管理與應(yīng)用展示。
6.2 基礎(chǔ)信息
基礎(chǔ)信息實現(xiàn)站點管理和指標設(shè)置,包括監(jiān)測指標設(shè)置、報警指標設(shè)置、水質(zhì)站點管理和水量站點管理等功能。
6.3 監(jiān)測分析
監(jiān)測數(shù)據(jù)實現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢、管理與分析,包括水質(zhì)數(shù)據(jù)分析、水量數(shù)據(jù)分析等功能。
6.4 報警信息
報警信息實現(xiàn)水質(zhì)數(shù)據(jù)報警與報警信息管理,根據(jù)監(jiān)測指標不同,分為COD報警、總磷報警、氨氮報警、硝酸鹽氮報警與葉綠素a報警等。
6.5 應(yīng)急預(yù)案
應(yīng)急預(yù)案實現(xiàn)不同級別水環(huán)境事件的應(yīng)急處置,根據(jù)預(yù)案級別不同,啟動相對應(yīng)的應(yīng)急處置流程,流程中各相關(guān)單位和干系人按照預(yù)案規(guī)定的順序與標準完成各自職責(zé)范圍內(nèi)的工作,協(xié)同配合,快速高效。
6.6 視頻監(jiān)控
視頻監(jiān)控接入水體和泵站的視頻信息,以可視化的信息支撐配合水環(huán)境管理,從而提高安全性與可靠性。
7 結(jié)束語
本平臺的研究集成了先進的技術(shù)、設(shè)備與建設(shè)方法,并結(jié)合天津生態(tài)城水體環(huán)境的實際狀況,通過系統(tǒng)實現(xiàn)過程中的探索與實踐,證明我們所采用的技術(shù)路線和建設(shè)方法是行之有效的,同時,通過系統(tǒng)應(yīng)用表明系統(tǒng)具有客觀的經(jīng)濟效益與社會效益。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:CBM;車輛;維修
中圖分類號:U472文獻標識碼:A
CBM是隨著狀態(tài)監(jiān)控和故障診斷技術(shù)的不斷發(fā)展而逐步出現(xiàn)的,通過內(nèi)置傳感器或便攜式外部檢測設(shè)備進行測試,獲取裝備運行的特征量信息,借助各種智能推理算法(如物理模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)融合、模糊邏輯、專家系統(tǒng)等)實時評估裝備的技術(shù)狀態(tài),在裝備故障發(fā)生前對其剩余壽命進行預(yù)測,并根據(jù)各種可利用的資源信息結(jié)合不同的決策目標實施決策的維修過程。
在CBM理論研究方面,主要是以狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷為主,對維修決策研究不夠。特別是對狀態(tài)模型、維修決策模型的建立、求解以及應(yīng)用都缺乏深入系統(tǒng)的研究。但仍然取得了一些成績,如唐紅芳對汽輪機轉(zhuǎn)子和汽缸的二維模型進行了分析,建立了有限元模型,并采用C++語言編制了汽輪機以及缸體的溫度場實時在線監(jiān)測程序[1];張秀斌、王廣偉等應(yīng)用比例風(fēng)險模型(PHM)建立系統(tǒng)運行狀態(tài)與故障率之間的關(guān)系,并給出了維修狀態(tài)閾值[2];袁志堅提出了一種電力變壓器狀態(tài)維修策略的模糊多屬性群決策方法,并通過某一變壓器狀態(tài)維修方案的決策過程,采用折衷型群決策方法具體探討了模糊多屬性群決策方法在變壓器狀態(tài)維修決策中的應(yīng)用[3];董玉亮提出了多狀態(tài)特征參數(shù)變權(quán)模糊綜合狀態(tài)評價方法,利用設(shè)備的監(jiān)測診斷、維修歷史數(shù)據(jù)等信息,使狀態(tài)評價的結(jié)果更貼近設(shè)備的實際運行狀態(tài),并利用這些結(jié)果建立了維修任務(wù)決策及優(yōu)化模型[4];呂文元、楊遠濤等利用濾波理論建立設(shè)備預(yù)測維修的優(yōu)化模型[5];北京航空航天大學(xué)曾聲奎結(jié)合故障預(yù)測與健康管理(PHM)的技術(shù)發(fā)展過程,闡述了PHM的應(yīng)用價值[6];邱立鵬在其碩士論文中闡述了基于各種指標的預(yù)測分析技術(shù),并使用C++開發(fā)了一套完整的基于Microsoft Window9x對設(shè)備剩余壽命進行分析和預(yù)測的軟件[7]。
1先進傳感器技術(shù)
精確、及時、高效的數(shù)據(jù)是應(yīng)用CBM的基礎(chǔ),而傳感器作為獲取裝備狀態(tài)數(shù)據(jù)的一種有效工具,在CBM系統(tǒng)中具有重要的作用。傳感器技術(shù)作為一門專項技術(shù),是以傳感器為核心,涉及測量技術(shù)、功能材料、微電子技術(shù)、精密與微細加工技術(shù)、信息處理技術(shù)和計算機技術(shù)等相互融合的技術(shù)密集型綜合技術(shù),其發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在:發(fā)現(xiàn)新效應(yīng),開發(fā)新材料、新功能;向多功能集成化和微型化發(fā)展;傳感器的數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢日益明顯。
目前有很多先進的傳感器技術(shù)被應(yīng)用于CBM系統(tǒng)中,如光纖傳感器、壓電傳感器、碳納米管、微電子機械系統(tǒng)等,這些新型的傳感器具有精度高、使用范圍廣、工作溫度范圍大、智能化程度高等特點。在CBM系統(tǒng)中應(yīng)用傳感器主要涉及兩個問題:
1.1傳感器的選擇
傳感器的選擇是獲取裝備狀態(tài)數(shù)據(jù)的首要環(huán)節(jié),這是因為傳感器一旦確定,與之相匹配的數(shù)據(jù)處理、故障診斷及其相關(guān)儀器設(shè)備也就確定。因此測試結(jié)果的好壞,在很大程度上取決于傳感器的選取是否恰當。傳感器選擇的一般步驟如圖1所示。
1.2傳感器的安裝與使用
傳感器作為一種精密器件,只有正確的安裝與使用才能發(fā)揮其應(yīng)有的工作性能,因而在其安裝與使用過程中,除了要遵循精密器件一般安裝使用規(guī)定外,還需要特別遵守如下注意事項:1)選擇合適的測試點并正確安裝傳感器;2)為確保被測信號的有效、準確傳輸,傳感器的電源電纜、數(shù)據(jù)傳輸線要符合規(guī)定,正確安裝;3)傳感器的定期標定與校準是保證數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)正常功能的必要步驟。
2數(shù)據(jù)傳輸與預(yù)處理技術(shù)
2.1數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)
目前主要有兩種數(shù)據(jù)傳輸方式,即有線傳輸和無線傳輸。有線傳輸是較為成熟的一種傳輸方式,主要是通過各種有線數(shù)據(jù)總線和各種網(wǎng)絡(luò)如Internet、Ethernet LAN(local area network)等進行數(shù)據(jù)的傳輸,并且大多都有各種通信標準、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如TCP/IP、UDP/IP等可以遵循。其數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊话氵^程是,首先通過各種線纜將傳感器的數(shù)據(jù)采集并存儲在部件級的監(jiān)測系統(tǒng)中,然后通過特定的有線網(wǎng)絡(luò)將部件級的監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒爰壌鎯捅O(jiān)測處理系統(tǒng)。圖2為兩種數(shù)據(jù)傳輸方式的簡單系統(tǒng)構(gòu)成。
2.2數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)
由于不同的狀態(tài)監(jiān)測、健康評估和故障預(yù)測方法要求不同的數(shù)據(jù)類型,需要對采集的原始數(shù)據(jù)信息進行各種預(yù)處理,以使數(shù)據(jù)格式滿足后續(xù)處理的要求,同時也將便于傳輸和存儲。預(yù)處理包括數(shù)據(jù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換、去噪聲、高通濾波、壓縮、信號自相關(guān)等。數(shù)據(jù)處理方式和技術(shù)要根據(jù)不同的目的進行選擇,如特征提取技術(shù)是為了進行故障識別和故障隔離;數(shù)據(jù)簡化是為了剔除不必要冗余的原始數(shù)據(jù)便于進一步處理;循環(huán)計數(shù)方法則是為了便于將連續(xù)的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為離散的數(shù)據(jù)信息等。
3信息融合技術(shù)
傳統(tǒng)的信息/數(shù)據(jù)融合是指多傳感器的信息/數(shù)據(jù)在一定準則下加以自動分析、綜合以完成所需的決策和評估而進行的信息處理過程。
信息融合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)目前尚無形成統(tǒng)一的分類形式,從信息融合的功能角度,可將信息融合過程分為5層,即:檢測級(判決)融合、狀態(tài)級(跟蹤)融合、屬性級(目標識別)融合、態(tài)勢評估和威脅估計,如圖3所示,其中狀態(tài)評估和威脅估計主要用于軍事領(lǐng)域。
