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关键词:变电所配电所存在问题规范
10、6kV配电所及10、6/0.4kV变电所设计,是工程建设中非常普通又非常重要的一项工作,其规范性和技术性都很强,许多方面涉及到国家强制性条文的贯彻落实。要做好变配电所设计既要执行国家现行的有关规范和规程,又要满足当地供电部门的具体要求,否则会出现种种问题,影响设计质量和工程进度。为了做好变配电所的设计,现将本人在审查我院变配电所设计图纸时发现各种问题中的一部分整理出来,进行简要的分析,与大家相互交流,以便共同提高。
1.变电所和配电所的名称工程设计在使用名词术语时要力求准确,不能随意。在具体项目的设计文件中不宜笼统使用“变配电所”这一名称。“变配电所”是变电所和配电所的统称,仅用于泛指。具体谈到某种类别或某一个体时,应分别称为“变电所”或“配电所”。在GB50053-94《10kV及以下变电所设计规范》中,“变电所”的解释是“10kV及以下交流电源经电力变压器变压后对用电设备供电”:“配电所”的解释是“所内只有起开闭和分配电能作用的高压配电装置,母线上无主变压器”。在变电装置与配电装置均有时,以升降压为主要功能包括附有高、中压配电装置者,称为“变电所”“以中压配电为主要功能包括附有3~10/0.4kV变压器者,称为”配电所“。一项工程具有多个变电所时,应以所在建筑物的名称或用流水号对各变电所分别命名。
2.带电导体系统的型式和系统接地的型式根据国际电工委员会IEC-TC64第312条,配电系统的型式有两个特征,即带电导体系统的型式,如三相四线制,和系统接地的型式如TN-C-S系统。在正式文件中不得把三相四线制的TN-S系统称为“三相五线制”。在GB50054-95《低压配电设计规范》第37页“名词解释”中已明确指出,“三相四线制是带电导体配电系统的型式之一,三相指L1、L2、L3三相,四线指通过正常工作电流的三根相线和一根N线,不包括不通过正常工作电流的PE线”。它并进一步阐明“TN-C、TN-C-S、TN-S、TT等接地型式的配电系统均属三相四线制”。在我国低压配电电压应采用220V/380V.带电导体系统的型式宜采用单相二线制、两相三线制、三相三线制和三相四线制。在设计文件中,对TN-S与TN-C-S接地型式的划定有时混淆不清。系统的接地型式一般是就一个变电所或一台变压器的供电范围而言。中性线N线和保护线PE线仅在局部范围内,如一栋楼或一层楼分开时,应称TN-C-S系统。TN系统中某一剩余电流保护器负荷侧电气装置的外露导电体单独接地时,可称为局部TT系统。
3.分级分类术语和标准计量单位设计文件中的各种分级、分类等名词术语,应与国家标准、行业标准统一,不得混淆。如经常使用的术语:电力负荷应称为一、二、三级负荷,这里用“级”不用“类”;防雷建筑称为一、二、三类防雷建筑物,这里用“类”不用“级”新的防雷规范不再分工业、民用,屋面避雷网的网格大小也应以新规范为准;爆炸性气体环境危险区域分为0、1、2区,爆炸性粉尘环境危险区域分为10、11区,火灾危险区域分为21、22、23区,这里均用“区”不用“级”或“类”;而火药、炸药、弹药及火工品危险场所电气分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类危险场所,这里用“类”不用“区”。其他的名词术语也应正确使用,如在正式文件中应使用“断路器”、“变电所”,而不宜使用“自动开关”、“变电站”等等,不一一列举。计量单位的标准符号要正确,字母的大小写不能随意。如A、V、W、kV、kW、kVA、kvar、lx、km等应一律使用法定计量单位,特别要注意单位符号字母的大小写要正确,凡由人名转化来的单位符号如A、V、W、N、Pa和兆以上的词头符号如M、G均应大写;除此之外,则一律小写,如kV、MW、kvar、km等。有关计量单位的资料,可参阅“工业与民用配电设计手册”第十六章第773~783页。
4.对土建的要求在GB50053-94《10kV及以下变电所设计规范》中明确规定了变电所所址选择和对建筑等有关专业的要求,在执行中我们还存在不少具体问题,现仅列举以下几例略加分析,今后设计时应予以重视。
1)防火挑檐:车间附设变电所选用油浸电力变压器时,有的未在变压器室大门的上方设置防火挑檐。在工程建设标准强制性条文GB50053-94的第6.1.8条,规定“在多层和高层主体建筑物的底层布置有可燃性油的电气设备时,其底层外墙开口部位的上方应设置宽度不小于1.0m的防火挑檐”。
2)安全出口:有的设计在长度大于7m的配电室仅设一个出口或设两个出口但靠近同一端。这不符合GB50053-94第6.2.6条的规定,规范要求“长度大于7m的配电室应设两个出口,并宜布置在配电室的两端”。
3)梁高:有的设计在考虑室内净高时未计及梁的高度。由于变配电所的跨度较大,有时梁的高度可达800mm左右,故在提土建条件层高时应考虑梁的高度。
4)值班室:有的设计将值班室设在交通不便的里角。这不符合GB50053-94的第4.1.6条规定,该条规定“有人值班的配电所,应设单独的值班室。高压配电室与值班室应直通或经过通道相通,值班室应有直接通向户外或通向走道的门。”
5)电缆沟:有的变电所内双排布置的低压配电屏仅在屏底和后侧设置地沟,两排屏的沟之间互不连通。为了方便电缆的进出和今后线路的调整,宜将所内所有主电缆沟和控制电缆沟均连通。
6)电缆分界室:有的分界室不满足供电部门的要求。北京供电局规定北京地区的10kV用户必须设置电缆分界室作为工程的电源总进线室。电缆分界室的位置应接近电源进线方向,并靠近建筑物的外墙。其面积一般为6m×3.5m即20mm2左右,净高应不小于2.7m,下设净高不小于1.8m的电缆夹层,并设600mm×600mm的人孔和爬梯。电缆分界室在无地下室的建筑物中一般设在一层;而在有地下室的建筑物中,则不论地下有几层,电缆分界室均要求设在地下一层。根据北京市供电局的规定,电缆分界室归北京市供电局管理,故电缆分界室的门应向外开向公共走道。
5.设备布置在变配电所的设备布置方面,我们也存在种种问题,甚至违反强制性条文的规定,现仅举列如下:
1)高、低压配电系统图与平面图不一致。其表现形式有两种:其一是系统图与平面图中柜屏的排列顺序相反。看系统图时是面向柜屏的正面,将其从左至右排列为1、2、3……n;而在平面图上却是面向屏的背面,将其从左至右排列为1、2、、3……n,必然弄反了。要避免这一错误的关键是在系统图和平面图上都应面向柜屏的正面从左至右按顺序排列。其二是平面图上双排面对面布置的配电屏之间有母线桥,而在系统图却未画出。
2)低压配电屏屏前、屏后通道宽度不满足新规范要求。如屏后有时仅距墙700mm,抽屉式低压屏双排面对面布置时仅相距1800mm.根据规范GB50053-94第4.2.9条规定,低压配电室内成排布置配电屏的屏前、屏后的通道最小宽度为:其屏后通道,固定式和抽屉式均为1000mm;其屏前通道,固定式单排布置为1500mm,抽屉式单排布置为1800mm,固定式双排面对面布置为2000mm,抽屉式双排面对面布置为2300mm.只有当建筑物墙面遇有柱类局部凸出时,凸出部分的通道宽度可减少200mm.
3)配电柜屏后通道的出口数量不满足规范要求。作为规范强制性条文,GB50053-94第4.2.6条规定“配电装置长度大于6m时,其柜屏后通道应设两个出口,低压配电装置两个出口间的距离超过15m时,尚应增加出口。”这一条要强制执行的理由,是为了当高压柜、低压屏内电气设备有突发性故障时,在屏后的巡视或维修人员能及时离开事故点。
4)配电室内灯具采用线吊、链吊,且安装在配电装置的正上方不符合安全要求。GB50053-94第6.4.3条规定,“在配电室内裸导体的正上方,不应布置灯具和明敷线路,当在配电室内裸导体上方布置灯具时,灯具与裸导体的水平净距不应小于1.0m,灯具不得采用吊链和软线吊装”。因低压屏顶部布置有母线铜排通常又不封闭,故要执行此条规定。配电室内可采用线槽型荧光灯用吊杆安装。
5)变配电所内设有接地扁钢沿墙敷设,但未设置临时接地接线柱。为了方便试验和维修时临时接地,应适当设置临时接地接线柱。接地接线柱的做法可参见国家标准图集86D563《接地装置安装》第25页。
6.推荐选用D,yn11结线变压器最近十年,在TN系统中采用D,yn11结线组别的变压器已很普遍,但还有不少工程仍选用Y,ynO结线组别的变压器,其原因主要是不清楚前者的优点。在GB50052-95《供配电系统设计规范》中第6.0.7条规定:“在TN及TT系统接地型式的低压电网中,宜选用D,yn11结线组别的三相变压器作为配电变压器”。这里“宜选用”的理由,主要基于D,yn11结线比Y,ynO结线的变压器具有以下优点:
1)有利于抑制高次谐波电流。三次及以上高次谐波激磁电流在原边接成形条件下,可在原边形成环流,有利于抑制高次谐波电流,保证供电波形的质量。
2)有利于单位相接地短路故障的切除。因D,yn11结线比Y,ynO结线的零序阻抗小得多,使变压器配电系统的单相短路电流扩大3倍以上,故有利于单相接地短路故障的切除。
3)能充分利用变压器的设备能力。Y,ynO结线变压器要求中性线电流不超过低压绕组额定电流的25%见GB50052-95第6.0.8条,严重地限制了接用单相负荷的容量,影响了变压器设备能力的充分利用;而D,yn11结线变压器的中性线电流允许达到相电流的75%以上,甚至可达到相电流的100%,使变压器的容量得到充分的利用,这对单相负荷容量大的系统是十分必要的。因此在TN及TT系统接地型式的低压电网中,推荐采用D,yn11结线组别的配电变压器。
7.电缆型号与截面的选择
1)电缆选型:YJV型交联聚乙烯电缆和VV型聚氯乙烯电缆,是工程建设中普遍选用的两种电缆。YJV型交联电缆与VV型电缆相比,虽然价格略贵,但具有外径小、重量轻、载流量大、寿命长YJV型电缆寿命可长达40年,而VV型电缆仅为20年等显著优点,因此在工程设计中应尽量选用YJV型交联聚乙烯电缆,逐步淘汰VV型聚氯乙烯电缆。
