开路运行

开路运行（精选7篇）

开路运行 篇1

0 引言

随着并网风电机组装机容量的快速增加, 如何保障风电机组的可靠运行已经成为国内外研究的热点。而国内现有的风电机组控制策略仅局限于正常情况下的运行, 但环境多变、故障率高才是实际机组的全部和现实[1]。风电机组的稳定运行对于含风电场电网的稳定性具有直接影响, 进而会影响到风电装机容量可信度、风电穿透能力以及含风电场电网的网架和电源规划、风电接入后电网的调度与运行等多方面问题[2], 这就要求机组不能随意停机、脱网, 在某些非致命故障下能够持续运行[3,4,5,6,7]。

目前, 永磁直驱式同步发电机 (D-PMSG) 以其独特的优势成为风力发电中最有前途的机型, 它省去了传统双馈式风电系统中故障率较高的齿轮传动机构, 同时采用背靠背式全功率变流器, 机组发出的电能全部通过变流器传送到电网[8]。实践证明变流器是永磁直驱风电系统的核心部件和脆弱环节, 也是故障率最高的器件[9,10]。

变流器的故障可以分为两类:开路故障和短路故障。变流器开关管发生短路故障时, 电流急剧增大, 威胁系统安全, 为保证其他部件的安全, 系统只能紧急停机;发生开路故障时, 通常情况下不会引发严重的过电流或过电压现象, 不会威胁系统其他器件的安全, 系统能够在相对较差的运行特性下持续运行。实际情况中, 同一个变流器中两个开关管同时出现故障的概率较低, 所以本文主要探讨变流器单个开关管的开路故障。

为了提高整个风电机组的可靠性, 解决系统故障情况下风电机组的容错运行能力, 评估变流器故障对风电系统的影响成为首要解决的问题。目前, 国内外对电网故障下机组运行特性的研究较为深入, 而较少考虑机组变流器自身故障的情况, 更少涉及变流器故障对风电系统运行性能的影响[11,12]。基于上述原因, 本文的研究围绕变流器在器件开路故障状态下的工作情况展开。

本文建立了一个完整的D-PMSG系统的数学模型, 在此基础上, 深入分析了变流器开路故障状态下的工作机理。通过仿真和实验, 评估系统在变流器开路故障下, 各个动态运行特性指标, 为进一步研究直驱式风力发电系统的容错控制奠定基础。

1 永磁直驱风电系统各部分数学模型

目前常用的永磁直驱风电系统的拓扑结构见图1, 两个变流器背靠背连接。每个变流器均是一个典型的三相电压源逆变桥结构, 其中包括6个带反并联二极管的绝缘栅双极型晶体管 (IGBT) 。

1.1 电机数学模型

在转子磁链定向的dq轴坐标下, 永磁同步发电机 (PMSG) 的电压方程如下:

式中:usd和usq分别为同步发电机定子电压的dq轴分量;isd和isq分别为定子电流的dq轴分量;Ra为发电机每相绕组的电阻;Lsd和Lsq分别为同步发电机定子电感的dq轴分量;ω为转子旋转电角速度;ψf为定子磁场磁链;稳态运行时, 定子电阻忽略不计。

目前直驱式风电系统主要使用面贴式PMSG, 因此可以认为在运行过程中磁链ψf恒定, 定子电感Lsd=Lsq, 且一般采用isd=0的控制方法, 记电机极对数为np, 则PMSG电磁转矩为:

1.2 变流器的数学模型

由于发电机的三相绕组可以等效成电流源、电阻和电感的串联, 因此, 两个变流器具有相同的拓扑结构, 如图1中虚线框内所示。该变流器的数学模型是根据三相电压型变流器的拓扑结构, 在三相静止坐标系中利用电路基本定律 (基尔霍夫电压、电流定律) 对变流器建立的一般数学描述[13,14]。

在此假设:电动势为三相平衡的纯正弦波电动势;电感L是线性的, 且不考虑饱和;主电路的开关视为理想元件, 通断可以用开关函数描述;变流器的直流侧由电阻RL和直流电势eL串联表示。

定义单极性二值逻辑开关函数Si为:

式中:i取a, b, c。

根据基尔霍夫电压定律, 得abc三相回路的电压方程为:

由前面的假设可得, 系统三相对称, 故

交流侧相电压为:

联立式 (4) —式 (6) 得:

1.3 系统控制策略

图1给出了目前普遍采用的背靠背式变流器的控制策略, 该控制策略中, 直流母线电压udc的稳定由网侧变流器控制, 同时网侧变流器还承担着调节电网功率因数的任务, 使系统运行在单位功率因数下。采用外环控制直流母线电压和无功功率、内环控制电流的双闭环控制, 控制母线电压的同时, 通过调节dq轴电流分量可分别控制有功和无功功率的大小[15]。

机侧变流器采用转速外环、电流内环的双闭环控制方式。外环控制电机转速跟踪给定值, 电流环给定参考电流isd=0, 通过转子磁场定向控制策略, 实现PMSG的有功功率和无功功率的解耦控制。

2 故障分析

实际应用中, IGBT与其反并联的二极管同时故障的概率较低, 故本文涉及的开路故障只针对IGBT的开路。下面以变流器a相上桥臂开路故障为例进行故障分析, 当a相上桥臂IGBT驱动电路故障或驱动信号丢失时, 该IGBT不工作, 处于断开状态, 而与其反并联的二极管D1仍正常工作, 变流器简化电路图见图2。

如图2所示, 故障时a相上桥臂只通过一个二极管D1连接到直流母线的正极, 该二极管的通断只与二极管两端的电压差有关。此时电压uaN由电流isa的极性和a相下桥臂IGBT的开关状态决定[16]。

2.1 a相电流isa≠0的情况

1) 当isa>0 (与图2中isa方向相同) 并且Sa=0时, 无论IGBT1是否故障, 均为下桥臂IGBT4导通, a相其余器件均关闭, 此时uaN=0, Saudc+uNo=uNo=uNa+uao=uao。