檢測級融合的功能主要是判斷目標的有無;狀態(tài)級融合的功能是估計目標的狀態(tài)(距離、運動速度等);屬性級融合的目的是確定目標的身份。這3個層次的融合各有特點。在具體的應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)融合的目的和條件選用。
4結(jié)論
本文貫穿車輛CBM應(yīng)用流程的整個環(huán)節(jié),利用RCM分析方法確定CBM的實施對象,明確了CBM在車輛維修中的關(guān)鍵技術(shù),分析了關(guān)鍵技術(shù)的具體內(nèi)容,為車輛開展狀態(tài)維修提供了技術(shù)支持。
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關(guān)鍵詞:狀態(tài)檢修、輸電線路狀態(tài)模式、新的生產(chǎn)管理模式
中圖分類號:TM726文獻標識碼: A 文章編號:
引言
輸電線路實行狀態(tài)檢修是電網(wǎng)迅速發(fā)展的需要,是電力企業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化、科學(xué)化管理的要求,是新技術(shù)、新裝置應(yīng)用及發(fā)展的必然。狀態(tài)檢修可以避免目前定期檢修中的一些盲目性,實現(xiàn)減員增效,進一步提高企業(yè)社會效益和經(jīng)濟效益。
一、狀態(tài)檢修流程圖
狀態(tài)檢修的基本流程包括:設(shè)備信息的收集、設(shè)備狀態(tài)的評價、風(fēng)險評估、檢修策略、檢修實施及績效評估七個主要環(huán)節(jié)。
圖1 狀態(tài)檢修流程圖
二、初期輸電線路狀態(tài)檢修模式
狀態(tài)檢修對輸電線路的在線和離線監(jiān)測技術(shù)、設(shè)備,維護檢修手段,管理方法要求較高,運行資料的掌握要求很細。早期資金投入較大,且有關(guān)規(guī)程還要作相應(yīng)的修訂。等等這些都不可能一步到位,即線路狀態(tài)檢修在我公司尚未具備全面開展的條件。雖要積極,也要穩(wěn)妥,不能以犧牲設(shè)備故障率為代價,來賺取經(jīng)驗的積累。建議初期2-3年以圍繞收集運行資料,開展系統(tǒng)研究,積累經(jīng)驗,人員培訓(xùn)、設(shè)備、技術(shù)準備為主。各單位暫且先選3至4條線路,根據(jù)所具備和短期能創(chuàng)造的條件,作部分項目試點。待取得經(jīng)驗,各方面條件較成熟后,再逐步推開。
1、、選線:必須是完好設(shè)備。三類設(shè)備及投運不到一年的新線路不宜選取;選擇具有一定代表性,便于取得經(jīng)驗后推廣的線路。盡可能選交通便利,便于就近監(jiān)測的線路;選擇故障跳閘后,對系統(tǒng)運行方式影響不大的線路;選擇絕緣爬距滿足該區(qū)域污穢等級要求,且絕緣子年劣化率
2、、鹽密觀測點的布置及檢測:鹽密觀測點的布置首先考慮可能出現(xiàn)最大鹽密的點,即線路附近有較大污染源的點優(yōu)先考慮。曾發(fā)生污閃的點酌情考慮,一般地區(qū)據(jù)運行經(jīng)驗按5-15公里布置。鹽密觀測點為連續(xù)3基直路桿塔上的三相XP―70(或X―4.5)型絕緣子。為摸清積污速率,鹽密檢測全年分為三次,每次選取一串絕緣子。即一年檢測1基直路桿塔上的三相絕緣子,如當年未清掃,第2年再在第2基直路桿塔上檢測,依次類推。時間在9月至來年3月之間,達到及接近鹽密控制值時即清掃。
3、絕緣子檢測:方法包括在線和離線檢測。內(nèi)容包括分布電壓和絕緣電阻(零值)檢測。檢測周期根據(jù)絕緣子劣化率確定。連續(xù)4年為2-3‰的每2年一次,連續(xù)4年在2‰以內(nèi)的每4年一次,最多不超過5年。積極探索在線遙測新方法和合成絕緣子的監(jiān)測方法。
4、、雷電監(jiān)測:依據(jù)雷電定位系統(tǒng),認真分析所提供的數(shù)據(jù)。掌握地區(qū)落雷密度、雷電日、雷電小時、雷電流幅值等參數(shù)。認真調(diào)查分析雷擊故障現(xiàn)象,正確判斷直擊、反擊和繞擊類型,了解故障點地形、風(fēng)向等特點。
5、導(dǎo)地線和金具監(jiān)測:包括導(dǎo)地線、連接金具、接續(xù)金具的紅外線測溫;導(dǎo)地線、連接金具、接續(xù)金具、間隔棒探傷。
6、桿塔監(jiān)測:監(jiān)測內(nèi)容包括桿塔傾斜度、撓曲度、砼桿裂紋、鐵件腐蝕、桿塔和拉盤基礎(chǔ)位移值、基礎(chǔ)沖刷情況等。
7、跨越物監(jiān)測:所有被跨越物都要有地點、位置、與電力和通訊線的交叉角、距離,測量時溫度等記錄。根據(jù)巡視反映的情況,及時補測更正。
8、接地裝置監(jiān)測:接地電阻測量仍按原規(guī)定執(zhí)行。荊州供區(qū)的地下水位較低,腐蝕情況嚴重,由于土壤電阻率較低,接地電阻值的大小并不能直接反映接地裝置的完好情況。所以運行達5年以上的線路,宜抽取最易腐蝕點2-3基,發(fā)現(xiàn)問題增加開挖檢查基數(shù)。
9、各類樹種的季節(jié)性生長規(guī)律分析:通道內(nèi)未砍伐樹木,應(yīng)有樹種、數(shù)量、對導(dǎo)線距離記錄。分析季節(jié)性生長規(guī)律,確定砍伐時間。開展輸電線路狀態(tài)檢修,將有許多監(jiān)測工作要做。我們要積極探索,充分利用科技進步,積極應(yīng)用高新科技成果,不斷完善監(jiān)測手段。
傳統(tǒng)的輸電線路檢修計劃的擬訂,是以整條線路為單元,按照周期性來考慮的。而狀態(tài)檢修是以輸電線路劃分的若干狀態(tài)段為單元。針對不同的狀態(tài)段,確定不同的維護檢修模式和監(jiān)測方法。根據(jù)省電力公司要求,參照兄弟單位經(jīng)驗,結(jié)合以上線路運行情況分析,確定以下原則性分類。實際操作時各單位可根據(jù)自己的具體情況和運行經(jīng)驗,予以適當?shù)恼{(diào)整和補充。
四、輸電線路狀態(tài)新的生產(chǎn)管理模式
將狀態(tài)檢修改為狀態(tài)段分類,然后針對不同狀態(tài),確定不同檢修模式和測試方法。
1、建立輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)
該系統(tǒng)由測試班和技術(shù)人員管理,主要開展如下工作:
(1)對瓷絕緣子泄漏電流進行在線監(jiān)測,對按狀態(tài)分類的輸電線路設(shè)備區(qū)域?qū)嵭?4h監(jiān)控,達到報警值時通過無線電傳輸?shù)交兀纯膳扇说浆F(xiàn)場帶電測試,確定檢修模式,實施狀態(tài)檢修。此項工作也可擴展到溫度、濕度、覆冰、降塵等其它方面。
(2)投入線路故障定位裝置,快速測定跳閘類別和故障點大致區(qū)間。
(3)投入雷電衛(wèi)星定位系統(tǒng),以快速測定雷擊線路方位。
(4)重視帶電作業(yè)新技術(shù)、新工藝、新材料、新工器具的開發(fā)、應(yīng)用,對大電網(wǎng)超高壓輸電線路進行大規(guī)模帶電作業(yè),以滿足其安全運行。
2、建立通訊保障系統(tǒng)
通訊是線路運行維護的中樞神經(jīng),應(yīng)創(chuàng)造一切有利條件,滿足工作需要。
(1)工區(qū)應(yīng)配備基地電臺、有線電話、錄音電話、移動電話、傳真機、計算機、打印機等,始終保持工區(qū)與現(xiàn)場的通訊暢通。
(2)建立遠距離無線臺網(wǎng)。
(3)班長及以上人員配備移動電話,工作負責(zé)人及駕駛員配備傳呼機。
(4)有條件時應(yīng)建立班組有線電話和職工住宅電話。
(5)工作現(xiàn)場實現(xiàn)通訊頭盔近距離通話。
3、建立快速應(yīng)急搶修系統(tǒng)
該系統(tǒng)主要由經(jīng)過專業(yè)技能培訓(xùn)、訓(xùn)練有素的帶電作業(yè)、停電檢修和特殊工種人員組成,必須具備快速反應(yīng)的各種搶修方案,熟練使用各種先進的工器具,精通各種作業(yè)方法。當然,這一切還需要有一個強有力的后勤保障體系,因此,需要做如下工作:
(1)建立生產(chǎn)搶修備品備件庫;
(2)建立搶修專用大型工器具庫,實現(xiàn)工器具機械化、輕便化、帶電化、電子化;
(3)設(shè)計、制造工區(qū)現(xiàn)場移動加工車,使之具備發(fā)電、照明、焊接、切割、鉆孔等功能。
參考文獻
【關(guān)鍵詞】ZigBee無線通信技術(shù);電廠設(shè)備;狀態(tài)監(jiān)測;故障診斷
隨著網(wǎng)絡(luò)科技的迅猛發(fā)展,電廠日常運行維護對監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)要求更高。當前的監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測已經(jīng)不能滿足電廠安全可靠經(jīng)濟越來越高的要求。目前,電廠設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測一般采用較為成熟的有線通信方式進行實時監(jiān)測,將傳感器安裝到帶監(jiān)測設(shè)備的測量點采集所需數(shù)據(jù),并將所采數(shù)據(jù)通過電纜等有線方式傳輸給監(jiān)控中進行分析處理,該有線通信容易受到諸如安裝場所和維修等方面的限制,不能保證補數(shù)據(jù)的實時性、完整性以及可靠性,限制了電廠設(shè)備的實時故障監(jiān)測。現(xiàn)代監(jiān)測系統(tǒng)是基于無線通信技術(shù)的實時監(jiān)測系統(tǒng),利用ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行無線通信,將有效的實時監(jiān)測電廠設(shè)備運行狀態(tài),保證電廠的高效經(jīng)濟的生產(chǎn)。