2)电缆截面选择:电缆作为导体的一种,其截面选择应满足规范强制性条文GB50054-95第2.2.2条,有关选择导体截面应符合的四点要求,而我们设计选用的电缆截面有时却不符合该条规范中第一、第二点的要求。
第一点:“线路电压损失应满足用电设备正常工作及起动时端电压的要求”。电缆截面的选择除了载流量要满足计算电流要求外,还应按电压损失进行校验。由于未进行电压损失校验,我们多次发现因选用6mm2、10mm2截面的电缆作远距离配电干线而不能满足用电设备端电压要求的错误,因此应进行电压损失计算,用以校验所选用的电缆截面是否满足用电设备端电压的要求。规范GB50052-95第4.0.4条,对用电设备端电压偏差允许值有下列要求:电机机为±5%;在一般工作场所的照明为±5%,远离变电所的小面积一般工作场所照明、应急照明、道路照明和警卫照明为+5%、-10%;其它用电设备当无特殊规定时为±5%。
第二点:“按敷设方式及环境条件确定的导体载流量,不应小于计算电流。”在执行本条时应考虑环境温度、导体工作温度,并列系数等对电缆载流量的影响,尤其是电缆敷设时并列数对载流量的影响。如电缆在桥架上无间距配置2层并列时持续载流量的校正系数,梯架水平排列为0.65,托盘水平排列为0.55见92DQ1-77。有关电线电缆载流量的各种修正系数可参见华北标《建筑电气通用图集》92DQ1-75~77页。
此外,电缆截面的选择还须适当考虑备用设备的用电和新增设备的用电。
8.断路器选择与短路电流计算在低压配电系统中用作保护电器的有断路器和熔断器两种。目前我们使用最多的是断路器,用它来作配电线路的短路保护和过载保护。但是,在选用低压断路器时存在不少问题,其中突出的问题是没有进行短路电流计算。配电线路短路保护电器的分断能力应大于安装处的预期短路电流。选择断路器应先计算其出口端的短路电流,但有的设计者却没有进行短路电流计算,所选短路器的极限短路分断能力不够,不能切断短路故障电流。要确定断路器安装处的短路电流,可按设计手册进行计算,但比较烦杂;也可以采用“短路电流查曲线法”来确定计算电流,比较简便。现将由上海电器科学研究所设计、浙江瑞安万松电子电器有限公司断路器产品资料中提供的一种“短路电流查曲线法”附在后面。通过查此曲线,可以较方便地求得任意安装位置的短路电流近似值。所举例子的短路点仅为假设,实际工程设计中最常用的短路点是选在保护电器的出口端。
9.断路器与断路器的级联配合低压配电线路采用断路器作短路保护时,断路器的分断能力必须大于安装处可能出现的短路电流。但是有时不能满足此要求。例如:C45N、C65N/H微型断路器的分断能力仅分别为6kA、10kA,但其安装处出口端的短路电流有时可达15kA甚至更高。这时可用两路办法来解决此问题,第一是改用短路分断能力高的塑壳断路器;第二是仍选用微型断路器,利用其与上级断路的级联配合来实现短路保护。但是,进行级联配合的上下级断路器的选择须满足下列条件:
1)先决条件是上级断路器的固有分断时间比下级断路器的全分断时间短。也就是说下级断器出口端短路时,下级未来得及切断短路电流,上一级先行切断了短路电流。
2)下级断路器虽不能切断短路电流,但下级断路器及其被保护的线路应能承受短路电流的通过。
3)越级切断电路不应引起故障线路以外的一、二级负荷的供电中断。
4)上下级断路器宜采用同一系列的产品,其额定电流等级最好相差1~2级,或根据生产厂提供的级联配合表来选择。现将施耐德电气公司提供的级联配合表附后。由此表可见,C65N/H型断路器可与NS100、NS160、NS250型断路器进行级联配合,不能与更大的NS400、N630及以上的断路器进行配合,更不能直接接在变压器低压侧框架式主开关后的母线低压屏上。
10.断开中性线及应用四极开关GB50054-95《低压配电设计规范》实施以来,由于设计人员对规范的理解和认识不一致,因此在设计低压配电系统时对断开中性线及应用四极开关的做法也就很难统一。针对这一情况,《电气工程应用》杂志从1999年第一期起,陆续发表了多篇国内知名专家的专题论文。专家们就国内外规范和IEC标准对断开中性线及应用四极开关的有关规定和做法阐明了各自观点,使我们获益不少。现仅将专家们普遍认同,又与我们设计工作密切相关的一些观点整理如下。尽管这些观点尚未纳入国家规范中,但对我们的设计工作颇具现实指导意义。
1)当两个电源间需进行电源转换时,如果两电源系统的接地型式不同,或者供电变压器绕组的接线组别不同,则应断开中性线,并采用四极开关。
2)IT系统和TT系统应当隔离中性线。TN-C系统中禁止断开PEN线。
3)TN-S系统中,不需要断开中性线;变压器低压侧出口总开关与母联开关不必断开中性线;由外部低压电网向民用建筑物供电的进线处,宜隔离中性线可采用四极隔离开关等隔离电器,也可采用在中性线上设置连接片、接线端子或连接汇流排等措施;每户住家的入户线处应隔离中性线大多居民用户为单相负荷,采用双极开关即可解决问题。
4)正常供电电源与应急备用发电机电源间的转换开关需采用能断开中性线的四极开关,并使二者不能并联。
5)在有气体爆炸危险的1区及有粉尘爆炸危险的10区场所,游泳池、浴池等特别潮湿场所,应装设将中性线和相线一起断开的隔离电器。
由于CRT显示器和液晶屏具有不同的显示特性,两者的显示信号参数也不同,因此在计算机(或MCU)和液晶屏之间设计液晶显示器的驱动电路是必需的,其主要功能是通过调制输出到LCD电极上的电位信号、峰值、频率等参数来建立交流驱动电场。
本文实现了将VGA接口信号转换到模拟液晶屏上显示的驱动电路,采用ADI公司的高性能DSP芯片ADSP—21160来实现驱动电路的主要功能。
硬件电路设计
AD9883A是高性能的三通道视频ADC可以同时实现对RGB三色信号的实时采样。系统采用32位浮点芯片ADSP-21160来处理数据,能实时完成伽玛校正、时基校正,图像优化等处理,且满足了系统的各项性能需求。ADSP-21160有6个独立的高速8位并行链路口,分别连接ADSP-21160前端的模数转换芯片AD9883A和后端的数模转换芯片ADV7125。ADSP-21160具有超级哈佛结构,支持单指令多操作数(SIMD)模式,采用高效的汇编语言编程能实现对视频信号的实时处理,不会因为处理数据时间长而出现延迟。
系统硬件原理框图如图1所示。系统采用不同的链路口完成输入和输出,可以避免采用总线可能产生的通道冲突。模拟视频信号由AD9883A完成模数转换。AD9883A是个三通道的ADC,因此系统可以完成单色的视频信号处理,也可以完成彩色的视频信号处理。采样所得视频数字信号经链路口输入到ADSP-21160,完成处理后由不同的链路口输出到ADV7125,完成数模转换。ADV7125是三通道的DAC,同样也可以用于处理彩色信号。输出视频信号到灰度电压产生电路,得到驱动液晶屏所需要的驱动电压。ADSP-21160还有通用可编程I/O标志脚,可用于接受外部控制信号,给系统及其模块发送控制信息,以使整个系统稳定有序地工作。例如,ADSP-21160为灰度电压产生电路和液晶屏提供必要的控制信号。另外,系统还设置了一些LED灯,用于直观的指示系统硬件及DSP内部程序各模块的工作状态。
本设计采用从闪存引导的方式加载DSP的程序文件,闪存具有很高的性价比,体积小,功耗低。由于本系统中的闪
存既要存储DSP程序,又要保存对应于不同的伽玛值的查找表数据以及部分预设的显示数据,故选择ST公司的容量较大的M29W641DL,既能保存程序代码,又能保存必要的数据信息。
图2为DSP与闪存的接口电路。因为采用8位闪存引导方式,所以ADSP-21160地址线应使用A20-A0,数据线为D39—32,读、写和片选信号分别接到闪存相应引脚上。
系统功能及实现
本设计采用ADSP-21160完成伽玛校正、时基校正、时钟发生2S、图像优化和控制信号的产生等功能。
1伽玛校正原理
在LCD中,驱动IC/LSI的DAC图像数据信号线性变化,而液晶的电光特性是非线性,所以要调节对液晶所加的外加电压,使其满足液晶显示亮度的线性,即伽玛(Y)校正。Y校正是一个实现图像能够尽可能真实地反映原物体或原图像视觉信息的重要过程。利用查找表来补偿液晶电光特性的Y校正方法能使液晶显示系统具有理想的传输函数。未校正时液晶显示系统的输入输出曲线呈S形。伽玛表的作用就是通过对ADC进来的信号进行反S形的非线性变换,最终使液晶显示系统的输入输出曲线满足实际要求。
LCD的Y校正图形如图3所示,左图是LCD的电光特性曲线图,右图是LCD亮度特性曲线和电压的模数转换图。
2伽玛校正的实现
本文采用较科学的Y校正处理技术,对数字三基信号分别进行数字Y校正(也可以对模拟三基信号分别进行Y校正)。在完成v校正的同时,并不损失灰度层次,使全彩色显示屏图像更鲜艳,更逼真,更清晰。
某单色光Y调整过程如图4所示,其他二色与此相同。以单色光v调整为例:ADSP-21160首先根据外部提供的一组控制信号,进行第一次查表,得到Y调整系数(Y值)。然后根据该Y值和输入的显示数据进行第二次查表,得到经校正后的显示数据。第一次查表的Y值是通过外部的控制信号输入到控制模块进行第一次查表得到的。8位显示数据信号可查表数字0~255种灰度级显示数据(Y校正后)。
3图像优化
为了提高图像质量,ADSP-21160内部还设计了图像效果优化及特技模块,许多在模拟处理中无法进行的工作可以在数字处理中进行,例如,二维数字滤波、轮廓校正,细节补偿频率微调、准确的彩色矩阵(线性矩阵电路),黑斑校正、g校正、孔阑校正、增益调整、黑电平控制及杂散光补偿、对比度调节等,这些处理都提高了图像质量。
数字特技是对视频信号本身进行尺寸、位置变化和亮,色信号变化的数字化处理,它能使图像变成各种形状,在屏幕上任意放缩,旋转等,这些是模拟特技无法实现的。还可以设计滤波器来滤除一些干扰信号和噪声信号等,使图像的清晰度更高,更好地再现原始图像。所有的信号和数据都是存储在DSP内部,由它内部产生的时钟模块和控制模块实现的。