2) 当isa>0且Sa=1时, 下桥臂IGBT4关断, 上桥臂IGBT1因故障而失去作用, 只能由上桥臂D1导通;但无论IGBT1是否故障, 均有uaN=udc, 此时Saudc+uNo=udc+uNo=udc+uNa+uao=uao。

3) 当isa<0 (与图2中isa方向相反) 且Sa=0时, 无论IGBT1故障与否, 只有下桥臂D4导通, 故uaN=0。Saudc+uNo=uNa+uao=uao。

4) 当isa<0且Sa=1时, 正常工作时IGBT1导通, IGBT4关断, uaN=udc, Saudc+uNo=uao。而IGBT1故障时, 由D4代替IGBT1构成电流通路, uaN=0, Saudc+uNo=udc+uNa+uao=udc+uao。

正常运行和IGBT1开路故障时, a相工作情况及uaN与Saudc+uNo值的比较如表1所示。

2.2 a相电流isa=0的情况

a相电流isa=0时, 对图1中节点o列写KCL方程得:

由于isa=0是瞬时的, 当a相故障时, 该相所有开关器件上均无电流流过, 但这些开关器件却可以暂时维持导通状态, 其中IGBT的通断受空间矢量脉宽调制 (SVPWM) 脉冲信号控制, 二极管在其两端电压差达到其门槛电压 (理想状态下门槛电压为零) 时导通。

例如, 当开关模式为 (Sb, Sc) = (0, 0) 时, bc两相都是下桥臂IGBT导通, 上桥臂关断, 再加上电流又必须满足式 (8) 的约束, 因此, bc两相中, 只有IGBT6和D2或IGBT2和D6导通两种情况, 但无论是哪种工作情况, 都有

根据图1可得:

将式 (11) 中的3个等式相加, 再结合下式:

可知, 式 (7) 此时依然成立, 联立式 (9) —式 (12) 可得:

再结合图2显然可知, 当且仅当uaN≤0即uao≤0时, 下桥臂二极管D4导通;当uaN≥udc时, 上桥臂D1导通。

据上述分析可知, 电压uaN由bc两相的开关模式和电压uao和udc确定。当uao≥2udc/3时, 上桥臂D1导通, uaN=udc, Saudc+uNo=Saudc-udc/3;当uao≤0时, 下桥臂D4导通, uaN=0, Saudc+uNo=Saudc;当0

同理可得, 变流器在其他开关模式下的工作情况, 如表2所示。正常工作时, uaN=Saudc, uNo=-udc (Sa+Sb+Sc) /3, 表2中不再赘述。

根据表1和表2可以看出:变流器a相上桥臂IGBT1的开路故障会影响变流器的正常运行, 使得电压uaN和Saudc+uNo异于正常值。

系统运行中usa恒定, 结合式 (4) , Saudc+uNo的改变即会引起电流isa的变化。由此, 易知变流器a相上桥臂的开路故障会影响电流isa, 使其发生畸变, 同时由于式 (5) 的约束, b相和c相电流也会相应地发生变化。变流器其他IGBT管开路故障时, 变流器的工作情况与上述分析结果类似。但由于式 (4) 中存在微分项, 不易定量分析, 故障后各相电流的具体变化情况由下面的仿真和实验给出。

3 仿真与实验分析

为了验证上述分析的正确性, 并准确评估变流器故障下永磁直驱风电系统的动态运行特性, 在Simulink环境下搭建一个完整的D-PMSG系统模型, 在变流器出现开路故障后进行仿真;然后, 利用实验室的永磁直驱风电模拟系统和永磁直驱风电机组变频柜搭建实验测试平台, 选用TI公司的TMS320X2812作为处理器。仿真和实验中系统主要参数如下。

PMSG的参数:额定功率P=2.2kW, 额定转速N=1 500r/min, 额定电压V=380V, 额定电流I=4.7A, 极对数np=2, 定子电阻Rs=0.86Ω, 磁链ψf=0.405 Wb, d轴电感Lsd=11.3mH, q轴电感Lsq=11.3mH, 转动惯量J=0.003 2kg·m2。系统参数:母线电容为0.001F, 直流母线电压为620V, 并网线路电阻为0.05Ω, 并网线路电感为0.002H, 电网频率为50 Hz。机侧变流器参数:额定线电压为380V, 额定线电流为6A, 开关频率为8kHz。网侧变流器参数:额定线电压为380V, 额定线电流为4A, 开关频率为8kHz。

仿真和实验分别在3种不同的开路故障状态下进行, 通过分析系统主要参数来评估系统故障后的运行特性, 其中开路故障由移除对应IGBT的门极触发脉冲实现。同一个变流器中两个IGBT同时出现开路故障的概率较小, 所以本文中, 只考虑变流器单个IGBT的开路故障, 仿真中设定变流器a相上桥臂IGBT出现开路故障, 故障时刻为0.5s。

为了便于观测故障对系统有功输送能力的影响, 本文定义系统有功输出比例K, 其表达式为:

式中:Pn为正常运行时, 系统输送到电网的有功功率;Pf为故障后系统输送到电网的有功功率。

3.1 机侧变流器开路故障时的运行分析

图3和图4给出了机侧变流器单个IGBT开路故障下, 系统运行特性的仿真和实验波形。由于实验中设定直流母线电压为620V, 难以直接用示波器显示, 故本文中给出的是由传感器采集转换后的电压波形。图5给出了3种故障 (机侧变流器发生开路故障、网侧变流器发生开路故障及机侧和网侧变流器均发生开路故障) 状态下的机侧和网侧电流的总谐波畸变率 (THD) 值。