1.無線通信技術(shù)
無線通信時利用電磁波信號能夠在自由空間傳播的特換信息的通信方式。無線通信具有移動性、廣播性和共享性等優(yōu)點,無線通信的范圍極為廣泛,因此無線通信系統(tǒng)也有不同分類[1]。
ZigBee是新興的近距離、低功耗、低數(shù)據(jù)傳輸速率、低復(fù)雜度、低成本以及高安全性的雙向無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),實現(xiàn)一些短距離、復(fù)雜場合的參數(shù)采集以及實時跟蹤定位。ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的硬件結(jié)構(gòu)主要有傳感器節(jié)點、路由器節(jié)點以及協(xié)調(diào)器組成,其中協(xié)調(diào)器主要負責(zé)信息傳輸、任務(wù)調(diào)度、電源監(jiān)測以及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點調(diào)度管理等工作[2]。ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)分為主節(jié)點、路由節(jié)點以及終端節(jié)點三個節(jié)點類型,這些特點使得ZigBee技術(shù)極其適合于無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中,起到短距離的無線接連的功能。在電廠設(shè)備故障診斷系統(tǒng)中應(yīng)用ZigBee無線通信技術(shù)有著顯著優(yōu)勢[3]。
2.前端數(shù)據(jù)采集模塊
電廠設(shè)備故障診斷系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)以及故障診斷系統(tǒng)三部分組成。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由傳感器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)存儲以及數(shù)據(jù)發(fā)送部分組成,實時采集電廠設(shè)備的各部分運行狀態(tài);數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)由ZigBee無線模塊構(gòu)成,實時將電廠設(shè)備各種工況數(shù)據(jù)無線通信傳輸給上位機進行故障診斷;上位利用提前建立的故障診斷軟件對電廠設(shè)備運行狀態(tài)進行實時工況監(jiān)測以及故障診斷,并顯示出動態(tài)圖形。動態(tài)數(shù)據(jù)庫中存放著當前檢測數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和中間結(jié)果。通過應(yīng)用該系統(tǒng),可以實現(xiàn)實時監(jiān)測電廠設(shè)備運行狀態(tài)以及在線故障診斷。
(1)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)計
故障診斷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集部分是由傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊以及能量供應(yīng)模塊四部分組成。傳感器模塊功能主要是:監(jiān)測區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換;處理器模塊功能為控制傳感器節(jié)點的操作、存儲和處理所采集的數(shù)據(jù)以及其他節(jié)點傳輸?shù)臄?shù)據(jù);無線通信模塊功能是與其他傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行無線傳輸通信,交換控制信息以及收發(fā)采集的數(shù)據(jù);能量供應(yīng)模塊為傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點提供運行所需要的能量,一般情況下該能量模塊采用微型電池供電。傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
(2)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)
系統(tǒng)各測點采集的數(shù)據(jù)通過ZigBee無線發(fā)送模塊發(fā)送至上位機監(jiān)控中心,利用故障診斷系統(tǒng)對接收的數(shù)據(jù)進行處理分析,診斷故障并判別故障類型。
(3)傳感器節(jié)點的程序流程
傳感器節(jié)點的系統(tǒng)程序設(shè)計,選擇Metr-werks公司的Code Warrior作為系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境,傳感器節(jié)點之間采用串口通信模式,數(shù)據(jù)的收發(fā)利用傳輸中斷方式完成。數(shù)據(jù)的傳輸采用主從節(jié)點方式,采用USB借口與PC機通信,從節(jié)點向主節(jié)點發(fā)送中斷請求。主節(jié)點的功能:發(fā)送接收本節(jié)點的數(shù)據(jù);接收處理并轉(zhuǎn)發(fā)從節(jié)點數(shù)據(jù)。系統(tǒng)中的節(jié)點一般情況下都處于休眠,當有中斷請求的時候才被激活并進行工作。節(jié)點的程序流程如圖2所示:
3.設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)
電廠設(shè)備運行狀態(tài)檢修的首要問題設(shè)備運行監(jiān)測與診斷,換言之,沒有成熟的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)就沒有真正的運行狀態(tài)檢修。在設(shè)備監(jiān)測與故障診斷過程中,監(jiān)測是采集設(shè)備各種工況數(shù)據(jù)的過程,診斷是判斷比較采集的數(shù)據(jù)與設(shè)計值或者經(jīng)驗值的過程,監(jiān)測與診斷是掌握設(shè)備的性能和健康狀況的過程,可以通過以下兩個方面實現(xiàn):建立完善的在線監(jiān)測系統(tǒng)和便攜式監(jiān)測系統(tǒng);合理進行靜、動態(tài)診斷。其中靜態(tài)診斷主要是針對機組停止運行后,進行的諸如大修標準檢查、管壁厚度測量、葉片靜頻測試、軸承磨損檢查、無損探傷、水垢化學(xué)分析以及材料性能檢查的預(yù)期性檢查項目,動態(tài)診斷是電廠設(shè)備系統(tǒng)運行過程中,通過在線、離線的監(jiān)測系統(tǒng)或者人的直觀判斷,獲取設(shè)備運行狀態(tài)信息的過程,例如:絕緣過程在線監(jiān)測、紅外溫度監(jiān)測、溫度在線監(jiān)測、四管爆漏在線監(jiān)測、振動離線和在線監(jiān)測、油液離線和在線監(jiān)測以及點檢管理系統(tǒng)[4]。系統(tǒng)主要監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)、狀態(tài)分析和預(yù)測狀態(tài)變化趨勢以及診斷判別故障類型和原因。監(jiān)測和診斷電廠設(shè)備過程中,往往可以依據(jù)多方面判別設(shè)備是否運行正常,像邏輯框圖、國家或者行業(yè)標準、系統(tǒng)定值以及設(shè)備運行規(guī)程等各種依據(jù)。因此實現(xiàn)狀態(tài)檢修的關(guān)鍵是建立設(shè)備管理規(guī)范和可靠的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與診斷系統(tǒng)。
電廠設(shè)備幾乎都是復(fù)雜的機電設(shè)備,由于工作環(huán)境和使用壽命的限制,電廠設(shè)備中的部件不可避免會出現(xiàn)一些故障,這些故障常常表現(xiàn)為強烈的非線性、非Gauss以及非平穩(wěn)性,而且常常會并發(fā)多種故障。故障診斷模塊不僅包含傳統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析方法,而且有現(xiàn)代的非平穩(wěn)信號處理技術(shù),為非平穩(wěn)故障的診斷提供了強有力的工具。狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)結(jié)合建立設(shè)備專家統(tǒng)知識庫和故障診斷軟件,該軟件具有強大的信號分析能力,從時頻域、幅值域等角度提供直觀圖譜,通過對信號的分析處理實現(xiàn)對設(shè)備工況監(jiān)測與故障診斷,并顯示動態(tài)圖形。
4.結(jié)論
電廠設(shè)備的自動化程度和故障診斷能力直接影響了電廠的經(jīng)濟效益,因此提高設(shè)備的監(jiān)控水平特別重要。ZigBee網(wǎng)絡(luò)無線通信技術(shù)作為無線通信的關(guān)鍵技術(shù),具有部署速度快、監(jiān)測精度高、覆蓋區(qū)域大等優(yōu)點,能夠很好的解決有線傳輸?shù)囊幌盗袉栴}。將ZigBee無線通信技術(shù)應(yīng)用到電廠設(shè)備的故障診斷系統(tǒng)中,實現(xiàn)對電廠設(shè)備的運行狀態(tài)的在線監(jiān)測與故障診斷,能夠很好的提高電廠的經(jīng)濟效益。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:CEMS 瀝青混合料 有害氣體 瀝青煙 監(jiān)測方法