4时基校正及系统控制
由于ADSP-21160内部各个模块的功能和处理时间不同,各模块之间存在一定延时,故需要进行数字时基校正,使存储器最终输出的数据能严格对齐,而不会出现信息的重叠或不连续。数字时基校正主要用于校正视频信号中的行,场同步信号的时基误差。首先,将被校正的信号以它的时基信号为基准写入存储器,然后,以TFT-LCD的时基信号为基准读出,即可得到时基误差较小的视频信号。同时它还附加了其他功能,可以对视频信号的色度、亮度、饱和度进行调节,同时对行、场相位、负载波相位进行调节,并具有时钟台标的功能。
控制模块主要负责控制时序驱动逻辑电路以管理和操作各功能模块,如显示数据存储器的管理和操作,负责将显示数据和指令参数传输到位,负责将参数寄存器的内容转换成相应的显示功能逻辑。内部的信号发生器产生控制信号及地址,根据水平和垂直显示及消隐计数器的值产生控制信号。此外,它还可以接收外部控制信号,以实现人机交互,从而使该电路的功能更加强大,更加灵活。
此外,ADSP21160的内部还设计了I2C总线控制模块,模拟FC总线的工作,为外部的具有I2C接口的器件提供SCLK(串行时钟信号)和SDA(双向串行数据信号)。模拟I2C工作状态如图5和图6所示。
系统软件实现
在软件设计如图7所示,采用Matlab软件计算出校正值,并以查找表的文件形式存储,供时序的调用。系统上电
开始,首先要完成ADSP-21160的一系列寄存器的设置,以使DSP能正确有效地工作。当ADSP-21160接收到有效的视频信号以后,根据外部控制信息确定Y值。为适应不同TFT-LCD屏对视频信号的显示,系统可以通过调整Y值,以调节显示效果到最佳。再如图4所示,对先前预存的文件进行查表,得到所需的矫正后的值,然后暂存等待下一步处理。系统还可以根据视频信号特点和用户需要完成一些图像的优化和特技,如二维数字滤波、轮廓校正、增益调整、对比度调节等。这些操作可由用户需求选择性使用。利用ADSP-21160还可以实现图像翻转、停滞等特技。最后进行数字时基校正,主要用于校正视频信号中的行、场同步信号的时基误差,使存储器最终输出的数据能严格对齐,而不会出现信息的重叠或不连续。除了以上所述的主要功能以外,ADSP-21160还根据时序控制信号,为灰度电压产生电路和TFT-LCD屏提供必要的控制信号。另外,ADSP-21160还能设置驱动通用I/O脚配置的LED灯,显示系统工作状态。
1.1继电保护功能变电站综合自动化系统要具备常规变电站系统保护及元件保护设备的全部功能,而且要独立于监控系统,即当该系统网各软、硬件发生故障退出运行时,继电保护单元仍然正常运行。微机保护除了所具有的继电保护功能外,还需具有其它功能。
1.2信息采集功能分布式自动化系统的变电站,信息由间隔层I/O单元采集。常规四遥功能的变电站,信息由RTU采集。电能量的采集宜用单独的电能量采集装置。系统对安全运行中必要的信息进行采集,主要包括以下几个方面:①遥测量②遥信量③遥控量④电能量。
1.3设备控制及闭锁功能①对断路器和刀闸进行开合控制。②投、切电容器组及调节变压器分接头。③保护设备的检查及整定值的设定。④辅助设备的退出和投入(如空调、照明、消防等)。
以上控制功能可以由运行人员通过CRT屏幕进行操作。在设计上保留了手动操作手段,并具有远方/就地闭锁开关,保证在微机通信系统失效时仍能够运行和操作,包括可手动准同期和捕捉同期操作。在各间隔的每个断路器设置按钮或开关式的一对一“分”、“合”操作开关和简易的强电中央事故和告警信号。
1.4自动装置功能
1.5报警功能对站内各种越限,开关合、跳闸,保护及装置动作,上、下行通道故障信息,装置主电源停电信号,故障及告警信号进行处理并作为事件记录及打印。输出形式有:音响告警、画面告警、语音告警、故障数据记录显示(画面)和光字牌告警(光字牌报警回路采用编码设计,主要是为了保证当通信网故障退出时站内仍能正常运行。光字牌数量控制在20多只)。
1.6设备监视功能其中包括一次设备绝缘在线监测、主变油温监测、火警监测、环境温度监测等内容。当上述各参量越过预置值时,发出音响和画面告警,并作为事件进行记录及打印。
1.7操作票自动生成功能根据运行方式的变化,按规范程序,自动生成正确的操作票,以减轻运行人员的劳动强度,并减少误操作的可能性。
1.8数据处理及打印功能中调、地调、市调、运行管理部门和继保专业要求的数据可以以历史记录存档,包括:①母线电压和频率、线路、配电线路、变压器的电流、有功功率、无功功率的最大值和最小值以及时间。②断路器动作次数及时间。③断路器切除故障时故障电流和跳闸次数的累计值。④用户专用线路的有功、无功功率及每天的峰值和最小值以及时间。⑤控制操作及修改整定值的记录。⑥实现站内日报表、月报表的生成和打印,可将历史数据进行显示、打印及转储,并可形成各类曲线、棒图、饼图、表盘图,该功能在变电站内及调度端均能实现。
1.9人机接口功能具有良好的人机界面,运行人员可通过屏幕了解各种运行状况,并进行必要的控制操作。人机联系的主要内容包括:①显示画面与数据。②人工控制操作。③输入数据。④诊断与维护。当有人值班时,人机联系功能在当地监控系统的后台机上进行,运行人员利用CRT屏幕和键盘或鼠标器进行操作。当无人值班时,人机联系功能在上级调度中心的主机或工作站上进行。
1.10远程通信功能将站内运行的有关数据及信息远传至调度中心及设备运行管理单位,其中包括正常运行时的信息和故障状态时的信息,以便调度中心人员及时了解设备运行状况及进行事故处理。
可实现四遥和远方修改整定保护值、故障录波与测距信号的远传等。变电站自动化系统可与调度中心对时或采用卫星时钟GPS。
2变电站自动化的设计原则
变电站二次设备按功能分为四大模块:①继电保护及自动装置。②仪器仪表及测量控制。③当地监控。④远动。四大模块功能的各自不同的发展及其功能的相互渗透,为变电站自动化提供了多种多样的实现模式,可概括为两种基本实现模式:①保护加集中RTU模式,面向功能。②保护加分散RTU模式,面向对象。
2.1电气设备控制方式主变压器、站用变压器各侧断路器以及10kV、110kV、220kV断路器一般情况下均集中在控制室,通过就地监控主站的就地监控计算机进行控制操作(但网络中远动主站亦可留有接口给地调进行遥控,根据系统运行规程而定),当网络中就地监控主站退出运行时则应能分别在各元件的保护屏处进行人工控制操作。
就地监控计算机在操作时应显示该站的配电装置的运行状态、通道状态和各种电气量,在每个操作步骤前应给操作者提示,待确认后方能操作。
主变压器、站用变压器、220kV线路、110kV线路、10kV设备及其母线设备保护和10kV母联的控制保护均采用集中保护方式,10kV开关柜上加一个“就地/远动”选择开关,10kV母联断路器的控制保护放在控制室,与10kV自投装置放在一起(当10kV装置能可靠地抗震、抗高温、抗电磁干扰时,也可以将10kV装置装配在10kV开关柜上,以减少电缆联接)。
10kV隔离开关采用就地手动操作(除变低处的10kV隔离开关外)。主变变低10kV隔离开关、110kV,220kV隔离开关采用就地电动操作方式,可进行就地和遥控操作,并设置“就地/遥控”选择开关,同时设有操作闭锁措施。专用母线接地刀闸装设母线有电闭锁操作装置(采用微机五防装置,应能与综合自动化装置接口)。用键盘或鼠标操作断路器、刀闸时靠后台机内的五防系统闭锁,现场人工操作或维护操作时则靠另一套微机五防系统闭锁。
2.2测量综合自动化的电气测量均按部颁《电气测量仪表设计技术规程》(SDJ9—87)的要求选择测量点及测量内容、测量精度。在主变220kV侧增加电流方向接法相反的分时计量的脉冲式有功电度表和无功电度表各2只,供关口表用。
全站的电气量测量除了通过监控主站及远动主站读取和记录存盘外,在各元件的保护装置上的液晶显示器上也应能读取有关的电气量,主要是为了保证当网络或监控、远动主站退出运行时该站所有设备的测量仍能满足安全运行。
2.3同期并列点和同期装置220kV线路断路器、220kV旁路兼母联断路器、110kV线路断路器、110kV旁路断路器、110kV母联断路器及主变220kV侧断路器、110kV侧断路器处设同期并列点,同期方式为集中式和分布式手动准同期,正常情况下采用就地监控计算机分布式手动准同期,当网络监控、远动主站退出运行时,上述各元件的同期并列操作应能在各自的保护屏处(或中央信号屏处)手动进行。
2.4中央监控设事故信号及预告信号。断路器事故跳闸启动事故音响,其它通道故障和装置故障启动预告音响,信息除了能在就地监控主站和远动主站读取及存盘外,还能在中央信号屏上读取及记录。各装置的故障信号应能在各装置上反映出来。
关键词:变频电机设计交流调速系统变频器谐波
一、变频器运行时对变频电机工作的影响
在变频电机调速控制系统中,采用电力电子变压变频器作为供电电源,供电系统中电压除基波外不可避免含有高次谐波分量,对外表现为非正弦性,谐波对电机的影响主要体现在磁路中的谐波磁势和电路中的谐波电流上,不同振幅和频率的电流和磁通谐波将引起电动机定子铜耗、转子铜(铝)耗、铁耗及附加损耗的增加,最为显著的是转子铜(铝)耗。这些损耗都会使电动机效率和功率因数降低。同时,这些损耗绝大部分转变成热能,引起电机附加发热,导致变频电机温升的增加。如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下,其温升一般要增加10%~20%。同时这些谐波磁动势与转子谐波电流合成又产生恒定的谐波电磁转矩和振动的谐波电磁转矩,恒定谐波电磁转矩的影响可以忽略,振动谐波电磁转矩会使电动机发出的转矩产生脉动,从而造成电机转速(主要是低速时)的振荡,甚至引起系统的不稳定。谐波电流还增加了电机峰值电流,在一定的换流能力下,谐波电流降低了逆变器的负载能力。对于变频电机,如何在设计过程中采取合理措施避免或减小应用变频器所带来的影响,以求得系统最佳经济技术效果,是本文讨论的重点。
二、变频电机设计特点