由图3和图4可见, 机侧变流器单个IGBT开路故障时, 机侧三相电流出现波形畸变。其中, 故障桥臂对应相 (a相) 电流畸变最为严重, 周期内出现短时间为零的现象。图5中机侧故障时电流THD的变化也表明, 故障对应相的畸变情况最严重。此外, 故障后系统的有功输出比例K出现短暂波动后达到新的稳定值, 但该稳定值只是略小于100%, 说明机侧变流器故障对电网输送有功功率的能力影响不大。

此外, 网侧电流和直流母线电压只出现轻微的波动, 可见机侧变流器的开路故障对电网影响较小。这是由于直流母线电压的稳定由网侧控制, 只要网侧变流器正常运行, 母线电压就稳定在设定值;直流母线电压的稳定, 又保障了输送到电网的能量恒定, 网侧的电流也就保持稳定。因此, 一定程度上而言, 直流母线起到了隔离机侧变流器故障的作用。

3.2 网侧变流器开路故障时的运行分析

图6和图7给出了网侧变流器单个IGBT开路故障下, 系统运行特性的仿真和实验波形。

由图6和图7不难看出, 网侧变流器单个IGBT开路故障时, 网侧各相电流均出现畸变, 三相电流波形不对称, 其中故障桥臂对应相 (a相) 电流只有负半周, 没有正半周。直流母线电压出现波动, 但波动幅度较小。然而, 机侧电流基本保持不变, 由图5也可以明显看出, 机侧电流的THD几乎为零, 说明网侧变流器的开路故障对机侧的正常运行影响甚微。此外, 有功输出比例K在故障后出现波动, 随后快速恢复到接近正常值, 但略低于正常值。

3.3 机侧和网侧变流器均发生单个开关管开路故障时的运行分析

图8和图9给出了机侧和网侧这两个变流器均发生单个开关管开路故障下, 系统主要参数的仿真和实验波形。

根据图5、图8和图9可知, 两个变流器均发生开路故障后机侧电流畸变情况与机侧单独出现单管开路故障时相同;网侧电流变化情况和网侧单独出现单管开路故障时相同, a相电流只有下半周没有上半周;直流母线电压出现波动, 波动幅度与网侧变流器单独故障时相同;系统有功输送比例K略小于100%, 变化量与机侧单独故障时大致相同。

同时参考3.2节和3.3节的仿真及实验结果, 显而易见, 一个变流器的开路故障对另一侧的正常运行影响较小, 两个变流器同时故障后系统的特性变化为机侧和网侧单独故障时特性变化的组合, 故障后系统运行特性的改变并未因另一侧变流器的故障加剧。

根据以上仿真和实验结果可以看出, 故障后系统特性变差:电流产生畸变, 直流母线电压略有波动, 有功输出比例出现短暂波动后的稳定值接近正常值, 说明故障对系统有功输送能力影响较小, 故障后系统仍可持续运行, 可避免不必要的故障停机。

4 结论

根据本文的理论分析及仿真和实验结果, 可以得出以下结论。

1) 机侧变流器的开路故障在机侧电流中引入直流分量, 使得机侧电流发生波形畸变;而网侧变流器的开路故障会破坏网侧电流的对称性, 若网侧变流器某相上桥臂IGBT发生开路故障, 则电网对应相的电流只有负半周;若网侧变流器某相下桥臂IGBT故障, 则对应相的电流只有正半周。故障影响系统的电能质量, 但对有功输出影响较小。

2) 当母线电容容量足够大时, 直流母线电容具有对变流器故障的控制隔离作用, 一个变流器出现开路故障对另一个变流器的正常运行影响较小。两个变流器同时故障后系统特性的变化是两个变流器单独故障时系统特性变化的组合, 不会因另一个故障的出现而加剧。

3) 变流器开关管发生开路故障后, 系统的动态特性会受到影响, 但系统仍可持续运行。因此, 变流器开路故障后, 不用像短路故障那样直接停机, 可以通过改变控制方式, 保证系统的持续运行。

本文给出了变流器开路故障状态下的数学分析, 并给出了仿真和实验结果, 验证了分析的正确性, 评估了故障时系统的性能。在此基础上可以进一步研究快速准确的变流器故障诊断方法和故障后的控制策略, 提高风力发电系统在自身故障时的运行性能。

为自己开路 篇2

有诗云：林中有两条路，人们永远是走着一条，心中怀念着另一条。人海如潮，我们常容易被外界影响，将自己的初心丢到一边，不自觉就踏上前人铺好的大道。可在之后的平稳日子里，我们又不禁要问自己：如果当初我走上那条没人走过的路，会怎么样？

可这世上本没有如果，我们能得到的，仅仅是无限的遗憾和追悔罢了。

早知如此，何必当初？要知道，这世上没有走不通的路，只有不敢走的人。盲人男孩力排众议，费尽心血攻读英语，最终被英国著名大学录取；《国王的演讲》中的国王，为了克服口吃，在身体心理上下双重功夫，最终完成了完美的演讲，蜕变为一位让人口服心服的君主。作为一个普通人，我们所遇到的困难远比他们小得多。正所谓“世上无难事，只怕有心人”，只要我们有足够的勇气和毅力，即使这路上荆棘遍地，沼泽满布，我们也能披荆斩棘，得胜而过。

不仅如此，我们还要勇于开拓前人未开辟的道路，留下属于自己的印迹。张爱玲晚年用苏白来写小说，虽没有助她重回文坛巅峰，但也在文学史上留下了一抹清新难忘的色彩；乔布斯创立苹果公司时，市场上没有开发出专门销售给普通客户的电脑，大家一致认为只有商务机才能赚钱，而乔布斯将用以日常娱乐、办公的苹果电脑推出后，不仅获得了如潮好评，自己也赚得盆满钵满。追随前人的足迹固然稳妥，但只有走在自己开辟出的道路上，我们才能收获到前人不曾享受过的美景。