中圖分類號:X701 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)07(b)-0087-02
自20世紀50年代以來,我國公路建設(shè)快速發(fā)展,交通量日益增大,車速逐漸提高,對路面性能提出了更高的要求。而瀝青路面憑借優(yōu)越的使用性能和行車舒適性,在我國已建成的高級和次高級路面中占了相當大的比重,因此,對瀝青混合料的需求量也大大增加。
但是瀝青混合料的使用會產(chǎn)生各種的有害氣體,根據(jù)國外資料[1], 瀝青混合料在拌和、攤鋪過程中分別會產(chǎn)生一氧化碳、二氧化硫、氧化氮類有害氣體以及瀝青煙,它們在不同程度上影響著我們的生存環(huán)境。特別需要指出的是,瀝青煙中還包含著部分致癌和強致癌物質(zhì),對我們的身體健康造成了極大的威脅。
然而對于瀝青混合料有害氣體的排放,卻沒有一個系統(tǒng)的連續(xù)監(jiān)測方法。我們依據(jù)廣泛應(yīng)用在火電廠氣體排放連續(xù)監(jiān)測的CEMS系統(tǒng),結(jié)合瀝青道路攤鋪過程中排放的有害氣體的特點,構(gòu)建一個基于CEMS的瀝青混合料有害氣體排放連續(xù)監(jiān)測體系,為不同環(huán)境下瀝青混合料的排放,提供一個科學(xué)、定量的分析。
1 CEMS簡介
CEMS即煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)(Continuous Emission Monitoring System,簡稱CEMS),主要用于火電廠的煙氣有組織排放連續(xù)監(jiān)測,由煙塵監(jiān)測子系統(tǒng)、氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣排放參數(shù)測試子系統(tǒng)、系統(tǒng)控制及數(shù)據(jù)采集處理子系統(tǒng)、信號輸送通訊系統(tǒng)等組成[7-11]。CEMS通過采樣方式或非采樣方式,測試煙氣中污染物濃度,并同時測試煙氣溫度、煙氣壓力、煙氣流量、煙氣濕度、氧量等參數(shù),按國家有關(guān)標準顯示與記錄,能夠?qū)崿F(xiàn)污染物排放監(jiān)測的在線性、連續(xù)性、準確性及數(shù)據(jù)處理和輸出打印的完整性[15]。
2 基于CEMS的瀝青混合料有害氣體連續(xù)監(jiān)測方法
針對瀝青混合料施工過程中有害氣體無組織排放特性, 基于原有的CEMS系統(tǒng),我們?nèi)サ粜盘栞斔屯ㄓ嵪到y(tǒng),簡化控制及數(shù)據(jù)采集處理子系統(tǒng)、煙氣排放參數(shù)測試子系統(tǒng),保留氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng),替換煙塵監(jiān)測子系統(tǒng)為瀝青煙監(jiān)測子系統(tǒng),并另行設(shè)計一套適用于無組織排放監(jiān)測的采樣系統(tǒng),形成N-CEMS(即新型-CEMS)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
2.1 N-CEMS采樣系統(tǒng)
N-CEMS系統(tǒng)采樣部分主要由一個采樣罩、一個干燥和冷卻結(jié)構(gòu)組成。通過手動操作,在瀝青混合料施工現(xiàn)場選取采樣點進行樣品氣體采集
采樣罩是用于采集和捕捉氣體污染物的裝置,將瀝青在攤鋪和碾壓過程中排放的有害氣體在擴散到大氣之前吸入罩內(nèi),進入干燥和冷卻系統(tǒng),以減少施工現(xiàn)場環(huán)境對排放濃度的影響。同時,采樣罩的設(shè)計和構(gòu)造還考慮了操作的方便和靈活性,適合于多采樣點。
2.2 N-CEMS瀝青煙監(jiān)測子系統(tǒng)
瀝青煙監(jiān)測子系統(tǒng)主要監(jiān)測瀝青煙濃度。在原有CEMS中,瀝青煙的采樣和監(jiān)測沒有成熟的應(yīng)用,但是專門對瀝青煙的采樣和檢測已經(jīng)有一定的成果。其主要分析方法有重量法、紫外分光光度法、色譜法等。
重量法[14]是指將瀝青煙收集到已恒重的收集器中,除去水分后,由采樣前后收集器的增量計算瀝青煙的含量。
紫外分光光度法[15-16]是用環(huán)己烷作溶劑,采用紫外分光光度計測量吸收液在固定波長處的吸光度,再通過與標準曲線的矯正,從而得出瀝青煙的濃度。
色譜法是對瀝青煙定性、定量分析的另一個方法,就是氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(GC/MS)技術(shù)。氣質(zhì)聯(lián)用以其用時少、精確度高等優(yōu)點備受人們青睞。氣質(zhì)聯(lián)用可以對瀝青煙準確無誤的定性和定量,其測定濃度可以達到幾微克。
綜合以上的方法,我們采用色譜法,將其運用到運用到N-CEMS瀝青煙監(jiān)測子系統(tǒng)中,讓實現(xiàn)連續(xù)、實時、在線監(jiān)測瀝青煙濃度的功能。
2.3 氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)
氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)采用稀釋采樣法,主要監(jiān)測CO、SO2、NOx等氣體的濃度。圖3為采樣狀態(tài)的流程簡圖。
2.3.1 CO的連續(xù)監(jiān)測方法
CO的連續(xù)監(jiān)測方法主要有非色散紅外吸收法、氣相色譜法兩種。
(1)非色散紅外吸收法:一氧化碳對4.67 nm,4.72 nm二波長處的紅外輻射具有選擇性吸收,在一定波長范圍內(nèi),吸收值與一氧化碳的濃度呈線性關(guān)系(遵循朗伯―比耳定律),根據(jù)吸收值確定樣品中一氧化碳的濃度。
(2)氣相色譜法:本方法適用于連續(xù)測定空氣中的一氧化碳的濃度。采樣的一氧化碳可經(jīng)色譜柱分離后,進入轉(zhuǎn)化爐與氫氣反應(yīng)生成CH4,即
CO+2H2CH4+H2O
而甲烷濃度可由儀器直接測定,從而間接得到一氧化碳濃度。
本論文中對CO的連續(xù)監(jiān)測采用氣相色譜法。
2.3.2 SO2的連續(xù)監(jiān)測方法
SO2的連續(xù)監(jiān)測方法主要有紅外吸收法(NDIR法)、紫外吸收法(UV法)和紫外熒光法三種。
(1)紅外吸收法:通過測量SO2對7.3 μm附近的紅外線吸收量的變化,連續(xù)測定煙氣中SO2的濃度。該方法抗水分、CO 、CO2的干擾能力較弱。
(2)紫外吸收法:通過SO2在280~320 nm附近的紫外光吸收原理進行測定。儀器維修容易,不易受氣流量、水蒸汽、CO2的影響。
(3)紫外熒光法:通過一定波長的紫外光(214 nm)照射到含有SO2的氣樣上,激發(fā)SO2產(chǎn)生熒光,用光電倍增管檢測熒光強度,測定煙氣中的SO2濃度。紫外熒光法受芳香烴和水蒸汽的干擾,適用于芳香烴和水蒸汽干擾可以忽略或消除的場合,較適用于稀釋采樣法。
本論文中對SO2的連續(xù)監(jiān)測采用紫外吸收法。
2.3.3 NOx的連續(xù)監(jiān)測方法
NOx的連續(xù)監(jiān)測方法有紅外吸收法、紫外吸收法、脈沖熒光法和化學(xué)發(fā)光法四種。
(1)紅外吸收法:通過測量NO對5.3 μm附近的紅外線吸收量的變化,連續(xù)測定煙氣中NO濃度。NO2是通過還原轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成NO再測量。抗水份、CO、CO2、SO2及有機物的干擾能力較弱。
(2)紫外吸收法:通過NO在195~230 nm附近或NO2在350~450 nm附近的紫外光吸收原理進行測定。儀器維修容易,不易受氣流量、水蒸汽、CO2的影響。
(3)脈沖熒光法:采用脈沖紫外光照射到含有NOx的氣樣上,激發(fā)NOx產(chǎn)生熒光,用光電倍增管檢測熒光強度,測定煙氣中的NOx濃度。受芳香烴和水蒸汽的干擾,較適用于稀釋采樣法。
(4)化學(xué)發(fā)光法:測量NOx是NO和O3反應(yīng)產(chǎn)生激發(fā)態(tài)的NO2,激發(fā)態(tài)的NO2轉(zhuǎn)為常態(tài)的NO2時,伴隨著光子的發(fā)射,產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光,測量發(fā)光強度即NO濃度。適用于共存的二氧化碳干擾可以忽略或消除的場合。
本論文中對SO2的連續(xù)監(jiān)測采用脈沖熒光法。
3 結(jié)語
基于CEMS系統(tǒng),去掉信號輸送通訊系統(tǒng),簡化控制及數(shù)據(jù)采集處理子系統(tǒng)、煙氣排放參數(shù)測試子系統(tǒng),保留氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng),替換煙塵監(jiān)測子系統(tǒng)為瀝青煙監(jiān)測子系統(tǒng),并另行設(shè)計一套適用于無組織排放監(jiān)測的采樣系統(tǒng),實現(xiàn)了對瀝青混合料有害氣體排放的連續(xù)監(jiān)測。 文中以AC-20瀝青混合料為例,以室內(nèi)試驗?zāi)M瀝青混合料生產(chǎn)和使用各環(huán)節(jié)中的有害氣體排放實況,對N-CEMS系統(tǒng)的監(jiān)測效果進行評價,同時總結(jié)了在拌合、攤鋪、碾壓各環(huán)節(jié)中各類有害氣體的排放特點,發(fā)現(xiàn)各類有害氣體在拌合工序的排放量顯著高于其它工序。對于不同類型的瀝青混合料,具體的排放特性宜做進一步研究。
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【關(guān)鍵詞】金屬氧化物避雷器;在線監(jiān)測系統(tǒng);重要探究