对于变频电机,其设计必须与逆变器、机械传动装置相匹配共同满足传动系统的机械特性,如何从调速系统的总体性能指标出发,求得电机与逆变器的最佳配合,是变频电机设计的特点。设计理论依据交流电机设计理论,供电电源的非正弦以及全调速频域内达到满意的综合品质因数是变频电机设计中需要着重注意的两个问题,设计中参数的选取应做特别的考虑。与传统异步电机相比,一般变频电机设计有如下一些特点:
1.用于变频调速的异步电动机要求其工作频率在一定范围内可调,所以设计电机时不能仅仅考虑某单一频率下的运行特性,而要求电机在较宽的频率范围内工作时均有较好的运行性能。如目前大多调速异步电动机的工作频率在5Hz~100Hz内可调,设计时要全面考虑。
2.变频电机在低速时降低供电频率,可以把最大转矩调到起动点,获得很好的起动特性,因而在设计变频电机时不需要对起动性能作特别的考虑,转子槽不必设计为深槽,从而可以重点进行其它方面的优化设计。
3.变频电机通过调节电压和频率,在每一个运行点都可以有多种运行方式,对应多种不同的转差频率,因而总能找到最佳的转差频率,使电机的效率或功率因数在很宽的调速范围内都很高。因而,变频电机的功率因数和效率可以设计得更高,功率密度得以进一步提高。现有数据表明:在额定工作点,逆变器供电下的异步电机效率比普通电机高2%~3%,功率因数高10%~20%。
4.变频电机采用变频装置供电,输入电流中含有较多的高次谐波,产生电机局部放电和空间电荷,增大了介质损耗发热和电磁振动力,加速了绝缘材料的老化,所以应加强电机绝缘和提高整体机械强度,变频电机的绝缘强度一般要达到F级以上。
5.变频供电时产生的轴电压和轴电流会使电机轴承失效,缩短轴承使用寿命,必须在设计上要加以考虑。对较小的轴电流,可以适当增大电机气隙和选用专用脂;另外,增加轴承的电气绝缘或者将电机轴通过电刷接地,可以有效解决轴承损坏问题;对过高轴电压,应设法隔断轴电流的回路,如采用陶瓷滚子轴承或实现轴承室绝缘。同时,在逆变器输出端增加滤波环节,降低脉冲电压dU/dt也是一种有效的方法。
三、电磁设计
在普通异步电动机设计基础之上,为进一步提高变频调速电机的性能,对变频调速异步电动机的设计参数也要进行更加细致的考虑。满足高性能要求时的变频电机设计参数的变化与设计目标之间的关系。在设计参数和性能要求之间还必须折衷选择。电磁设计时不能仅限于计算某一个工作状态,电磁参数的选取应使每个频率点的转矩参数满足额定参数要求,最大发热因数满足温升限值,最高磁参数满足材料性能要求,最高频率点满足转矩倍数要求,额定点效率、功率因数满足额定要求。由于谐波磁势是由谐波电流产生的,为减小变频器输出谐波对异步电动机工作的影响,总之是限制谐波电流在一定范围内。
四、绝缘设计
电机运行于逆变电源供电环境,其绝缘系统比正弦电压和电流供电时承受更高的介电强度。与正弦电压相比,变频电机绕组线圈上的电应力有两个不同点:一是电压在线圈上分布不均匀,在电机定子绕组的首端几匝上承担了约80%过电压幅值,绕组首匝处承受的匝间电压超过平均匝间电压10倍以上。这是变频电机通常发生绕组局部绝缘击穿,特别是绕组首匝附近的匝间绝缘击穿的原因。二是电压(形状、极性、电压幅值)在匝间绝缘上的性质有很大的差异,因此产生了过早的老化或破坏。变频电机绝缘损坏是局部放电、介质损耗发热、空间电荷感应、电磁激振和机械振动等多种因素共同作用的结果。变频电机从绝缘方面看应具有以下几个特点:(1)良好的耐冲击电压性能;(2)良好的耐局部放电性能;(3)良好的耐热、耐老化性能。
五、结构设计
在结构设计时,主要也是考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构、振动、噪声冷却方式等方面的影响,一般应注意以下问题:
1.普通电机采用变频器供电时,会使由电磁、机械、通风等因素所引起的振动和噪声变得更加复杂。在设计时要充分考虑电动机构件及整体的刚度,尽力提高其固有频率,以避开与各次力波产生共振现象。
2.电机冷却方式:变频电机一般采用强迫通风冷却,即主电机散热风扇采用独立的电机驱动,使其在低速时保持足够的散热风量。
3.对恒功率变频电机,当转速超过3000r/min时,应采用耐高温的特殊脂,以补偿轴承的温度升高。
4.变频电机承受较大的冲击和脉振,电机在组装后轴承要留有一定轴向窜动量和径向间隙,即选用较大游隙的轴承。
5.对于最大转速较高的变频电机,可在端环外侧增加非磁性护环,以增加强度和刚度。
6.为配合变频调速系统进行转速闭环控制和提高控制精度,在电机内部应考虑装设非接触式转速检测器,一般选用增量型光电编码器。
7.调速系统对传动装置加速度有较高要求时,电机的转动惯量应较小,应设计成长径比较大的结构。
六、结论
与普通异步电动机不同,变频调速异步电动机采用变频器供电,其运行性能与电机本体和调速系统的设计都密切相关。这一方面使变频调速电机的设计要同时兼顾电机本体和调速系统;另一方面也使得变频调速异步电动机的设计变得灵活,但同时也增加了高性能变频调速系统设计的复杂程度。只有结合变频器和一定的控制策略,从整体上进行电机的设计和优化,才能获得最理想的运行性能。
参考文献:
[1]ANDRZEJM.TRZYNADLOWSKI著,李鹤轩,李扬译.异步电动机的控制.北京:机械工业出版社,2003.
[2]陈伯时,陈敏逊.交流调速系统(第2版).北京:机械工业出版社,2005.
关键词:CompactPCI热插拔总线
在一般的应用电子系统中,若出现电路板硬件失效或软件故障,通常都是先关闭系统电源再检修或更换故障设备,这样往往需要较长的停机时间。在一些可靠性要求非常高的高可靠系统中,不允许停机检修和停机更换故障板或只允许很短的停机时间。例如在高可靠通讯、军事应用电子系统中,一旦出现单板故障,要求在整个系统不停机的情况下允许带电拔出故障板及插入备份板,这种系统通常叫做支持热插拔系统或高可靠系统。热插拔系统首先需要有一个支持热插拔的系统平台,还需要有支持热插拔的单板。热插拔系统都是采用无源背板总线平台,在众多的无源背板总线系统中,CompactPCI总线具有完整的支持热插拔的规范,CompactPCI总线热插拔系统应用最广泛。本文重点介绍CompactPCI热插拔单板的电气设计技术要点。
1热插拔技术概要
热插拔即允许带电拔插工作单板,其最基本的目的是要求带电拔插单板而不影响系统运行,以便维修故障板或重新配置系统;热插拔技术可以提供有计划地访问热插拔设备,允许在不停机或很少需要操作人员参与的情况下,实现故障恢复和系统重新配置;热插拔技术可以提供高可靠应用,当单板出现故障时,系统在不间断运行的情况下自动隔离故障板。热插拔系统的级别由低到高分为三种:基本热插拔系统,它具有基本热插拔要求的性能;完全热插拔系统,它可以对热插拔单板进行动态配置;高可靠系统,它利用高可靠平台实现对硬件的更高级别的控制。
插拔有三个过程:物理连接过程,包括热插入(在系统运行中插入单板)和热拔出(在系统运行中拔出单板);硬件连接过程中,即系统在硬件层上的连接与断开;软件连接过程,即系统在软件层上的连接与断开。这些过程可以用一组状态进一步描述,这些状态虽属于系统的不同连接层但彼此关联,如图1所示。例如,当物理连接层不存在时,硬件连接层就不能产生电气连接;当单板从运行中的系统拔出时,软件连接和硬件连接自动断开。在图1中:
P0:单板未安装到系统,处于系统隔离状态。
P1/H0:单板已经插入槽位,所有的针都连接上,但没有上电,CompactPCI总线没有激活。在这一点,物理层处于P1状态,硬件层处于H0状态。
H1:单板上电初始化后连接到CompactPCI总线。
H1F:单板被命令上电、初始化,但是失败,或者单板检测到故障从CompactPCI总线断开。这块单板不适合插入从CompactPCI总线。
H2/S0:单板上电,但CompactPCI总线只能访问配置空间。此时,配置寄存器还没有配置好。在这一点,硬件层处于H2状态,软件层处于S0状态。
S1:系统已经配置好单板。
S2:必需的软件(驱动器,等)加载完成,单板可作系统和应用软件使用。但所有的操作都没有开始。
S2Q:此状态同S2,但不允许进行新的操作,单板处于静止状态。
S3:单板加入系统,已经正常工作。
S3Q:软件完成当前操作,但不允许启动新的操作,此时单板处于静止状态。
2CompactPCI热插拔单板的典型结构
CompactPCI单板必须包括一个CompactPCI总线接口器件,CompactPCI总线与PCI总线的接口逻辑和时序完全相。PCI总线接口器件常用的有AMCC公司的S5920、S5933,PLX公司的PCI9052等,或者使用FPGA内部的PCI逻辑核(core)。当然,也可以是接口器件和应用逻辑器件合二为一。CompactPCI热插拔单板的典型结构如图2所示。J1、J2是标准的2mmHM型接插件,这是CompactPCI热插拔规范规定的,CompactPCI单板就是通过这两个接插件连接到CompactPCI系统平台的。其中,连接CompactPCI总线的J1接插件的针是长短分级的(stagedpin),即分为长针、短针、中长针。长针是一些电源针,最短的针是BD_SEL#和IDSEL,其它总线信号是中长针,而J2都是中长针。
3CompactPCI热插拔单板的物理连接过程
CompactPCI热插拔单板的物理连接过程都是相同的,如图3所示。物理连接过程是从单板插入导轨开始,到最短的针BD_SEL#连接上为止;拔出过程则相反。
物理连接过程是一个机械连接过程。在机械连接的过程中,插入单板,首先进行静电放电,然后进行预充电,等预充电完成后总线信号针才能连接,最后是BD_SEL#连接上;拔出过程则相反。
静电放电条是为了保护热插拔单板在带电拔插过程中免遭静电损坏。预充电过程是为了减小热插拔单板在拔插单板过程中对总线信号的冲击(电容效应)。
4热插拔单板的电气设计技术要点