或许有时，我们会发现自己走错了方向，但这没有关系。因为只有不断失误的积累，我们才能找到通往成功的指南针。就如同千千万万高中学子，我们日复一日地沉浸在题海之中，只不过是为了找到自己的漏洞和弱项加以改正，最终取得那金榜题名的辉煌。不仅如此，有时我们走错了方向，却会发现一片新的风光。古代道家的术士们呕心沥血，没有制成长生不老的丹药，却炼出了火药，帮助西欧资产阶级炸开了新世界的大门。有心栽花花不成，无心插柳柳成荫，不要灰心，或许你以为的错路正是柳暗花明前的山重水复。

人生的悲哀，在于年少时迷茫不知去路，老去后又只能枉自悔恨叹息。趁年少，让我们整理好自己的锐气和勇气，为自己开路吧！

TA内部开路事件的分析 篇3

某110kV变电站110kV分段TA为电容屏型电流互感器,型号为LB7-110W3,变比为2×600/5,现场实际变比采用600/5。铭牌显示其二次绕组共4组,包括2个保护用P级、1个测量用0.5级、1个计量用0.2级,额定容量均为50VA。

该TA自2010年12月投运以来,一直有很轻微的震动声,但由于正常运行方式下,该站110kV分段间隔所带负荷很小,一次电流通常仅为100A左右,TA异响很小,且投运时带负荷检查TA二次电流均正常,因此未发现该TA的潜在隐患。

2011年3月16日,对该站110kV侧运行方式进行调整,110kV分段间隔潮流增至53MVA,一次电流达280A,TA异响突然加大,现场3只TA均有类似TA开路后铁芯饱和所发出的“嗡嗡”声,运行人员立即汇报调度后将该TA停运。

2 检查处理过程

现场对TA进行了全面的检查试验,结果如下。

(1)TA外部一次接线良好,各部位螺栓均紧固无松动,末屏接地良好,油位指示正常。

(2)高压试验绝缘电阻、介损、一次绕组直流电阻、变比试验均正常。

(3)油化验结果均正常。

(4)二次绕组直流电阻、极性及伏安特性试验均正常。

(5)对TA进行通流试验,发现3只TA一次电流均难升高,用1 000A升流器调至最高输出时仅能升至180A,此时TA基本无异常声音。

综合分析TA运行中所发出的异响及试验结果,初步判定TA存在二次开路或接触不良导致过载等问题,下面重点对第(5)项试验进行分析。

对TA通入120A电流进行试验,在其接线盒内测得每个二次绕组两端电压均为0.9V左右,其实际负载功率远小于TA最大允许的功率输出30VA,说明二次电流回路接线良好,不存在接触不良问题。

对比以往的试验记录,发现试验用1 000A升流器对其它110kV TA通一次电流时都很轻松,调压器调至满刻度的一半时,一次电流就已达到400～500A。而此次试验中,一次电流仅能升至180A,用钳型相位表测4个二次绕组的电流值均正常,在每只TA二次接线盒根部对4个二次绕组进行短接后通流,试验数据无变化,说明TA外部二次回路无开路现象,开路点应在TA内部。但TA一次电流加至180A时基本无异响,而正常运行时系统潮流仅为100A左右时,TA就发出了轻微震动声,说明还存在其它因素导致TA产生异响。

为找出问题的症结所在,找到一只与该间隔TA同批次生产的同厂家、同型号产品(以下称试品A)进行对比试验。结果发现两者通流试验的结果完全不同,试品A与其它110kV TA通一次电流情况相同,调压器调至满刻度的一半时,一次电流就已达到450A。为便于量化计算,测得所加一次电流达到120A时,试品A的两个一次端子上的电压为1.7V,而该间隔3只TA两个一次端子上的电压分别为6.38、6.43、6.39V。将试品A的1个保护用P级二次绕组人为开路,再通入一次电流后,试验情况与这3只TA情况一致,一次电流只能升至185A,TA基本无异响,且在通入120A电流时两个一次端子上的电压为6.45V;再将试品A的测量用0.5级二次绕组人为开路,通入120A一次电流后测得电压为2.05V,且TA发出较大异响;最后将试品A的计量用0.2级二次绕组人为开路,通入120A一次电流后测得电压为2.08V,TA也发出较大异响。

通过上述试验,证明在TA油箱内部有一个保护用P级二次绕组未引出,且未在油箱内进行短接处理,导致TA始终在二次开路状态下运行,随着负荷电流的增大,异响也逐步增大。

随后立即安排对这3只TA进行解体检查,发现该TA实际配置了5个二次绕组,包括3个保护用P级、1个测量用0.5级、1个计量用0.2级,但第三组保护用P级绕组未引出至接线盒,且因其引线的绝缘处理较好,未在油箱内产生局部过热、放电击穿现象,故高压、油化试验均未发现异常。

3 理论分析

TA等效电路如图1所示,一次电流流经TA一次绕组时,正常情况下绝大部分电流会传变至二次侧成为,二者在绕组铁芯内所建立的磁通方向相反,基本抵消。仅有很少的一部分电流用来建立励磁磁势,铁芯内的磁通很小,TA一次绕组两端的压降也很小,忽略原、副边绕组的漏阻抗后,该压降即为二次侧负载阻抗上的电压折算至一次侧的值。但当TA某个二次绕组二次开路后,相当于负载阻抗ZL变为无穷大,该二次绕组所在支路的等效阻抗将由原来很小的负载阻抗值变为较高的TA励磁阻抗值,流过相同电流时,TA一次绕组两端的电压也会大幅增加,导致通流试验时TA一次电流难以升高。

故障虽已排除,却不能解释一组保护用P级二次绕组开路状态下,TA通流试验中一次电流加至180A时基本无异响,而正常运行时系统潮流仅为100A左右TA就产生了轻微震动声的原因。

查阅开路的保护用P级二次绕组伏安特性试验结果,发现一次电流加至180A,折合二次电流值为1.5A时,该二次绕组铁芯仍处于线性传变区,还未进入饱和区,故TA基本无异响。现场对该二次绕组伏安特性进行试验也证实,二次电流值升至2A时,TA才开始发出响声。这就引出了下一个问题:正常运行时系统潮流仅为100A左右,该二次绕组铁芯也应处于线性传变区,但TA却发出轻微震动声。