避雷器,主要是用來保護雷電產(chǎn)生過電壓波按照線路侵入配電所或者其它建筑內(nèi),防止其威脅到受保護設(shè)施的絕緣。在實際應(yīng)用過程中,避雷器通常都和被保護的設(shè)施進行并聯(lián),并且在被保護的設(shè)施電源一側(cè)。如果線路發(fā)生威脅設(shè)施絕緣過電壓時,避雷器火花間隙便會被擊穿,或者由高阻值轉(zhuǎn)變?yōu)榈妥柚担惯^電壓釋放到地面當中,最終保護相關(guān)設(shè)施。現(xiàn)今較為常用的避雷器主要是金屬氧化物避雷器,這是一種無火花間隙的新型避雷器。在工頻電壓狀態(tài)下,這種避雷器能夠表現(xiàn)出很大的電阻值,并能夠極快遏制工頻續(xù)流,所以不再需要火花間隙便能夠熄滅掉電弧。當處于過電壓狀態(tài)時,它便會呈現(xiàn)出很小的電阻值,如此一來便釋放了雷電流,然而,將其應(yīng)用于電力系統(tǒng)中,卻也存在著諸多問題。以下筆者將結(jié)合多年實踐經(jīng)驗,針對金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)進行探究。
一、金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測的前景
將來發(fā)展主要是,在總監(jiān)控室內(nèi)部,總監(jiān)控系統(tǒng)將統(tǒng)一對各子監(jiān)測系統(tǒng)進行管理,并且根據(jù)實際需要循環(huán)讀取每個被監(jiān)測設(shè)施的信息,綜合多個狀態(tài)監(jiān)測量,智能化分析、診斷出每一被監(jiān)測設(shè)施的運行狀況,憑借友好的人機界面向用戶展示出相關(guān)信息,最終通過因特網(wǎng)再把有關(guān)信息傳輸至上一級監(jiān)測中心,當前國產(chǎn)金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)仍舊處在不成熟的初級監(jiān)測階段,和上面所闡述的前景存在著較大的差距以及發(fā)展空間。伴隨智能電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展,各種在線監(jiān)測系統(tǒng)的大集成以及大融合最后形成智能、綜合診斷系統(tǒng),成為了將來在線監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展的一個必然潮流。
二、金屬氧化物避雷器監(jiān)測的基本原理
金屬氧化物所承受的電網(wǎng)電壓含有諧波電壓,并且閘片等效電路內(nèi)等效電容擁有良好的線性度,流經(jīng)等效電阻的電流等于電網(wǎng)電壓和等效電阻的比值。基于等效電阻為非線性,因此阻性電流內(nèi)將包含各次諧波電壓。
在電網(wǎng)電壓處于理想狀態(tài)下時,氧化鋅閘片有功損耗只和阻性電流內(nèi)的基波阻性電流有關(guān)聯(lián),因而阻性電流基波分量所出現(xiàn)的有功損耗其實才是氧化鋅閘片出現(xiàn)發(fā)熱以及老化的原因。
從上述分析來看,若電網(wǎng)電壓包含諧波電壓分量,金屬氧化物避雷器老化以及發(fā)熱的是由阻性電流出現(xiàn)有功損耗導(dǎo)致的。在電網(wǎng)電壓處于理想狀態(tài)下時,金屬氧化物避雷器老化、發(fā)熱則是由基波阻性電流有功損耗造成的。通常情況下,金屬氧化物避雷器老化及發(fā)熱主要表現(xiàn)為其阻性電流的增大,因此若想了解金屬氧化物避雷器老化和發(fā)熱狀況,一種較好的方式就是測量其阻性電流。所以,阻性電流內(nèi)基波分量便是判斷金屬氧化物避雷器老化、發(fā)熱的重要參考。
三、金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)整體方案的設(shè)計
在金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)中,擁有2臺金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測儀器,其中三相母線電壓均為110kV。首先,經(jīng)過變壓器將電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?7.7V,在送至電壓互感器,從電壓互感器出來的電壓值為0.5V。把電流傳感器直接串聯(lián)在金屬氧化物避雷器的下方,能夠獲得全電流信號,其中電流傳感器的變比為1.500.然后把所得到的電壓信號以及電流信號送至金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測儀器,測量出全電流、阻性電流、環(huán)境溫濕度、金屬氧化物避雷器動作次數(shù)等數(shù)據(jù),并作出保存、顯示、故障判斷以及報警,直到上位機召喚數(shù)據(jù)。其中一臺金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測儀器經(jīng)過485接口把485總線接至GPRS DTU,利用無線網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)發(fā)送至公司,而另外一臺金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測儀器經(jīng)過485接口把RS-485總線利用電平轉(zhuǎn)換連接至監(jiān)控室。
(一)選用測量方法
經(jīng)過分析金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測方法,發(fā)現(xiàn)總泄露電流法存在靈敏度較差、測量結(jié)果不精確等問題;而補償方法又極易受到相間作用的影響。因此,筆者在此運用了基波阻性電流法測量出阻性電流,此方法可以從阻性電流內(nèi)區(qū)分出阻性電流的基波分量,基波電流分量大體上能夠準確體現(xiàn)出氧化鋅避雷器的具體運行狀況,可以有效防止電網(wǎng)內(nèi)諧波分量所產(chǎn)生的影響,同時還可以排除相間干擾對于測量結(jié)果的影響。
(二)數(shù)據(jù)傳輸方式
1.有線數(shù)據(jù)傳輸方式
這一方式包括雙絞線方式、光纖方式以及同軸電纜方式等等。運用雙絞線進行通訊通常都是總線結(jié)構(gòu),例如,RS-442和RS485均為此類總線結(jié)構(gòu)。文章中所提到的均為RS-485標準,其具體特點為:
A.電氣特點。邏輯“0”表示兩線之間電位差是-2V至-6V,邏輯“1”表示兩線之間電位差是2V至6V。并且接口信號電平電位差低于RS-238,這樣一來便難以損害接口電路中的芯片,并且這類電平便于連接TTL電平。
B.RS-485接口總線最多能連接128各收發(fā)器,如此一來用戶就能通過單一RS-485接口建立設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。
C.RS-485所需2個終端電阻,并且阻止應(yīng)和傳輸電纜的特性阻抗相等。
2.無線數(shù)據(jù)傳輸方式
通用分組無線業(yè)務(wù)(英文簡稱為GPRS),這是一種介于第二代和第三代間的技術(shù)種類,一般情況下稱為2.5G,主要通過GSM網(wǎng)來實現(xiàn)傳輸。 通用分組無線業(yè)務(wù)擁有諸多優(yōu)勢,如按量計費、實時在線、登錄快捷、傳輸高效等等。用戶設(shè)施通過兩種連接方法連接到通用分組無線業(yè)務(wù)終端,通用分組無線業(yè)務(wù)終端能夠和GSM基站進行通訊,然后和SGSN以及GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點間應(yīng)用GPT進行通訊,最終由SGSN傳輸至移動臺。
四、結(jié)語
綜上所述,金屬氧化物避雷器是電力系統(tǒng)過電壓保護的主要裝置,并且其性能狀況將會對電力系統(tǒng)運行發(fā)揮著極其重要的作用,因此針對金屬氧化物避雷器實施在線監(jiān)測,以此充分了解其運行狀況,及時發(fā)現(xiàn)避雷器所出現(xiàn)的異常行為以及事故問題具有必要性。此外,針對金屬氧化物避雷器實施在線監(jiān)測通常是監(jiān)測其阻性的電流變化,最終保證整個電力系統(tǒng)能夠安全、穩(wěn)定運行。
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關(guān)鍵詞:供電;變電站;設(shè)備;
中圖分類號:U223文獻標識碼: A 文章編號:
前言
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和電力供給消費的日益增加,變電站數(shù)量增長迅速。電力行業(yè)為了順應(yīng)減員增效的改革潮流,變電站無人值班模式在各地推廣。目前,計算機和通訊技術(shù)的發(fā)展,使得凡具有“四遙”功能(即遙測、遙信、遙控、遙調(diào))的變電站就已經(jīng)具備了無人值班運行的條件。
選題背景及其意義
然而,近年來電力設(shè)施遭人為破壞及偷盜情況頻頻出現(xiàn),電力管理部門對變電站安全防范的需求極為迫切,因為人民的生活、生產(chǎn)與電力行業(yè)息息相關(guān),一旦電力設(shè)施遭破壞,就會造成大范圍停電,后果不堪設(shè)想。因此,運用最新的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、無線傳輸技術(shù),建立完善的、智能的變電站輔助系統(tǒng),實現(xiàn)變電站各輔助設(shè)備數(shù)據(jù)整合、二次共享利用,集中管理,對變電站人員進出、各區(qū)域環(huán)境、溫度、設(shè)備狀態(tài)、火災(zāi)、水災(zāi)、電纜溫度、高壓開關(guān)溫度、周界等進行實時在線全方位監(jiān)控,并有效降低各種運行成本,是無人值班變電站智能化管理必然的趨勢。