CompactPCI热插拔单板的电气设计必须满足热插拔规范《CompactPCIHostSwapSpecificaiton》的要求。要保证在拔插单板时,不能对CompactPCI总线产生较大的冲击,不能影响CompactPCI总线上数据传输的正确,必须从如下几方面进行考虑。
4.1静电放电
热插拔单板,在带电拔插过程中,为了保护单板免遭静电损坏,必须进行静电放电。因此必须在单板上设计放电条,在CompactPCI机箱的插槽上有放电导轨。这样,在插入前,先进行静电放电;在拔出前,也先进行静电放电。
在热插拔单板的PCB的最外层的下端设计三个放电条:strip1、strip2、strip3。例如,对于标准的CompactPCI后面板插件(高度233.5mm,长度80mm),应设计的三个放电条的长度分别为20mm、27.5mm、20mm,高度为1.5mm。其中,strip3与机壳直接相连,strip1与strip3之间跨接10MΩ电阻,strip2与数字地通过10MΩ电阻连接,如图4所示。插入时,Strip1首先与放电导轨接触,其次是strip2,最后是strip3;拔出时则相反。
4.2预充电
热插拔规范《CompactPCIHotSwapSpecification2.1》规定,热插拔单板在拔插单板过程中,为了减小对总线的冲击(电容效应),必须对单板的总线信号进行预充电,使CompactPCI接插件的插针点的预充电电压达到1.0V(±0.2V)。插入单板时,在CompactPCI总线信号线连接上之前,使单板上的CompactPCI总线信号预充电至1.0V左右,这样在总线信号线连接上的瞬间,冲击很小;拔出单板时,在CompactPCI总线信号线断开之前,使单板上的CompactPCI总线信号预充电至1.0V左右,这样,在总线信号线断开的瞬间,冲击很小。
单板上需要进行预充电的CompactPCI总线信号,即接插件J1、J2与CompactPCI接口器件连接的信号,包括:AD0~AD31、C/BE0#~C/BE3#、PAR、FRAME#、IRDY#、TRDY#、STOP#、LOCK#、IDSEL、DEVSEL#、PERR#、SERR#、RST#,AD32~AD63、C/BE4#~C/BE7#、REQ64E、ACK64K、PAR64,需要预充电至1.0V左右。
单板的预充电是从长针5V电源取电,再经过电压转换得到预充电电压Vps。
需要预充电的信号,经过较大的电阻Rp上拉至Vps预充电电压(见图5)。选择Rp阻值的原则是,Rp的最大值应该保证Vps在5ms内,使需要预充电的信号在接插件插件处达到理想充电电压1.0V的80%;Rp的最小值应该保证PCI设备的管脚在高低电平时的漏时流不致过大,上拉电阻Rp一般不能小于10kΩ。
INTA#、INTB#、INTC#、INTD#/REQ#/PCI_RST#等信号通过10kΩ电阻上拉至PCI接口设备的工作电源电压(5V或3.3V)。BD_SEL#经过10kΩ电阻下拉。
4.3串联匹配
为了减小单板上的CompactPCI总线的信号线分支(stub)对总线的影响,必须对总线信号进行串联电阻匹配。PCB的布线特征阻抗应设计为65Ω±10%,匹配电阻阻值为10Ω。需要加串联匹配电阻的信号包括:AD0~AD31、C/BE0#~C/BE3#、PAR、FRAME#、IRDY#、TRDY#、STOP#、LOCK#、IDSEL、DEVSEL#、PERR#、SERR#、RST#、AD32~AD63、C/DE4#~C/BE7#、REQ64#、ACK64#、PAR64以及INTA#、INTB#、INTC#、INTD#。
4.4信号线长度限定
根据CompactPCI规范的要求,单板的预充电、串联电阻的Stub的长度必须按图5所示进行限制(PCB的布线特征阻抗应设计为65Ω±10%)。Stub的长度越短,对CompactPCI总线的冲击越小。在单板上,对预充电的信号,从接插件J1或J2到CompactPCI接口器件管脚,总的信号线长度应小于38.1mm,其中,从接插件插针到串联电阻的PCB连线长度应小于15.2mm。
预充电电阻的Stub长度最好是零,最长不能超过2.5mm。
4.5滤波电容大小的确定
热插拔单板的预先电源(earlypower,不受控电源),在拔插单板时一直存在。在热插拔单板上,直接连接在电源管理的未充电电容,在单板插入过程中,会产生较在的浪涌电流,若电流过大,会导致接插件的烧损。为了滤波,通常在电源的接插件处都接有一滤波电容。因此,为了减少拔插过程的浪涌电流,必须限制滤波电容总量。根据热插拔规范的规定,对预先电源层电容总量的限制要求如下:
5V、3.3V、V(I/O)的电源层,电容总量不能超过8.8μF。
关键词:酒店品牌品牌价值价值提升
我国企业经过几十年的发展各项制度也日趋完善,现代企业的价值观有别于传统的价值观,就在于企业不仅重视资金、设备、产品等有形的资产构成,更应重视企业品牌、企业形象、企业文化、管理模式、服务规范等无形资产的构成,而且把后者看得更重要。在现代商战中,商家们对顾客的争夺已不单停留在产品品质和价格这个层次上了,不少企业在经营实践中已认识到市场竞争,攻心为上的道理。只有从心理上,情感上赢得消费者,才能真正赢得市场。我国的酒店业也不例外。在二十多年的发展过程中,中国的酒店业已取得了令人瞩目的成就,到目前为止,酒店总数已达7000多家。酒店行业的竞争也由原来的硬件和价格层面的竞争上升到了建立品牌实现顾客忠诚的较高层面上的竞争。
1.品牌价值的概念
品牌并不单建立在功能性、标识性的基础上,而是客户依靠自己得到的信息、感性化的认知、丰富的联想与想象构成。在品牌认知过程中,客户将品牌所传递的精神、态度,通过自己的理解,融入到自己的生活场景中,形成了独特的品牌定义与情感。饭店产品是指能够满足客人需要的一切经营项目、设施、设备和各种服务。其核心产品是顾客购买此种服务的基本利益,即顾客在购买时所预期获得的基本产品。客人在饭店住下最基本的目的是获得休息,免受饥渴之苦。期望产品是指消费者期望从所购买的服务中得到利益的具体表现形式。澳大利亚的TheYork酒店为了使女性商务客人(SingleFemaleTraveler)有一种安全感,培训酒店服务人员敏锐的悟性,而不是增加保安,把酒店变成军营。为了使SFT在就餐时不感到孤独、局促,服务员会陪伴SFT聊天、喝饮料等,这些能够满足客人安全感、尊重感、舒适感等心理行为的服务都是期望产品。延伸产品是指该产品区别与同类产品的特色产品,将核心产品延伸产品和进一步完善饭店的商务中心、体育及娱乐设施、送房服务等均属此范畴。潜在产品是为了满足个别客人的特殊要求而提供的特殊和临时性的服务,是一种个性化的产品。
1.1酒店品牌价值观
品牌的价值首先是客户满足价值,有客户满足价值才有企业、品牌、业务的价值。我们应改变过去更多地是在传播企业、技术、业务、资费的主体价值的做法,而注意营造客户对品牌满足的心理价值。客户在实现服务的过程,除了业务本身必须满足自身的需求外,更在意整体的品牌服务满足和人性、人本的张扬,以及经亲身体验、认知的显现与潛在的价。据统计:100个满意的品牌客户会带来25个新客户;每一个满意品牌客户会与3—8人分享愉快经历;每收到一次品牌客户投诉就意味着有20名有同感客户;96%的客户不打算投诉,这些不投诉的客户会把不满告诉8—10人;获得一个新品牌客户的成本是保持一个满意品牌客户之成本的5倍;向非品牌客户推广新业务的成功率为15%,而向现有品牌客户推广新业务成功率为50%,向非品牌客户推广的花费是现有品牌客户推广花费的6倍。以客户为中心导向的公司利润比非以客户为中心为导向的公司利润高出60%。对于旅游市场而言名牌饭店产品具有相当的知名度,良好的口碑使该品牌拥有一批忠诚顾客,即品牌忠诚顾客。对于饭店产品而言,名牌产品的“示范效应”,使新产品一上市,便提供了消费者认识该产品的捷径。众多的新产品品牌成功地聚集到核心产品品牌下,它们不必从零开始建立品牌知名度,而是搭乘了核心名牌产品的“便车”,形成了“品牌伞”效应。这种大伞效应可以减少新品牌的营销费用,降低投资成本,以无形资产的品牌经营实现低成本高效率扩张。假日国际集团的产品品牌战略是以中档市场的假日饭店品牌为核心,发展了经济型和豪华型的假日花园、皇冠广场等成功的品牌。对于饭店集团而一言,集团化、网络化经营应以一个市场商誉高,经济规模大,管理水平高的饭店为核心,以资本为纽带,将其他中小成员饭店吸附在集团内,形成紧密层和半紧密层的组织网络。
1.2品牌与产品的差别
品牌是客户情感的结晶,它存在的基础和意义与消费者情感需求息息相关、环环紧扣。品牌的载体:产品是实在的、客观的与理性的。而客户经由体验产生不同的情绪,多次叠加、累积,成为客户对产品的情感。当某种特定情绪被不断地在客户中酝酿扩散,经由市场口口相传,品牌就产生了。它建立在情感、形象和人文的基础上。企业想要树立品牌、推广品牌、延续品牌,理性和感性,两手都有要抓,两手都要硬:没有理性把关质量与建立严谨的系统,情感没有依托,失去归属,成为空谈大话。而失去感性的激荡与飞跃,理性难免沦为枯燥的数据与乏味的排列。高度同质化的市场,如何成功将产品与竞争对手的区分开来?如何争取消费者更多的注意力?如何将潜在的客户转化成为实际客户?美国品牌专家凯文·莱思·凯勒提出:“品牌来源于消费者反映的差异,如果没有差异发生,那么具有品牌名称的产品本质上仍是一般意义上的产品,而反映中的差异是消费者对品牌理解的结果。虽然公司通过其营销计划和其他行为为品牌提供了刺激,但最终品牌是留在消费者头脑中的东西,品牌是一个可感知的存在,根植于现实中,但是映射着个人的习性。”
2.饭店品牌价值的体现
2.1广义的品牌价值。
广义上来说包括两个方面品牌的价值内涵和价值外延。价值内涵是指产品的外在消费价值,价值内涵是顾客精神上的需要,包括知名度和美誉度。
2.2狭义的饭店品牌价值
2.21饭店品牌所体现的质量