分析该站正常运行方式下的负荷特性发现,该站负荷及110kV分段间隔所带的系统穿越负荷中,均有多晶硅加工等谐波源。取该站故障录波器2011年3月16日的一个录波文件进行谐波分析(见表1),发现其3、4、5次谐波分量很高,其中3次谐波含量最高,达到基波电流的22%。图2为基波与3次谐波合成波形图。

由图2可知,当3次谐波与基波相位相同时,合成磁通畸变为尖顶波,将加剧铁芯的饱和。其它谐波成分在与基波电流相位关系符合条件时,也会起到加剧铁芯饱和的作用。由此可知,TA正常运行时所发出的轻微响声,是由TA二次开路和多晶硅等谐波源产生的谐波电流助磁这两个因素共同造成的。

4 结束语

本文对TA二次开路后的现象及检查试验方法进行了介绍,可为该类设备的故障分析提供参考。由于现场缺少谐波分析设备,对谐波在TA开路状况下可能产生的影响没做进一步的分析,以后将继续研究该课题。

摘要：针对某110kV TA运行中发出异响事件,通过开展高压、保护试验,指出事件是由TA油箱内部二次绕组开路造成的。鉴于TA内部二次绕组开路较为隐蔽,用常规方法不易检查判断,介绍了TA开路后可能出现的异常现象及相应的检验处理方法,并指出谐波电流的产生在TA开路后可能加剧铁芯饱和,为其它类似工作的开展提供了新思路。

关键词：电流互感器,开路,二次绕组,励磁电流,三次谐波

参考文献

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[6]陈小虎.工厂供电技术[M].北京:高等教育出版社,2006

[7]西北电力设计院.电力工程电气设计手册[M].北京:中国电力出版社,2006

紧急出动，为战机开路 篇4

怎么办？“敌人”随时可能再次来犯，可我们的战机已经无法起飞！

别担心，接下来就是机场工兵勤务队大显身手的时候了，对于跑道上的这些“皮外伤”，他们绝对能做到“分分钟搞定”！

抢修跑道，先排地雷

“敌人”空袭结束，并不意味着工兵可以立即携带设备冲向跑道，展开维修。因为，现在的反跑道炸弹一般会采用“雷、弹一体布撒法”进行投掷，在用炸弹直接破坏跑道的同时，还会在跑道上留下许多延时引爆地雷，阻碍工兵部队的修复作业。所以，工兵部队首先要做的就是清理掉这些碍事的地雷。

一般来讲，散布在跑道上的多为磁感应地雷，工兵只需使用一种叫做磁引爆棒的器械，就能利用强磁场将它们远距离引爆。完成这道工序后，抢修跑道的重头戏才算正式开始！

军用机场很“皮实”

我们平常见到的机场，它们对跑道的要求都是精益求精，道面稍有损坏，就需要一场耗时耗力的大修。那么，为什么军用机场跑道就可以迅速修复呢？原来，军用飞机并不像民用飞机那样“娇气”，它一方面对乘坐舒适度的要求很低，另一方面，军机上各种构件的载荷强度也远高于民用飞机。所以，军用飞机并不需要特别平整的场地就可以起降。

一般来讲，军用机场分为永备机场和野战机场，分别供航空兵常年使用和临时使用。其中，野战机场的道面都是用金属板或其他材料的道面板简单铺设而成，接下来我们会看到，在紧急修复永备机场的混凝土道面时，也会使用这些道面板来应急。

要填坑，先挖坑

空袭过后，跑道上千疮百孔，密布着大大小小的弹坑。这些弹坑的形状完全没有规律，如果直接用土石将它们填上，将无法保证道面受力的均衡性。所以，填坑的第一步，是要用风镐、破碎锤等工具将弹坑四周的混凝土道面敲碎，抠除碎块，把这些坑挖得更大，让相邻的小坑连成一片，然后整块整块地进行回填。

切割，分毫不差

使用风镐与破碎锤修整后的弹坑只能算是初步成型，但它们的边缘仍然参差不齐，需要使用切割机进行裁切。只有这样，才有利于道面板的安放，保证修复后的道面接缝平整牢固，同时做到整洁美观。

道面板

早在第二次世界大战期间，盟军就使用了一种PSP穿孔钢道面板来修复被破坏的机场跑道，以及铺设临时的野战机场。现在，随着各种高分子新材料的使用，一种玻璃钢道面板逐渐取代了PSP穿孔钢道面板。这种新道面板采用玻璃纤维作为增强材料，板与板之间使用高强尼龙材料连接，可以多组组合使用，满足更大尺寸的面层修复要求。

回填，物归原处

终于，跑道上原本杂乱无章的大小弹坑，此时已经被整合成了若干个四四方方的区域。接下来就可以向里面回填土石，铺上新的道面了。

不过，在战况紧急的情况下，哪有那么多现成的土石供我们填坑呢？别忘了，“敌人”的炸弹爆炸时可是炸出了许多砂土与混凝土碎块，而我们的抢修工兵也刚刚用工具敲碎了一部分的道面——没错，就是把这些“废料”重新集中起来，把它们送回自己原本所在的地方，用它们回填弹坑！

在经过夯实，以及压路机压平等工序后，一片平如镜面的跑道半成品就完成了。不过，此时的跑道还没有达到飞机起降的要求，还差最后一道工序，才能让它恢复如初。

道面不平对战机的危害

虽然军用飞机比民用飞机更加结实耐用，但这种耐受力也有一个明确的限度。比如说，当弹坑内回填的土石没有经过完全压实或者压平的时候，盖在上面的道面板就会在飞机载荷的多次冲击下变形下陷。当下陷幅度超过5厘米，飞机经过时就会产生剧烈震动，损坏起落架和机上各种仪器，并引起机身跳跃；而单侧起落架经过坑槽时会更加危险，因为这会引起飞行侧向不稳定，严重时会致飞机侧翻。