國內(nèi)外研究動態(tài)
為保障變電站設(shè)備的正常運行,存在著多套保障系統(tǒng),這些保障系統(tǒng)被統(tǒng)稱為變電站輔助系統(tǒng)。輔助系統(tǒng)的存在大大提高了變電站設(shè)備的運行安全性,已經(jīng)成為了變電站內(nèi)不可或缺的內(nèi)容。
國內(nèi)供電企業(yè)、設(shè)計院、電力設(shè)備廠家對于變電站輔助系統(tǒng)和設(shè)備的設(shè)計及應(yīng)用做了研究和探索,其中對于視頻監(jiān)控、安防系統(tǒng)的研究及應(yīng)用占絕大多數(shù)。從2009年提出建設(shè)堅強智能電網(wǎng)以來,一大批對智能變電站的介紹的論文涌現(xiàn)而出,但多數(shù)為智能變電站網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建及設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究。
目前,各地區(qū)供電公司或檢修分公司分別在不同的變電站或公司內(nèi)部區(qū)域現(xiàn)場建立了各自的單元安全設(shè)施,如視頻、消防、門禁、防盜聯(lián)網(wǎng)告警系統(tǒng)等。但傳統(tǒng)變電站內(nèi)輔助系統(tǒng)具有以下特點:
(1)標準不一,互不兼容
目前變電站輔助系統(tǒng)中各個子系統(tǒng)大多為獨立建設(shè)實用,存在多廠家設(shè)備共存,數(shù)據(jù)產(chǎn)生、儲存、傳輸格式各不相同、技術(shù)標準互不統(tǒng)一、互不兼容,難以形成統(tǒng)一有效的管理;各個子系統(tǒng)信息不能共享,在變電站內(nèi)形成了輔助系統(tǒng)的多個信息孤島,無法滿足變電站集中管理、統(tǒng)一監(jiān)控的要求。
(2)各子系統(tǒng)間相互獨立,無聯(lián)動機制
現(xiàn)有的各輔助子系統(tǒng)均自成體系,互相獨立,缺少以事件為核心的多系統(tǒng)聯(lián)動策略和機制,對事前預(yù)防、事中跟蹤、事后分析缺乏有效的支撐手段,尤其是視頻監(jiān)控子系統(tǒng)作為“四遙”的有力補充并沒有起到應(yīng)有的作用。同時各子系統(tǒng)的信息監(jiān)測與控制功能脫節(jié),無法根據(jù)變電站運行維護的需求實現(xiàn)智能調(diào)節(jié)、自動控制等高級應(yīng)用。
(3)報警監(jiān)控模式被動,容易誤報、漏報
現(xiàn)有的輔助系統(tǒng)缺乏智能化、主動化的管理手段,變電站多采用人為主觀判斷的被動監(jiān)控模式,這很容易由于人員的主觀因素而產(chǎn)生誤報、漏報現(xiàn)象,甚至是報警信息無人處置。同時報警信息的多頭管理,無專人監(jiān)控,容易造成問題不能閉環(huán)處理。
(4)各輔助設(shè)施的控制局限性
目前變電站輔助系統(tǒng)的自動化程度較低,部分設(shè)施需要不同人員的人工手動直接控制,遠遠不能滿足變電站的智能化自動控制需求。
(5)設(shè)備資源浪費,運行維護成本高
各種獨立的輔助設(shè)備各自為陣、分散管理,造成人力和設(shè)備的嚴重浪費,不僅運維成本高,而且影響工作效率。其中部分設(shè)備長期運行不正常,日常實用和專業(yè)維保脫節(jié),對變電站的安全穩(wěn)定運行帶來了很大的隱患。
基于以上情況,為滿足變電站長期安全穩(wěn)定運行的需要,必須妥善解決目前變電站輔助系統(tǒng)存在的問題,實現(xiàn)整個變電站所有輔助系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理、有機配合、信息共享。
三、課題研究內(nèi)容
基于對目前國內(nèi)外變電站輔助系統(tǒng)分析總結(jié),本課題將研究設(shè)計一種智能化的安全生產(chǎn)在線監(jiān)控系統(tǒng),將變電站各種需要的輔助功能通過先進的數(shù)字遠程監(jiān)測、遠程控制技術(shù)和IT網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)搭建在一套集監(jiān)控、門控、環(huán)境、設(shè)備監(jiān)測、遠程控制為一體的智能化安防統(tǒng)一平臺之上,實現(xiàn)監(jiān)測變電站的實時運行環(huán)境,對變電站各種設(shè)備的運行狀況及影響變電站安全運行的因素實現(xiàn)在線全方位監(jiān)控,為變電站的安全生產(chǎn)提供可靠的保障,并有效降低實際運行維護成本。相對于目前變電站內(nèi)各種輔助系統(tǒng),本課題研究設(shè)計的統(tǒng)一平臺主要在以下幾個方面進行著重提升和改進:
1. 對所有子系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理、集中監(jiān)控;
2. 所有子系統(tǒng)實現(xiàn)信號的統(tǒng)一上傳、統(tǒng)一聯(lián)動、統(tǒng)一控制;
3. 重點考慮各子系統(tǒng)之間的聯(lián)動關(guān)系,對數(shù)據(jù)進行充分的二次利用;
4. 采用模塊式管理,變電站可以根據(jù)自身需要任意選擇所需的子系統(tǒng);
5. 數(shù)據(jù)庫格式和數(shù)據(jù)接口實現(xiàn)統(tǒng)一,使設(shè)備運行維護擴展更加便捷。
6. 各子系統(tǒng)可以獨立運行,最大限度保證整個平臺的穩(wěn)定性。
研究方案及難點
研究方案:
第一章 緒論
1.1 課題研究的背景
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 論文的主要工作
第二章 變電站智能化安防統(tǒng)一平臺概述
2.1 變電站安防需求分析
2.2 統(tǒng)一平臺的組成及概述
2.3設(shè)計思想和原則
第三章 變電站智能化統(tǒng)一平臺的設(shè)計
3.1 統(tǒng)一平臺的體系結(jié)構(gòu)
3.2 子系統(tǒng)方案設(shè)計
3.3 統(tǒng)一平臺軟件設(shè)計
第四章 變電站智能化統(tǒng)一平臺的應(yīng)用論證
第五章 總結(jié)
研究難點:
1、各子系統(tǒng)的統(tǒng)一聯(lián)動、控制
平臺的各個子系統(tǒng)都應(yīng)可靠聯(lián)動,其相互作用的策略應(yīng)基于實際運行經(jīng)驗,并考慮到預(yù)想事件的發(fā)生。
2、數(shù)據(jù)的二次利用
實現(xiàn)各個子系統(tǒng)產(chǎn)生數(shù)據(jù)的二次共享利用,必須要統(tǒng)一各個子系統(tǒng)數(shù)據(jù)發(fā)生格式、傳輸格式和存儲格式,而目前運用中的各安防系統(tǒng)均沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準。
3、模塊式管理
實現(xiàn)模塊式管理必須采用分層共享的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。
預(yù)期成果和可能的創(chuàng)新點
預(yù)期成果:
研究設(shè)計一種智能化的安全生產(chǎn)在線監(jiān)控系統(tǒng),將變電站各種需要的輔助功能通過先進的數(shù)字遠程監(jiān)測、遠程控制技術(shù)和IT網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)搭建在一套集監(jiān)控、門控、環(huán)境、設(shè)備監(jiān)測、遠程控制為一體的智能化安防統(tǒng)一平臺之上,實現(xiàn)監(jiān)測變電站的實時運行環(huán)境,對變電站各種設(shè)備的運行狀況及影響變電站安全運行的因素實現(xiàn)在線全方位監(jiān)控,為變電站的安全生產(chǎn)提供可靠的保障,有效降低實際運行維護成本。并在實際變電站中得到初步應(yīng)用。
可能的創(chuàng)新點:
1、先進的平臺體系結(jié)構(gòu)
統(tǒng)一平臺將采用分層分布的體系結(jié)構(gòu),分別是源數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)持久層、業(yè)務(wù)邏輯層、表示層,保證平臺的先進、安全、可靠等設(shè)計原則。
2、先進的模塊式架構(gòu)
統(tǒng)一平臺將采用模塊式架構(gòu),可以根據(jù)不同的變電站需求,選擇任意功能的模塊。降低了變電站輔助系統(tǒng)改造的成本,并且實現(xiàn)了運行過程中易擴展、易操作、易維護等要求。
3、完善的系統(tǒng)報警上傳邏輯和聯(lián)動技術(shù)
統(tǒng)一平臺將采用完善的系統(tǒng)報警上傳邏輯,實現(xiàn)從現(xiàn)場各子系統(tǒng)前端信號到各處理終端的實時聯(lián)動機制。
4、在線檢測前端設(shè)備故障及網(wǎng)絡(luò)通訊自恢復(fù)機制
通過使用網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備工作狀態(tài)智能檢測與捕獲技術(shù),使得當網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障或設(shè)備發(fā)生故障并恢復(fù)后,在不需要人工重新啟動軟件的情況下,可立即恢復(fù)使用,保證整個統(tǒng)一平臺的可靠運行。
六、主要參考文獻
[1] 國家電網(wǎng)公司. 變電站智能化改造技術(shù)規(guī)范[S]. 2011:5-6.