我们已经无法单纯的用工厂的制造水平及产品的整体合格率来评判一件商品的拙劣与否了,品牌作为产品品质的延伸已经得到了绝对群次顾客的认同。在购买一件商品时,如果这个商品的品牌尚没有形成力量,不能对顾客快速作出购买决定起主导作用,我们可以视为此商品仍停留在较低层面的经营格局,将来的着重点是如何提高品牌认知及满意度,使商品由较低级的品质竞争过渡到品牌竞争层面。如果没有过硬的质量,也难以形成品牌。品牌就代表着高质量。所有的饭店无一例外地把服务质量作为管理的核心。国际假日酒店集团确信“优质服务最终胜利的因素”,上海锦江集团也把服务质量作为“锦江”品牌战略的核心。现代质量观念强调饭店全面质量管理,奉行“顾客第一”的宗旨,重在过程控制和质量改进。如果饭店提供的服务产品是零差错,将大大提高工作效率,降低成本,提高顾客的满意度,饭店的经营形成良性循环。
2.22饭店品牌认知和身份的自我归属
反店产品被顾客认知了,才成为品牌。一个品牌被潜在的顾客认知了,才会产生购买行为。同时品牌也象征了一种身份。我们通常会以为一个周身上下被种种品牌包围的人就是一个有品位的人,其实顾客在对品牌进行选择时已经受到了来自品牌暗示而自发进行了自我归属。有身份的人住五星级酒店,即使他本身品牌堆砌也没有丝毫品位可言,但他的自我定位却是自己高高在上的有品位,卓然出众。这就是品牌的核心价值所在,它可以暗示消费者对自己进行层次归属,用时下流行的一个词汇表述,品牌代表的就是你生活的“圈子”,因此你无法离开品牌而独自存活。
2.23饭店品牌的品牌联想
品牌联想是指记忆中同品牌相连的每一件事,麦当劳能与诸多事情联系起来。诸如:一个特点,如唐纳德·麦当劳;一个消费群,如孩子;一种感觉,如有趣;一个产品特征,如服务;一个符号,如黄色大“M”标志的金拱门;一件物体,如汽车;或是一项活动,如去邻近麦当劳的影院看电影等等。麦当劳不仅仅是20个主要联想和30个次要联想,更确切地,这些联想被组成有意义的组群,如孩子:集合、服务集合和食物集合。当麦当劳被提到后,还有许多图像会在意识中出现,如金拱门、唐纳德·麦当劳、牛肉饼或油煎食品等。对于饭店而一言,一种稳定而持久的形象力是硬件设施、服务水平、员工精神面貌、饭店设计等一系列形象要素的综合体现。
2.24饭店品牌知名度、美誉度和传播性
旅游饭店的名牌形象是由高质量的服务产品以及高品位品牌元素的文化创意共同作用促成的。饭店服务产品的高质量是名牌的共性,而高品位的文化创意是名牌的个性,共性和个性的融合就形成了让消费者认同、记得住、崇拜、向往的名牌形象。品牌本身也存在着取代度的问题,一个高取代度的品牌其竞争力也是很脆弱的,这类品牌往往依存于非理性消费市场,消费者由于文化及信息获取渠道狭窄而购买此类并没有形成质量保障的商品。饭店产品其差异性较小,基本上是同质服务,模仿性也较强。一个饭店形成其品牌之后,要强化其品牌特性。一个强势品牌通常是具有无形资产的,可以变现,可以入股,可以被拍卖。因此,只要是具备了传播价值的品牌,不是因为质量的品牌,往往瘦死的骆驼比马大,总可以变成钱的,这就是品牌的传播性赋予品牌的经济价值。
2.25品牌忠诚度
品牌忠诚度是指消费者对企业产品的认同程度,也可以理解为消费者继续购买该企业产品的惯性程度。饭店的品牌反映了其声望、文化及价值,而它又是建立顾客股东、员工间忠诚关系的主要因素,所以员工一顾客一收益链中的一个主要环节就是忠诚。全球著名的饭店集团都意识到要在国内和国际市场上建立顾客、员工和投资者之间的长期忠诚关系。美国哈佛大学《商业评论》所载《零变节的高品质服务》一文指出:顾客忠诚度提高5%,估计可提高全部利润的25%---85%,忠诚顾客不仅会不断重复购买企业的产品和服务,使企业节约大量开发市场的费用,而且会带来许多新顾客,一个忠诚顾客可以影响25个人的购买行为。该文的结论是:以顾客忠诚度为基础建立起来的市场占有率的“质”,远比市场占有率的"量"来的重要。
3.饭店品牌价值提升
国际知名的酒店集团在中国酒店市场上,之所以能以其雄厚的经济实力和人才优势作后盾,在于他们手中有两件法宝或曰强大的武器:一是连锁经营,带来巨大的规模效益;二是举世公认的、多元化的强大的酒店品牌。其中品牌又具有决定性的意义。然而,中国品牌特别是酒店品牌严重滞后,据美国《商业周刊》2002年全球最有价值品牌的排行榜中,美国占65席、日本占6席、韩国占1席,而中国却为零。中国企业联合会依照世界500强排列惯例,也推出了2002年中国企业500强的排行榜,按36个行业进行评估,旅馆、旅游、娱乐业仅一家,占总数的0.2%,这与中国作为第五旅游大国的地位极不相称。世贸的加入,申奥、申博的成功,给中国酒店业带来了极大的商机,客流量也随之不断增长。但是从客源来看,客人因缺乏充足的市场信息,对市场过于迷茫,尤其是来自西方的客人,他们大都倾向于选择国际品牌酒店集团,而对于中国酒店业的品牌,却没有很深的印象,缺乏顾客忠诚度。客人需要向导,市场需要有强劲的品牌来引导客人。纵观当今中国酒店业特别是内资单体酒店的总体情况是:“船体”及其设备设施等“硬件”条件,至少与国外同类的酒店并无多大差异;关键是管理和服务等“软件”方面的差距甚大,特别是承前所述,中国饭店品牌的严重滞后,已成为制约国企酒店生存和发展“瓶颈”。下面是针对我国饭店品牌的现状提出的几点提升途径。
3.1市场定位。
企业必须在充分市场调研的基础上,根据目标市场上顾客的不同需要,结合市场竞争情况、竞争对手的具体情况和企业自身的竞争优势,科学确定本企业产品在目标市场的竞争地位。企业可根据与竞争对手的力量对比,采取“对抗定位”或“避强定位”,可根据属性进行定位,如假日旅馆型饭店的“价格低廉定位”,假日艺苑皇冠型饭店的“功能齐全定位”,还有技术领先定位,服务快捷定位等。通过市场定位,设计出与同类产品具有明显差异且有自身特色的竞争优势的产品,为创造名牌奠定基础。
3.2广告宣传。
创名牌不能毕其功于一役,要依靠大量的资金投人和时间的积累与延续、企业内外不同资源的整合及系列化、多元化、地域化等途径来扩展。“康师傅”方便面在大陆最初3个月的广告投人超过国内所有方便面厂家10年的费用。据国外一项研究表明,创一个名牌至少要投入1亿美元。饭店品牌的知名度并非与生俱来的,必须充分利用时机,通过传播媒介对名牌进行宣传,才能不断体高名牌的知名度和品牌价值。
3.3提高质量和服务水平
饭店名牌的一个最显著的特征是能提供更高的可感觉的服务质量。创造名牌和发展名牌的战略从一定程度上讲,首先表现为创造质量优势和质量特色的质量战略。同时提高服务水平增加产品的附加值至关重要,麦当劳、UPS、FedEx等,这些企业都是通过高效的供应链管理,增加服务水平来达到提高品牌附加值的目的。同时服务水平的变动,势必将带来整个供应链的重新设计。因此,供应链的变动间接地影响了品牌价值的变动。产品的同质化,势必导致竞争将大部分体现在服务水平上的竞争,间接的也就体现在了供应链的竞争上。通过供应链的优化设计,提高整个供应链的服务水平,从而也提高了品牌的价值。
3.4品牌创新
品牌创新的基础是:完整、高新、务实。完整,即企业应围绕核心产品建立完整的品牌体系,形成系列化品牌;高新,即要求企业必须围绕核心技术设计高品质的相关产品,品牌的竞争要本着高水平、高质量的现代化理念展开;务实,对企业的要求是扎扎实实地实施品牌战略。旅游产品的生命周期随着旅游者的个性化需求而日趋缩短,只有不断地进行产品创新、管理创新和技术创新,才能发展名牌。假日国际酒店集团在认真分析市场现状及发展趋势后指出,未来只有依靠创新和顾客导向来满足特定旅行的顾客。进入九十年代,假日国际酒店集团又开发了假日快运系列、Sunspree度假村、皇冠广场系列品牌饭店,使假日品牌在全球的扩张速度令整个行业吃惊。
3.5名牌意识。
对于企业而一言,首先是保护饭店名称。西安的唐城宾馆是一家三星级宾馆,以“唐城”闻名西安的服务企业还有唐城百货大厦、唐城精品广场,如此雷同的“唐城”品牌,彼此却无任何经营联系。其次是设法将细分的服务产品形成品牌并进行注册。如唐乐宫的仿唐乐舞,仿唐宫御等设计专利。假日公司将《假日饭店标准手册》作为质量服务的专利,每个饭店一木,各有编号,严格保密,不得遗失或外传。对于政府而言,要营造保护名牌的环境,强化消费者的名牌意识。
3.6对成熟品牌实施品牌延伸战略。
中国企业的品牌战略,最明显的共性就是:大多采用统一品牌战略,较少采用品牌延伸战略。品牌延伸战略包括副品牌战略和多品牌战略,是利用消费者对现有成熟品牌的信赖和忠诚,推动其它品牌产品的销售。对于我国众多的单体涉外饭店而言,应通过产品延伸提供在一定程度上适应国内客人不同需求层次的产品。高档饭店可以组织文化型的高价产品和个性化的特价产品、小包价产品,如凯宾斯基饭店每年组织维也纳舞会,中国大饭店新年音乐会,希尔顿饭店葡萄酒品尝会。中低档饭店可以组织大众化的低价产品以及个性化的特价产品,美食节推销,大众化的音乐舞会,各种娱乐活动的周末特价,集体婚礼或不同价位的婚礼包价、喜庆包价、会议包价等产品。这样的产品延伸既可丰富住店客人的生活,又能吸引社区客人,社区客人是饭店最有潜力、忠诚度高的客源市场。
项目业主经常在机电设备工程实施前期咨询(如生产工艺选择、成本预测、生产设备的选型、招标书审查、招标、评标、定标及合同谈判等)所聘请的专业技术人员或专家,在工程实施后期则采用自行管理的工程管理模式。这种管理模式经常造成前靠设计商,后靠设备生产商,整个过程都依靠合同另一方的后果。专家提咨询意见供参考,接不接纳看项目业主,最后还是看设计商。项目业主后期采用的自行管理模式,配备的技术人员重专业技术而轻工程管理,在合同执行过程中重视单体质量,重视局部质量,轻总体配合,轻目标与目标之间的协调,最后造成所有目标都只能靠设备承包商自身来保证。可见,无论是采用专家咨询方法还是采用自行管理模式都无法控制机电设备工程的建设目标。要控制工程的建设目标,就必须引入工程监理。工程监理就是对目标进行控制,监理工程师的任务是通过定期检查,把计划目标与实际值进行比较,发现偏差就采取控制措施,通过对各方面的科学调整,确保工程目标始终处于最优状态。从机电设备工程管理各阶段的任务可以看到,无论是工程的实施前期还是实施后期,都存在工程目标的管理,而且各个目标都是相互制约的,对目标的控制应采取跟踪检查,定期取样,定期与计划目标进行比较的监理手段。因此,机电设备工程引入全过程监理是必要的。