跑道是铺出来的

一路看过来，小军迷们一定已经猜到，接下来的最后一道工序就是将玻璃钢道面板铺在平整好的跑道上，然后就可以让战鹰从这里一飞冲天了！不过，这道工序看上去挺简单，可要做起来，却也有不少小麻烦……

首先，道面板必须与下面平整好的土石路面紧密贴合，否则要不了多久，道面就会下陷，影响飞机起降；其次，道面板与其他板块之间绝不能完全“严丝合缝”，而是必须要留出适当的伸缩缝，否则道面板受热膨胀时，就会相互挤压导致隆起变形。

好在，这点问题对业务熟练的工兵战士们来说完全是小菜一碟。他们三下五除二地将几块道面板安装完毕，紧接着，早就等候在一旁的战机便迫不及待地冲过新修好的跑道路面，轰鸣着飞向了蓝天。

跑道画线，守望归来

经过几小时奋战，跑道已经修复，战鹰也已升空，我们的工兵战士这下可以休息了吧。

什么？他们又开始忙活了！原来，新铺设的道面板上还没有画各种跑道指示线，而且面对即将到来的夜晚，跑道上还需要布设应急航标灯——所有的这些，都是战机平安降落的生命保障线，必须赶在返航前完成！

最后的奋战，同样是分秒必争。终于，抢修跑道工作真正的句号被完美地画上了。工兵战士们纷纷累倒在跑道两边，大口地喝着水，眼睛却时刻盯着天空——那正在盘旋的军中战鹰，不正是在他们这些普通地勤战士的托举下，才展翅高飞的吗？

跑道号的秘密

无论民用机场还是军用机场，跑道上都画有各种线条和字符，其中，跑道两端的数字最能引起人们的好奇。这个数字叫做跑道号，是由跑道所指方向与当地的地球磁场线方向的夹角确定的。这个夹角是一个重要的飞行参数，叫做磁偏角，取值在0°～360°之间。将这个角度值除以10后四舍五入，得到的就是跑道号。由于在同一条跑道不同的两端起降时，所面对方向的磁偏角会恰好相差180°，所以，同一条跑道两端的跑道号也会恰好相差18。怎么样，下次坐飞机时记得亲眼确认一下吧！

联合粉磨开路磨系统增产与调整 篇5

近几年来,设计生产规模60万吨/年的水泥粉磨站,大多采用Φ3.2×13m管磨机。生产工艺流程中,既有双闭路粉磨工艺系统[辊压机+动态或静态分级机+管磨机+高效选粉机,其中辊压机与动态分级机(打散分级机)或静态分级机(V形选粉机)组成磨前闭路、管磨机与高效选粉机组成闭路];也有单闭路粉磨工艺系统(辊压机+动态或静态分级机+开路管磨机);此外还有普通的一级闭路和开路粉磨系统,在此不赘述。前两种粉磨工艺系统各有其特点:单闭路系统总装机功率低于双闭路系统,且流程较简单;从大幅度增产角度来看,双闭路粉磨工艺系统大多采用静态分级机(V形选粉机)对辊压机挤压后的物料进行风选分级,入磨物料切割粒径一般≤0.5mm且颗粒较均匀,因粉磨过程中“过粉磨”现象减少,其系统产量潜力发挥明显高于单闭路粉磨工艺系统,粉磨电耗一般在28～33kWh/t水泥左右;当然,若单闭路粉磨工艺系统优化调整方法得当,其增产幅度也较大(>50%以上),粉磨电耗也可控制在28～30kWh/t左右。

以国内某单位双闭路粉磨工艺系统为例,其配置的辊压机功率+静态分级机(V形选粉机)循环风机功率=1220kW;另一单位的单闭路粉磨工艺系统中辊压机功率+静态分级机(V形选粉机)循环风机功率=1320kW;上述两个系统中Φ3.2×13m磨机台时产量均在120t/h左右。而本文中探讨的某粉磨线单闭路粉磨系统中辊压机功率+动态分级机(打散分级机)功率=575kW,与上述两个系统的预粉磨及分级设备的装机总功率相差较大,分别低645kW及745kW;从分级设备工艺特性分析:打散分级机系统总装机功率小、分级电耗较低,由于以机械式筛分为主,故分级精度较差。经打散分级的入磨物料切割粒径在2.0mm左右,但其中尚有少部分>5～8mm颗粒入磨,磨机一仓中仍需要配用Φ70mm钢球;打散分级机内筛板磨损量大,该系统增产幅度一般为磨机设计能力的30%～50%左右。而采用静态分级机(V形选粉机),该分级设备工艺特性是在风选中打散分级,克服了机械式筛分的缺陷,分级精度显著提高,分级后的入磨物料切割粒径在0.5mm左右,颗粒均齐性好;但因循环风机功率配置较大,且风机管道较长、转弯较多、系统阻力大、风机叶轮及管道磨损量大、分级系统电耗高于打散分级机。V形选粉机适用于物料通过量至少为磨机最大产量2倍以上的辊压机(现阶段配置的辊压机物料通过量已是磨机最大产量的5倍以上)。基于高效率的料床粉磨特性,辊压机的电能利用率比管磨机高得多。据粉磨统计资料显示,辊压机每投入1kWh/t吸收功,后续管磨机可节省2～3kWh/t;所以,磨前辊压机做功越多,磨机的增产、节电幅度越大。根据粒度系数计算可知,入磨物料粒径≤0.5mm时,磨机台时能力可达到其设计产量的2倍甚至以上,即实现系统产量翻番,这与实际生产数据相吻合。