[2] 康健民, 袁敬中等. 變電站智能輔助控制系統(tǒng)綜述[J]. 華北電力技術(shù),2012(5).
個人培養(yǎng)方案的科學(xué)制定,對提高工程碩士培養(yǎng)質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。基于工程碩士多學(xué)科綜合、較寬口徑培養(yǎng)的特點,導(dǎo)師根據(jù)研究生的知識結(jié)構(gòu)、學(xué)科背景、工作實際確定研究方向,指導(dǎo)其制定個性化培養(yǎng)方案。其間,既要考慮學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)水平,又要考慮本學(xué)科培養(yǎng)方案的基本要求,以及課程性質(zhì)、學(xué)分、學(xué)時、開課學(xué)期等因素。假設(shè)以學(xué)科為單位,每學(xué)科年均招收20名工程碩士,該培養(yǎng)單位培養(yǎng)方案要求每個工程碩士修滿30學(xué)分,每門課程1~3學(xué)分不等,那么每名工程碩士要選大約15門課程,20名學(xué)生就要選擇約300門次課程,去掉每個學(xué)生相同的20%的公共必修課,還要因人選擇高達240門次課程,擴展到全培養(yǎng)單位,工作量將成幾何級數(shù)增加,傳統(tǒng)手工選課方式幾乎無法承擔。
利用信息網(wǎng)絡(luò)化工具,跨平臺選擇課程就成為制定個性化培養(yǎng)方案的必然選擇。所謂跨平臺是指研究生課程體系根據(jù)學(xué)位級別、培養(yǎng)方式等建立的三大平臺,即博士研究生課程體系平臺、全日制碩士研究生課程體系平臺和非全日制專業(yè)學(xué)位研究生課程體系平臺。全日制碩士研究生課程體系平臺根據(jù)培養(yǎng)目標和學(xué)制的不同,建立科學(xué)學(xué)位碩士課程體系平臺和專業(yè)學(xué)位課程體系平臺。非全日制專業(yè)學(xué)位研究生課程體系平臺下,根據(jù)各類專業(yè)學(xué)位研究生的教育特點建立工程碩士課程體系平臺、農(nóng)業(yè)推廣碩士課程體系平臺、風(fēng)景園林碩士課程體系平臺,及MBA課程體系平臺等(見圖2)。課程體系平臺的特點是大平臺之間相互獨立,子平臺之間既相互獨立又相互關(guān)聯(lián)。每個課程體系平臺是相應(yīng)層次研究生培養(yǎng)方案的重要組成部分,平臺中包含上千門不同課程,工程碩士原則上可以打通平臺,在不同平臺中選課,從而制定個性化培養(yǎng)方案。結(jié)合工程碩士的特點,指導(dǎo)工程碩士跨平臺選課時,既要遵循適度引導(dǎo)、適量選課的大原則,又要體現(xiàn)以人為本、兼顧公平的小原則,同時也要考慮因此帶來的課程組織安排等問題。
對于工作單位在學(xué)校駐地且導(dǎo)師要求具備較深層次理論知識的學(xué)生,選課自由度相對較大,鼓勵其盡可能多地選擇全日制研究生課程體系平臺中的課程,與全日制研究生同堂聽課。時間充足的學(xué)生按照全日制碩士的課堂秩序要求,時間較為緊張的學(xué)生則可根據(jù)教學(xué)大綱要求來校聽課,保證一定的課堂學(xué)習(xí)時間,其余時間利用平臺提供的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)功能進行自學(xué)。學(xué)習(xí)方式可靈活選擇,但考試方式和標準要與全日制碩士的要求一致,做到“寬進嚴出”。為維護全日制碩士正常的課堂教學(xué)秩序,在管理制度上要限制工程碩士與工學(xué)碩士的同質(zhì)化趨勢,并對工程碩士做出限制,如每學(xué)期選課不應(yīng)超過2門,選課的學(xué)分不超過總學(xué)分的20%,同堂聽課的課程不少于50%,等等。這樣的培養(yǎng)方案對于在企業(yè)從事科研工作的學(xué)生而言,是嚴格而必要的。
對于校企合作培養(yǎng)(有別于“異地辦班”,僅限于部分課程教學(xué)的合作,而不是全面合作)的工程碩士,研究生培養(yǎng)部門可根據(jù)企業(yè)科研、生產(chǎn)任務(wù)需要單獨建班,指導(dǎo)其共同選擇針對性較強的專業(yè)課,靈活安排授課時間和地點,單獨安排考試,考試方式可根據(jù)課程內(nèi)容靈活選擇。這種合作培養(yǎng)模式實現(xiàn)了課程共享,但教學(xué)過程無法共享。一方面,同一門課程在不同時間、地點多次開展,致使教學(xué)成本上升。另一方面,培養(yǎng)單位中較缺乏具有一定生產(chǎn)實踐經(jīng)驗和能力開設(shè)此類課程的教師,限制合作培養(yǎng)規(guī)模。但無論從招生角度還是從保證培養(yǎng)質(zhì)量角度看,合作培養(yǎng)方式對工程碩士的發(fā)展都是十分有利的。因此,必須科學(xué)選擇在合作培養(yǎng)單位開設(shè)的課程,既要考慮教學(xué)單位課程資源有效利用,又要兼顧企業(yè)生產(chǎn)實踐需要。合作單位中一定數(shù)量的科研人員可參與課程建設(shè),合作完成課程講授。這樣的課程一旦選定并開設(shè),經(jīng)過幾輪教學(xué)實踐,待條件成熟后延展到校內(nèi)供其他層次研究生選擇,將成為案例教學(xué)的典范,豐富課程體系平臺。
對于大部分工程碩士而言,跨大平臺選擇全日制碩士的課程,無論在時間上還是精力上都是很大的負擔。但跨子平臺選課,打破專業(yè)領(lǐng)域的界限進行差異化管理、個性化培養(yǎng)是建設(shè)課程共享平臺的初衷和任務(wù)。工程碩士根據(jù)自身知識結(jié)構(gòu),結(jié)合工作實際和論文要求,兼顧個性化需求,在非全日制專業(yè)學(xué)位研究生各子平臺上選課,在同一子平臺的不同專業(yè)領(lǐng)域選擇更適合自己的課程,可使學(xué)習(xí)更有針對性。跨平臺的選課模式打破依專業(yè)建立的班級,增進不同專業(yè)領(lǐng)域以及不同性質(zhì)研究生之間的交流,使跨專業(yè)領(lǐng)域、多學(xué)科綜合的培養(yǎng)過程變得更加豐富多彩,更符合實際工作的需要,對提高工程碩士解決實際工作問題的能力作用明顯,符合工程碩士寬口徑、厚基礎(chǔ)的培養(yǎng)要求。
二、以信息網(wǎng)絡(luò)化管理為橋梁,創(chuàng)新教學(xué)方式,在線“全日制”學(xué)習(xí)
在教學(xué)組織方式上,工程碩士的辦學(xué)模式是“進校不離崗”。大部分學(xué)生是生產(chǎn)一線的技術(shù)骨干,不能采取完全脫產(chǎn)的全日制教學(xué)方式,因此各培養(yǎng)單位多采取在校內(nèi)分階段集中上課、到學(xué)生較為集中的異地辦班、校企合作辦班等靈活多樣的教學(xué)方式。這樣雖然解決了學(xué)生上課與工作的沖突,但“單科獨進”教學(xué)方式難以保證教學(xué)質(zhì)量。學(xué)生普遍感覺集中學(xué)習(xí)時間短、任務(wù)重,課堂上學(xué)到的知識不能很好地同生產(chǎn)實踐結(jié)合,沒時間消化吸收,學(xué)習(xí)效果不理想。信息網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)教育上應(yīng)用廣泛的Blackboard在線教學(xué)管理平臺,實行校內(nèi)外結(jié)合的開放式教學(xué),專門針對“進校不離崗”的教學(xué)特點發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢,通過采用混合課程,將面授學(xué)習(xí)與在線學(xué)習(xí)結(jié)合。