二、机电设备安装工程全程监理的主要任务
2.1全程监理设计标书。工艺选择和设备选型是一个集专业技术、成本经济、环境技术、信息管理技术于一体的综合管理过程,对机电设备工程建设的投资目标、工期目标、最终质量目标影响最大。设计商作为工艺设备选型方案的承包商,与项目业主存在合同关系,作为合同的承包方有其自身利益所在,因此对设计商的整个设计过程、设计结果都应根据设定的投资、工期、质量目标对设计方案选用的可行性(事前),设计的合理性(事中)及方案执行的有效性(事后)进行控制,以保证各目标在设计过程中受控。
2.2组织论证。工程招标书是实现工艺选择、延续设备选型的关键阶段,其编写的质量关系到各投标商能否尽其所能提供技术先进可靠、费用合理、工期合适、运行费用相对较低的产品的关键环节。因此,项目业主必须对设计商提供的方案组织有关技术人员或专家对其进行审查论证。对招标书编写单位的选择、编写过程所采用信息资料及其搜集渠道的控制、标书的最终审查等是关系到工程的招投标、评标、定标、合同谈判以及最终授予合同的成败过程。
2.3设备制造监理。设备设计与制造是机电设备工程实施阶段的实质性执行过程,对设备承包商控制的依据包括设备承包合同、现行技术标准、规范等。设备承包合同中的技术规格书只能作为较详细的设备设计任务书,合同中包括的图纸也只是总体工艺、设备总图、总布局等,真正体现设备质量还是设备的详细设计。对设备详细设计过程的控制牵涉到工艺材料选择、加工工艺选择、各系统的匹配程度复核、结构合理性复核、电气及控制设计适用性、可靠性复核、工艺设备间接口复核以及信息交流等各环节的控制。
2.4现场安装调试阶段是建设工程完成建设期的最后阶段,具有工期紧、各方面协调关系复杂等特点。设备的安装质量是保证设备调试能否正常运行的关键。按安装施工技术、厂内拼装资料制定并执行的安装调试施工工艺设计进行安装调试,以保证其质量与工期目标的实现。对设备的调整、现场开箱、就位、预调试、设备接口处理、参数检验、及时审查有关整改方案等安装过程,对设备运行过程有关参数记录、调整情况记录等调试过程进行控制,以保证设备的安装调试全过程处于受控状态。
三、机电设备安装监理的目标控制内容
机电设备安装工程监理的三大目标工作原则为:以工程质量控制为前提和基础,对工程质量、进度、投资进行施工全过程和全面的动态控制;要以预防控制为前提和基础,加强对工程三大目标的过程控制。在三大目标控制中,要把质量控制和进度、投资控制紧密结合起来。监理工程师将采用事前、过程、结果及信息反馈的动态控制方法,对工程建设目标实施全过程控制。
3.1质量控制。机电设备安装工程质量控制的目标是实现设计及合同规定的质量标准和水平,监理的主要职责是采取有效措施对工程质量严格检查、监督和控制,以保证质量目标的实现。①承包商的监督、管理。质量控制是监理工程师在施工阶段一项最经常最繁重的工作,必须对承包商的各个施工阶段严格做到事前审批、事中监督、事后把关。将从以下几点严格把关,对承包商进行监督、管理,以保证机电设备安装工程项目“达标投产,建精品工程”的要求:审查开工条件;审查承包商组织机构和工作人员;根据招投标文件和合同有关规定审查承包商选定的分包商;对承包商的施工组织设计与施工技术措施设计以及全面质量管理保证体系等进行严格审查;对承包商的施工机具、设备等进行检查;组织有关单位对设计图纸、制造厂家提供的设备、安装说明书和技术标准等向承包商进行交底。②建立机电设备工程监理部的质量监控体系,审查承包商的质量保证体系,形成完善的质量管理体系,即建立质量检验工作制度;制定质量检验工作程序;严格把好事前技术报告审批关;审核承包商提交的施工组织设计和施工技术措施设计;审查承包商的《质量保证手册》,审核承包商提交的反映工程质量动态的统计资料或图表;审核设计变更和图纸修改文件;审核有关工程质量事故处理报告;审核有关应用新材料、新技术的技术鉴定报告等;进行现场跟踪检查。
3.2进度控制。监理工程师对进度控制主要职责是采取有效的监理措施协助业主对工程进度进行动态控制。安装单位应根据合同规定的内容和工期,编制安装总进度计划及安装进度网络图报监理部审批。经批准的安装进度计划及网络图,作为控制工程进度的依据。施工进度控制的主要任务:工程开工,对承包商的施工总进度进行细致严格审批;组织或参加各种会议对进度进行协调对按合同规定应由业主提供的施工条件进行落实,必要时向业主提出建议;对承包人提出的合理的工期索赔进行客观公正的处理。
3.3投资控制。施工阶段监理工程师对工程投资控制主要工作内容包括:协助业主编制投资控制目标和分年度投资计划;审查承包商提交的资金流计划;按照合同规定进行现场计量和签认;严格审核承包商的月计量报告,签发工程款支付凭证,建立支付台账,及时与工程量报价单和批准的资金流计划进行对比,发现偏差立即分析原因并报告业主;严格审查并确定新增项目和变更项目的单价,当业主有要求时,报业主批准;根据业主授权确定并严格控制工程变更的费用;尽可能向业主提供节约投资的设计、施工等优化方案;制定避免或减少费用索赔措施;受理索赔申请,按照合同文件进行索赔调查和评价,确定进度延期赔偿或应支付给承包商的赶工费用供业主审批。认真做好“材料差价”和“费用补差”的审核工作;编制工程完工后的最终计量支付报告;协助业主编制竣工决算报告。
3.4合同管理。施工阶段监理工程师对工程承包合同管理的主要内容包括:全面管理工程承包合同,对合同条款负责解释;对承包商选择的分包单位资格及分包项目进行审查提议;协助业主与设计单位签订设计文件和施工图供应协议;受理索赔申请,进行索赔调查和评价;协助业主进行有争议的谈判;依据业主授权处理合同变更事宜,当发生重大工程变更时,报业主批准后实施。
3.5信息管理。按国家有关规定做好信息资料归档保存工作,收集工程资料和监理档案并按有关档案管理或业主的要求进行整编,待工程竣工验收前或监理服务期结束退场前移交给业主;建立例会制度,整理好会议纪要;建立完善的各项报告制度,规范各种报告或报表格式为项目监理提供技术、管理方面的信息。
3.6安全生产。审批承包商的专职安全管理人员的资格,检查、督促承包商建立安全工作保障体系,制订各项规章制度,完善安全防范措施。定期召开安全例会,检查总结安全工作,参加重大安全事故调查,并协助业主审查有关单位提出的事故报告;开展安全宣传教育,加强现场各类人员的安全意识。
3.7设备管理。机电设备的质量控制是安装质量控制的前提。因此,机电设备到货验收是一项很重要的工作。参加验收的监理工程师要严格按合同规定的数量质量进行验收,质量不合格的设备决不能入库。因此,监理工程师要有高度的责任心和良好的职业道德,有丰富的实践经验,才能担此重任,为保证设备安装质量控制打下坚实的基础。
四、做好设备安装监理工作要点
4.1深刻领会设计文件
作为监理,受业主委托对工程进行监督管理,要完满的完成监理合同中业主授权委托的任务,监理工程师必须深刻领会设计文件、图纸的设计意图,这是监理预先控制的一项重要工作。只有熟悉图纸,了解工程特点、工程关键部位的安装方法、施工要求,掌握对重要材料、构配件和设备的要求,才能督促安装单位按图保质保量施工。
4.2高度重视图纸会审
工程质量主要取决于设计质量、材料设备的质量和施工质量。所以图纸会审是保证工程质量的重要环节。安装工程监理工程师除应熟悉和掌握国家规范、强制性规定外,还应熟悉地方法规和规范。要想能指出施工图的不规范之处,就要求监理工程师对设计、施工过程中的强制性规定非常熟悉。由于审图时,是各专业分开审查,不易综合考虑,所以在施工前的最后一关———图纸交底、会审,一定要把问题发现,请设计部门修改。必要时请原审图部门重新审核。安装工程图纸会审时,常见有以下几个问题,安装监理工程师一定要注意。一是与土建施工图不统一,在图纸会审时,由于专业分工,监理工程师常常只是熟悉各自的专业施工图,忽略了水电安装与土建施工图的比照,从而给以后施工过程中留下隐患。这其中比较重要的有以下几个问题:给排水、消防、空调工程中立管的位置是否影响门、窗的安装和使用功能;水平管的坡度是否受到层高、门洞大梁的限制;消防喷淋头、烟感在公共部位的位置是否合理;生活水管与消防水管的标高是否合理,是否会发生管子打架的现象;电缆桥架的走向是否合理,平行;地下室出墙洞的预留位置是否合理等。二是设计图纸的不规范,有些安装工程的图纸可能不是原创,而是经其他图纸修改来的,在更改过程中忽略了强制性规定。同样,如上诉工程,由于设计与土建脱节,空调管线布置不当,导致冷凝水的排放立管在走道的门边,影响美观,更无法施工。同时,泻水排向一头,而不是两头向中间排,由于大梁的限制,导致冷凝水管的泻水坡度无法达到规范要求。另外,由于圈梁很高,致使空调管道从走廊进入两边办公室时,不得不降低高度(同时走廊内还聚集了强、弱电桥架、吊顶龙骨等)这样又影响了走廊的吊顶高度,致使采光和装潢效果受到影响。三是设计图纸中的不尽人性之处,建筑物最终是让人来使用的,但在结构设计方面,设计师更多的是考虑安全第一,而照顾使用上的人性化是有限的。因此在安装施工过程中,应尽量的满足用户的使用方便、行为习惯、地方特点等要求。比如插座的分配,电话和电视插孔的位置应根据房间的形式、大小,在一般常规情况下作出合理布置,而不是仅仅考虑施工方便,随意布置。
4.3施工过程中加强巡查、平行检查
实际工作中,由于安装工程的特殊性,一个单位工程中,安装监理人员的工作量要比土建监理少很多,而且还有时段性。因此,往往是一个安装监理工程师同时监理几个单位工程,在现场巡查的时间相对较少,这就容易造成对工程情况了解不及时,不详细的后果,事前控制的工作做不到位。因此,安装监理工程师要经常到现场多看,多了解工程的进展、计划,对重点部位、重点工序、重要材料进场等严格把关,并要求施工单位加强对工人的技术交底,及时发现问题,解决问题,减少不必要的浪费、返工,确保工程质量符合要求。
参考文献:
[1]许芝草.公伯峡水电站机电安装工程的监理[J].西北水电,2005(4):66270.