现以某粉磨站单闭路粉磨工艺系统为例,分析探讨增产调整过程中遇到的共性问题及其改进的技术措施与达到的增产效果。

2 粉磨工艺系统主机配置及相关技术参数

该粉磨线采用挤压联合粉磨单闭路工艺系统。配用120-50辊压机(物料通过量150～170t/h、装机功率250kW×2);550/120打散分级机(处理能力>150t/h,装机功率45kW+30kW);Φ3.2×13m开路三仓高细水泥磨(设计生产能力60t/h、主电机功率1600kW、电压10kV、设计装载量125t、主减速器JDX1000、速比i=7.1);磨尾收尘器(风机型号4-72、风量35000～50000m3/h、风压1770Pa、电机功率37kW)。

采用新型干法窑熟料与粉煤灰、电厂炉渣、石灰石、石膏共同粉磨。生产P·C32.5级水泥(成品细度控制80μm筛佘≤2.50%),台时产量75t/h;P·O42.5级水泥(成品细度80μm筛余≤1.50%),台时产量66t/h。

Φ3.2×13m开路磨机磨内工艺技术参数及各种物料化学成份分析结果见表1、表2。

经取样测定粉煤灰80μm筛余在22.2%～36.9%之间,单独计量配料不经过辊压机直接入磨。多次直接抽取入磨物料测定综合水份一般均在1.50%以下,水份较小,料干。

通过对该单闭路粉磨工艺系统分析认为,影响磨机台时产量的主要因素有以下几个方面:

(1)辊压机挤压物料时工作压力不足6.5MPa,即使入机物料粒径与辊缝在正常范围,运行中工作压力也只有5.5～5.8 MPa,压力偏低则挤压效果差,经打散分级后的入磨物料细度80μm筛余在64%左右,细粉物料少,成品率较低。

(2)造成入磨物料细度偏粗的另一个原因是:打散分级机配置的内筛板缝偏大,原设计装机为8mm。经分级后入磨物料经水洗烘干后观察,其中粗颗粒(>5mm占10%左右)含量偏多。应为辊压机工作压力低和打散分级机内筛板缝偏大所致。

(3)生产操作中用风不合理,磨尾拉风过大,在40～45Hz,磨内理论风速达1.8m/s,导致磨内物料流速过快,成品细度跑粗。为保证水泥细度合格,被迫降低磨机产量。

(4)入磨粉煤灰计量稳流措施差,时有冲料或断料现象,料流不够稳定。

(5)磨内物料流速过快与研磨体级配不合理,导致磨机各仓功能划分不够清晰,不能实现有效的“分段粉磨”,水泥磨细程度差,3～32μm有效颗粒含量偏少,只有57%左右。

(6)所用研磨体质量差,硬度偏低、变形多、粘灰、表面光洁度不好;实际生产应用的球、段磨耗量大(达200～300g/t水泥)、磨耗成本高。球、段表面粘附后,严重影响粉磨效率。

3 改造与调整措施

针对上述存在的不良状况,需对该粉磨系统进行改造,主要采取了以下技术措施:

(1)调整后,辊压机现场工作压力由5.5MPa上升至6.5～7.5MPa,物料挤压效果显著提高,料饼中细颗粒含量明显增多,为打散分级机有效分级奠定了良好的基础。

(2)打散分级机对物料的分离特性是以机械式筛分分级为主,并与风轮结合实现部分风选细粉为辅;与V形选粉机相比,分级精度较低,入磨粒度较大。根据辊压机循环负荷及提升机能力核算,物料循环过程中提升能力富裕较多,且入辊压机的物料水份较小,可以通过适当降低打散分级机内筛板缝尺寸,缩小入磨物料粒径。为此,将打散分级机内筛板缝由8mm改为5mm,并将内锥筒高度加高130mm,以提高打散分级效果。

经对辊压机和打散分级机进行技术处理后,入磨物料粒径明显减小,>5mm颗粒含量降到5%以下,细粉含量增加,入磨物料80μm筛余由64%降至52%左右。

(3)根据磨物料综合水份小,混合材中粉煤灰较细且掺量多,其矿相中所含球形玻璃体硬度高,易磨性差,在磨内流动性好的特点,将第一道筛分隔仓板内筛缝宽度由4mm改为2mm,有效抑制料流中的粗颗粒,实现研磨体对物料的“分段粉磨”,在提高各仓磨细能力的同时,磨内截面通风状况趋于均匀。

(4)管磨机粉磨物料过程中,研磨体内在质量的优劣要占影响产量因素的一半以上。为此,一仓、二仓改用机械性能优良的高铬合金铸铁(HRC≥60)研磨体,粉磨物料时具有良好的表面光洁度,避免表层粘附造成对研磨物料的缓冲;因改用后的研磨体硬度较高、磨耗降低(单仓<50g/t水泥),从而能使磨机长期保持高而稳定的粉磨效率。

(5)因调整后的入磨物料细粉含量增加、粗颗粒减少,将磨内一仓、二仓研磨体级配作了相应调整,增大其研磨能力;一仓最大球径由Φ70mm降为Φ60mm,并引入部分Φ20mm球,以适应粉磨掺有较多粉煤灰的水泥的要求,平均球径由44mm缩小至38mm;二仓平均段径也由16.7mm降至13mm;并对第三仓微段进行补充,Φ12×12mm、Φ10×10 mm微段各补入5.0t,第三仓装载量保持80t左右,全磨总装载量138t。调整后的研磨体级配见表3。

(6)改进入磨粉煤灰计量与输送,均匀稳定粉煤灰下料。

(7)合理调整用风,通过收尘风机变频调速控制磨尾拉风量,保持磨内风速在0.85～0.92m/s左右,一般在20～25Hz左右频率即可满足磨内通风要求。

(8)辊压机运行操作中,稳定称重仓料位在60%～80%,使下料筒内保持一定的料压,实现对辊压机的过饱和喂料,使辊压机多做功,控制辊压机主电机运行电流至少达到其额定电流的60%～80%。