Blackboard在線教學(xué)管理平臺以課程為中心,集成網(wǎng)絡(luò)“教”“學(xué)”環(huán)境。教師可在平臺上開設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程,學(xué)生自主選擇并學(xué)習(xí)課程內(nèi)容。學(xué)生之間以及教師和學(xué)生間可根據(jù)“教”“學(xué)”需要進行討論和交流。工程碩士登錄平臺,在Blackboard上學(xué)習(xí)課程,查閱與課程相關(guān)的資料。學(xué)習(xí)資料依托Black-board數(shù)據(jù)庫實時更新,包含任課教師制作的案例,以及其他科研單位制作的PPT、動畫等,使課程內(nèi)容豐富、生動,從而提高學(xué)生在線學(xué)習(xí)積極性。學(xué)習(xí)中不拘泥于現(xiàn)有教程,緊跟學(xué)術(shù)前沿和生產(chǎn)實際,時效性更強。在線學(xué)習(xí)結(jié)束后進行在線考核,考核成績作為平時成績。
盡管在線學(xué)習(xí)有形式生動、時間靈活、內(nèi)容時效性強等特點,但學(xué)生出勤率不高也是不爭的事實。因此在線學(xué)習(xí)目前只能作為輔助手段,學(xué)生到校集中學(xué)習(xí)時還需再次學(xué)習(xí)該課程。集中面授時,任課教師在課堂上講授一些主要原理與方法,回答同學(xué)在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)后,結(jié)合生產(chǎn)實踐時遇到的問題,課后考試依然采用傳統(tǒng)考試方式,學(xué)生的最終成績?yōu)樵诰€考試成績與面授考試成績的加權(quán)平均。在線學(xué)習(xí)與集中學(xué)習(xí)結(jié)合,規(guī)避了在線考試的身份認定問題,解決了集中學(xué)習(xí)時間短造成的“消化不良”。在線學(xué)習(xí)成為集中學(xué)習(xí)的有益補充,使寶貴的集中學(xué)習(xí)時間更多地用來完成實驗、實踐等需教學(xué)資源支持的教學(xué)環(huán)節(jié)。
課程考試結(jié)束后,管理人員可通過信息網(wǎng)絡(luò)化管理平臺,在成績查詢前安排匿名課程檢查問卷調(diào)查表,學(xué)生填寫問卷后可查詢成績。管理人員通過問卷掌握學(xué)生對課程、任課教師的主觀評價。利用Blackboard平臺,對課程的學(xué)習(xí)人數(shù)、成績分布等數(shù)據(jù)進行客觀分析。綜合主觀教學(xué)效果評價和客觀數(shù)據(jù)分析的課程檢查報告單,能比較準確地對該門課程做出科學(xué)結(jié)論,使兩個階段的課程學(xué)習(xí)得到科學(xué)監(jiān)測,有效保證學(xué)習(xí)質(zhì)量。
工程碩士多數(shù)來自生產(chǎn)一線,學(xué)習(xí)過程中干擾因素較多,錯過課程或考試未達標準而重修情況的出現(xiàn)頻率遠高于全日制碩士,管理者和學(xué)生本人需實時掌握信息并及時處理。信息網(wǎng)絡(luò)化平臺為管理員提供課程表、發(fā)放調(diào)查問卷、統(tǒng)計學(xué)習(xí)情況等功能;對研究生秘書提供學(xué)生成績查詢、成績單打印、成績不合格提醒等功能;對任課教師提供作業(yè)、在線答疑、在線上報成績、查看課程評價等功能;對學(xué)生提供在線查詢成績和課程表、自助打印成績單、在線申請重修等功能。這些信息及時在各模塊間流動,極大緩解了各級管理者的工作強度,改變以班級為單位的粗放型管理方式。以人為本的集約化管理不僅給培養(yǎng)單位和工程碩士提供高效服務(wù),還體現(xiàn)出管理者的人性化和服務(wù)意識。
三、以信息網(wǎng)絡(luò)化管理為工具,強調(diào)過程管理,提高論文質(zhì)量
工程碩士在校集中學(xué)習(xí)時間約6個月,主要完成課程學(xué)習(xí)、論文開題和答辯等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。師生互選、論文選題、中期考核、論文撰寫等環(huán)節(jié),學(xué)生只能在各自工作單位獨立完成或由校外導(dǎo)師協(xié)助完成。這種過程管理方式是影響工程碩士培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵所在。
工程碩士實行師生雙向選擇,校內(nèi)外雙導(dǎo)師制度。首先,師生相互了解是雙向選擇中需關(guān)注和重點解決的問題;其次,雙導(dǎo)師制度意味著,師生互選工作量至少是工學(xué)碩士的一倍以上,要求實施更精確的管理方式和更高效的管理手段。信息網(wǎng)絡(luò)化管理平臺憑借多信息綜合管理、信息實時更新的優(yōu)勢,對師生互選起到重要作用。導(dǎo)師通過入學(xué)考試面試環(huán)節(jié)了解學(xué)生,可在平臺查詢學(xué)生基本信息;學(xué)生通過平臺可查詢本學(xué)科所有校內(nèi)外導(dǎo)師信息,及其對所帶學(xué)生的具體要求。信息對稱雙向流動,最大可能地避免師生互選中的人為干擾,提高雙向選擇的一次成功率。另外,通過設(shè)置平臺中師生互選功能模塊的相應(yīng)參數(shù),管理部門可避免師生互選過程中出現(xiàn)導(dǎo)師“貧富不均”現(xiàn)象,在管理層面上為各級管理者實時監(jiān)控師生互選提供手段,預(yù)先規(guī)避師生互選中可能出現(xiàn)的問題,保證師生互選高質(zhì)、高效。
論文選題和撰寫是工程碩士完成學(xué)位論文工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的管理模式在這一重要環(huán)節(jié)是失控的:學(xué)生往返于學(xué)校和工作單位之間,與校內(nèi)外兩個導(dǎo)師反復(fù)協(xié)商論文選題,效率極低;學(xué)生轉(zhuǎn)述導(dǎo)師意見時,還可能出現(xiàn)理解誤差。采用信息網(wǎng)絡(luò)化管理平臺的選題功能模塊,可以很好地解決這一問題。平臺為校內(nèi)外導(dǎo)師開辟具有即時通訊功能的討論區(qū),不但可進行多方會議,還可視頻通話、傳輸文件,并保存通話記錄和所傳輸?shù)奈募Y料。校內(nèi)外導(dǎo)師和學(xué)生約定時間進入討論區(qū),對選題進行充分協(xié)商與研究,最終形成高質(zhì)量的選題報告,經(jīng)校內(nèi)外導(dǎo)師同意后,匯總給研究生秘書交學(xué)科帶頭人審核。學(xué)科帶頭人通過網(wǎng)絡(luò)平臺查看導(dǎo)師對學(xué)生選題的指導(dǎo)過程和意見,對本學(xué)科所有工程碩士的選題進行審核。網(wǎng)絡(luò)平臺審核結(jié)束后,研究生秘書整理并打印本學(xué)科所有申請開題的工程碩士的開題報告,交導(dǎo)師和學(xué)科帶頭人會簽,利用集中學(xué)習(xí)時間安排開題論證工作。
在論文撰寫和實驗期間,導(dǎo)師要求學(xué)生通過平臺定期匯報論文進展、提交研究報告和實驗數(shù)據(jù),并根據(jù)進展情況對學(xué)生進行中期考核。學(xué)生可在討論區(qū)留言,就某一問題請教導(dǎo)師。校內(nèi)外導(dǎo)師之間可就學(xué)生論文進行交流,遇到難題還可通過平臺邀請本學(xué)科其他導(dǎo)師參與討論,以保證學(xué)生論文撰寫方向正確。學(xué)校各級管理者通過對導(dǎo)師、學(xué)生上線討論次數(shù)及有效性進行統(tǒng)計,評估導(dǎo)師的指導(dǎo)工作量,起到督促和監(jiān)督作用。學(xué)生通過平臺將論文傳給導(dǎo)師,導(dǎo)師簽署意見后轉(zhuǎn)給研究生秘書,研究生秘書匯總轉(zhuǎn)給研究生管理部門,研究生管理部門通過平臺對論文進行和送審等操作。這期間涉及的意見反饋和反復(fù)修改等,全部通過平成。學(xué)生完成論文后可在平臺上申請答辯。研究生管理部門在平臺上設(shè)置財務(wù)控制點、答辯資格審查控制點和論文遞交時間控制點等關(guān)鍵節(jié)點,控制申請答辯資格和遞交論文時間,杜絕人為干擾,保證論文有充足的送審時間,最終保障論文答辯時間。