[2]中国建筑监理协会,《建设工程监理规范[M]》,北京,中国建筑工业出版社,2001。
关键词:无线接收FSKASK频率合成器TH71101
1概述
TH71101是双超外差式结构的无线电接收芯片,工作在300~450MHzISM频段,能与TH7107等芯片配套,实现ISM频段无线模拟和数字信号传输;内部包含一个低噪声放大器、双混频器、压控振荡器、PLL合成器、晶体振荡器等电路。能接收模拟和数字FSK/FM/ASK信号。FSK数据速率可达40kb/s,ASK数据速率达80kb/s,FM带宽15kHz;灵敏度111dBm。电源电压2.5~5.5V,工作电流8.2mA,待机电流<100nA。适用于ISM(工业、科学和医学)频率范围内的各种应用,如数据通信系统、无钥匙进入系统、遥控遥测系统、安防系统等。
2芯片封装与引脚功能
TH71101采用LQFP32封装,各引脚功能如表1所列。
表1TH71101引脚功能
引脚号符号功能
1VEE地
2GAIN-LNA低噪声放大器(LNA)增益控制
3OUT-LNALNA输出,连接到外接的LC调谐回路
4IN-MIX1混频器1(MIX1)输入,单端阻抗约33Ω
5VEE地
6IF1P中频1(IF1)集电极开路输出
7IF1N中频1(IF1)集电极开路输出
8VCC电源输入
9OUT-MIX2混频器2(MIX2)输出,输出阻抗约330Ω
10VEE地
11IFA中频放大器(IFA)输入,输入阻抗约2.2kΩ
12FBC1连接外接的中频放大器反馈电容
13FBC2连接外接的中频放大器反馈电容
14VCC电源输入
15OUT-IFA中频放大器输出
16IN-DEM解调器(DEMOD)输入
17VCC电源输入
18OUT-OA运算放大器(OA)输出
19OAN运算放大器(OA)负极输入
20OAP运算放大器(OA)正极输入
21RSSIRSSI输出,输出阻抗约36kΩ
22VEE地
23OUTPFSK/FM正输出,输出阻抗100300kΩ
24OUTNFSK/FM负输出,输出阻抗100300kΩ
25VEE地
26RO基准振荡器输入,外接晶体振荡器和电容
27VCC电源输入
28ENRX模式控制输入
29LF充电泵输出和压控振荡器1(VCO1)控制输入
30VEE地
31IN-LNALNA输入,单端阻抗约26Ω
32VCC电源输入
3芯片内部结构与工作原理
TH71101内部结构框图如图1所示。芯片内包含低噪声放大器(LNA)、两级混频器(MIX1、MIX2)、锁相环合成器(PLLSynthesizer)、基准晶体振荡器(RO)、充电泵(CP)、中频放大器(IFA)、相频检波器(PFD)等电路。
LNA是一个高灵敏度接收射频信号的共发、共基放大器。混频器1(MIX1)将射频信号下变频到中频1(IF1),混频器2(MIX2)将中频信号1下变频到中断信号2(IF2),中频放大器(IFA)放大中频信号2和限幅中频信号并产生RSSI信号。相位重合解调器和混频器3解调中频信号。运算放大器(OA)进行数据限幅、滤波和ASK检测。锁相环合成器由压控振荡器(VCO1)、反馈式分频器(DIV16和DIV2)、基准晶体振荡器(RO)、相频检波器(PFD)、充电泵(CP)等电路组成,产生第1级和第2级本振信号LO1和LO2。
图2FSK接收电路图
使用TH71101接收器芯片可以组成不同的电路结构,以满足不同的需求。对于FSK/FM接收,在相位重合解调器中使用IF谐振回路。谐振回路可由陶瓷谐振器或者LC谐振回路组成。对于ASK结构,RSSI信号馈送到ASK检波器,ASK检波器由OA组成。
图3ASK接收电路
TH71101采用两级下变频。MIX1和MIX2由芯片内部的本振信号LO1和LO2驱动,与射频前端滤波器共同实现一个高的镜像抑制,如表2和表3所列。有效的射频前端滤波是在LNA的前端使用SAW、陶瓷或者LC滤波器,在LNA的输出使用LC滤波器。
表2基准频率fREF、本振频率fL0、中频fIF与FRF镜像抑制关系
注入类型低端高端
fREF(fRF-fIF)/16fRF+fIF/16
fLO16·fREF16·fREF
fIFfRF-fLOfLO-fRF
fRFimagefRF-2fIFfRF+2fIF
表3在fIF=10.7MHz时,基准频率fREF、本振频率fL0与fRF镜像抑制的关系
参数fRF=315MHzfRF=315MHzfRF=433.6MHzfRF=433.6MHz
低高低高
fREF/MHz19.0187520.3562526.4312527.76875
fLO/MHz304.3325.7422.9444.3
fRFimage/MHz293.6336.4412.2455.0
4应用电路设计
本文以某电子储存类产品的生产厂房的设计为例,对电子厂房的接地做一探讨。该厂房的生产设备有很多是微电子设备,这些设备的特点是工作信号电压很低(一般只有10伏左右),抗干扰能力差,对防静电的要求高,车间内有IT信息中心及网络生产管理,所以接地在该项目中具有重要的作用。其接地系统根据用途具体可分为电源系统接地、电气保护接地、防静电接地、信息系统的接地、电子设备接地、防雷接地几个种类。
1、电源系统接地:
该工程由两栋三层主厂房、办公楼和食堂等附属建筑物组成,虽然建筑面积达数万平方米,但建筑群体相对集中,所以在设计中优先考虑TN-S系统。变压器中性点接地,系统的保护线与中性线完全分开,这种方式对供电、保护、经济合理性等均十分有利,其选择原则与常规建筑一致,这里不再赘述。对于传达室等距离主体建筑较远的零星建筑单体,采用带PE线的五芯电力电缆予以供电,距离超过50米以上的建筑须按规范要求重复接地。
2、电气保护接地采用TN-S系统时,电气设备不带电的金属外露部分与电力网的接地点采用直接电气连接。
当带电相线因绝缘损坏碰设备外壳时,通过设备外壳构成该故障相对地线的单相短路。利用很大的短路电流,使线路上的保护装置(如熔断器、低压断路器等)迅速动作,切断电路,从而消除人身触电危险。在电子生产厂房中,生产流水线上设备密集,且多为金属外壳的用电设备。若保护接地不到位或不符合要求,在发生接地故障时,很容易引起工作人员触电危险。因此,保护接地问题不容忽视,无论在设计过程还是施工过程中,都应切实地把保护接地落实到位。应进行保护接地的物体主要包括:变压器、高压开关柜、配电柜、控制屏等的金属框架或外壳;固定式、携带式及移动式用电器具的金属外壳;电力线路的金属保护管或桥架、接线盒外壳,铠装电缆外皮等。保护接地的连接线可采用扁钢或铜导线,要求形成可靠的电气通路。等电位连接是各类建筑物电气设计中一项不可缺少的工作。等电位连接有总等电位连接和局部等电位连接两种。所谓总等电位连接是在建筑物的电源进户处将PE干线、接地干接、总水管、总煤气管、采暖和空调立管等相连接,从而使以上部分处于同一电位。总等电位连接是一个建筑物或电气装置在采用切断故障电路防人身触电措施中必须设置的。所谓局部等电位连接则是在某一局部范围内将上述管道构件作再次相同连接,它作为总等电位连接的补充,用以进一步提高用电安全水平。在电子厂房内,各个部位的电位都相等,可以保证建筑物内不会产生反击电压,同时可以降低雷电电磁脉冲产生的干扰。
3、防静电接地:
>静电主要由不同物质相互摩擦而产生,在电子厂房生产过程中,静电所造成的危害是多方面的。首先,该工程中很多设备及仪器对静电电压比较敏感,静电会影响其正常工作甚至出现错误;其次,由静电产生的高电压会引起人身触电;另外,当静电严重时可能会引起火花放电,严重的会造成火灾事故。
为了消除静电所产生的危害,就必须采取措施。消除静电的方法很多,但最简单和最有效的办法是采取接地措施。该电子生产厂房中,对所有会产生静电的设备都应保证可靠接地。为了防止积聚在设备和人身上的静电荷达到危险电位,在主要生产场合采用了防静电地坪。这类地坪在的防护材料中,分布有铜线构成的网络,这些金属网络彼此形成电气通路,用于防静电地坪的静电传导。作为电气设计配合,应在防静电地坪所在空间的建筑柱上,适当预留接地端子。在地坪敷设完毕后,将防静电地坪内的金属线与该接地端子相连。另外,接地端子须通过柱内主筋与接地极连通,以使静电通过接地端子沿柱内主筋流向接地极
4、信息系统的接地
本工程设置综合布线系统,在办公楼设有一个IT信息中心,并在各厂房的辅房内设有IT管理室,信息点遍布车间及办公室,用于将来的生产监控和管理。另外,本工程设置了火灾自动报警系统。这就涉及到信息系统的接地问题。
根据《建筑物防雷设计规范》的有关规定,在本工程信息系统接地的设计中,采用S型等电位连接网络。在信息设备较集中的部位,如中心机房、弱电竖井等设接地基准点,此基准点与建筑物的共用接地系统连接,信息系统的所有金属组件,如各种箱体、壳体、机架等通过等电位连接线与基准点连接,设备之间的所有线路和电缆当无屏蔽时宜按星形结构与各等电位连接线平行辐射,以免产生感应环路。
5、电子设备的接地
该生产厂房中有部分用于检测的工业电子设备。电子设备的接地主要不是为了人身安全,而是为了设备工作的准确性。因为高频电压对人体并无伤害,而且电子设备的外壳即使不接地,并与地保持绝缘时,其设备外壳与地形成电容,随着频率增高,电容的电抗值将减少,当频率达到一定数值时,就等于接地。但为了减少杂散电流对仪表读数的影响,最好还是用短而粗的导线与地相连,一般采用6平方毫米的铜线,与设置在设备附近的专门的接地母排连接,然后再与总接地干线连接起来。接地电阻要求不超过10欧姆。对于个别设备,如产品说明书对接地电阻有特别要求者,则根据要求接地。
6、防雷接地
对于一般建筑而言,在采取了防雷措施后,可以将直击雷与雷电波侵入的雷害的概率降低很多。对于一般电气设备,允许的雷电脉冲较高,因此采取避雷针、避雷网防直击雷等措施是极其有效的。而微电子设备非常灵敏,耐压水平很低,一般只有10V左右,对雷击电磁脉冲极为敏感,易受到电磁干扰和损坏。雷击电磁脉冲因电磁感应而产生,并且可以通过电源线、天线、信号线的耦合被引入微电子设备,是微电子设备损坏的主要原因。如果仅按照一般建筑进行防雷设计,建筑电子设备受雷击的损坏率就很高,所以对于电子生产厂房的防雷接地设计应采取相应的措施。
在选择接闪器时,应优先选用避雷网形式。这是因为避雷针是通过把雷电引向自身来完成保护对象免遭直接雷击的,这种引雷的机理使避雷系统增加被雷击的概率。当然,避雷针也不是完全不能采用,现在有的避雷针生产企业已推出新型优化避雷针,它具有防止直击雷和抑制二次感应雷的两种功能,是一种防雷市场上相对先进的产品。
在布置引下线时,应沿建筑物四周设置而避免采用中间柱的柱内主筋作为引下线。这是因为在电子信息系统接地时,通常采用单点接地系统,将接地基准点在建筑物的中心部位引到建筑物底部的接地板上,如防雷引下线设置在四周则可以减少引下线产生的强磁场的干扰。
对于接地装置设置的问题,防雷接地、电源系统接地、电气保护接地、防静电接地可同时利用建筑物的基础钢筋作为接地极。对于信息系统的接地,曾经在很长时间内存在着意见分歧。以往普遍认为信息系统的接地系统应单独设置,与建筑物绝缘,国外称其为绝缘接地方式。但是在实际应用中发现,两个独立的接地系统不利于过电压保护,这是因为当建筑物接闪雷电流后,建筑物的电压很高,而信息设备的“信号地”是与建筑物20米以外的大地相连,其电位比防雷接地装置低得很多,设备电压在雷击时维持在“信号地”电位水平,二者之间的电位差通过电容的耦合作用,将耐压能力很低的电子器件损坏。