辊压机取代磨机一仓的破碎功能后,相当于使后续的管磨机多出一个细磨仓,细磨能力和产量显著提高,可实现系统节能最大化。

通过采取以上改进与调整技术措施,Φ3.2×13m开路磨机生产P·C32.5级水泥(80μm筛余≤2.50%)台时产量从75t/h提高至91t/h左右;P·042.5级水泥(80μm筛余≤1.50%)台时产量也由66t/h提高至75t/h。若按实际生产能力60万t/年计,与改造前相比,由于增产因素,全年可节电300万kWh,节电价值达180万元。改进后P·C32.5与P·O42.5级水泥配比见表4。改进后具体技术指标见表5。

管磨机粉磨效率与磨内所装载的研磨体总表面积的0.7次方成正比,研磨体的总表面积越高,粉磨效率也越高。在采用优质耐磨研磨体的前提下,对辊压机及打散分级机系统进行必要的改进,有效降低入磨物料粒度,提高入磨细粉比例。同时缩小一仓平均球径和二仓平均段径,并适当增加第三仓微段装载量,最终目的是通过增加研磨体的个数,提高研磨体总表面积,增大其对物料粉磨过程中的“集群效应”,以稳定提高粉磨效率。所以,在管磨机主电机和减速器承载能力允许和不改变系统装机总功率的条件下,适当增加磨内研磨体装载量,提高研磨体与被磨物料之间的接触、粉磨面积,充分挖掘管磨机的生产潜力、有效降低粉磨系统电耗。

按一般经验来讲(以P·C32.5级水泥为例),当入磨物料综合水份≤1.50%,由120-50辊压机与550/120打散分级机和Φ3.2×13m开路管磨机组成的联合粉磨单闭路工艺系统,其台时产量增加系数一般为磨机研磨体总装载量的0.6-0.7倍左右,本文中的P·C32.5级水泥台时产量91t/h,其系数在0.66左右;而由辊压机与静态分级机(V形选粉机)和Φ3.2×13m开路管磨机组成的单闭路粉磨工艺系统,其台时产量增加系数一般与管磨机装载量基本接近或略有富裕,大约在0.85～1.10倍左右;如某单位配置物料通过量350 t/h约为磨机台时产量的3倍左右的140-80辊压机与静态分级机(V形选粉机)和Φ3.2×13m双滑履开路三仓管磨机组成的单闭路粉磨工艺系统,磨机功率1600kW、研磨体总装载量120t左右。生产P·C32.5级水泥比表面积380m2/kg,台时产量保持125t/h左右,最高达135t/h,系统电耗30.6 kWh/t左右,产量增加系数为1.04～1.125;生产P·O42.5级水泥比表面积410m2/kg,台时产量保持105t/h左右,最高达115t/h,系统电耗27.0kWh/t左右,产量增加系数0.875～0.96。此外,该磨机配置的由不同厂家制造的1600 kW (电压10kV)主电机,其额定电流值大致分为108～119A六个左右等级,一般规律是每增加或减少1 t研磨体,主电机工作运行电流上升或下降0.6～0.8A左右,因主电机、减速器与边缘传动齿轮在出料端,提高磨机第三仓装载量比增加第一仓装载量,对磨机主电机工作运行电流上升幅度的影响要大些。

生产实践证明,辊压机与静态分级机(V形选粉机)配套的单闭路或双闭路粉磨系统,因前置辊压机处理能力大,且经风选分级后的入磨物料切割粒径小且均匀,可使磨内研磨体平均直径进一步缩小,对物料磨细能力显著提高,磨机增产系数明显高于动态分级机(打散分级机)配置的联合粉磨工艺。

4 结束语

水泥联合粉磨工艺增产节能是一个系统工程,为充分发挥系统生产潜力,大幅度提产降耗,应重点做好以下各方面工作:

(1)稳定称重仓料位。实现对辊压机的过饱和喂料(前提是入称重仓的物料粒度不能太小,粉状料要少,否则辊压机做功少)辊压机做功越多,利用率越高,整个粉磨系统增产节电效果越显著。

(2)在入磨物料综合水份小,且循环提升机输送设备有一定富裕量时,打散分级机内筛板缝宽度应适当缩小(有的企业同型号打散分级机内筛板缝采用4mm);并适当增加内锥筒高度,提高入磨物料细粉含量。

(3)对筛分隔仓板及内筛板缝宽尺寸进行改进,使其对一仓内细度合格物料进行强制筛分分级后进入第二仓,实现磨内“分段粉磨”,充分发挥各仓的粉磨功能。

(4)对于较大粉煤灰掺量的水泥管磨机,其仓长比例分配规律类似于矿渣微粉磨机,一仓有效长度不宜太长,一般取2.5～2.75m,仓长比例20.41%～22.45%左右。第三仓有效长度不宜过短,应占磨机总有效长度的55%以上,即第三仓的研磨体装载量也应占全磨总装载量的55%以上,以提高细磨能力。

(5)在不改变系统装机总功率的前提下,积极采用机械性能优良的高硬度研磨体,并适当增加研磨体装载量,可稳定提高粉磨效率。

(6)打散分级机分选后回称重仓的物料中仍存在一部分<3mm的颗粒物料,条件具备时,建议增加一道3mm孔的筛分设备,使<3mm的较细颗粒全部进入磨机,降低辊压机系统循环负荷,进一步提高挤压效果及磨机台时产量,降低粉磨电耗。

(7)当发现研磨体表面由于细粉粘附而降低粉磨效率时,可以引入性能良好的助磨剂解决之。

摘要：以生产规模60万吨/年水泥粉磨生产线配置120～50辊压机与动态分级设备(打散分级机)和φ3.2×13m开路三仓高细管磨机组成的单闭路粉磨工艺系统为例,论述总结了实际生产过程中粉磨系统存在的共性问题及其改进所采取的技术与调整措施,并进行了相关的技术经济分析。

关键词：分级效果,磨内改造,级配调整,分段粉磨

参考文献

[1]邹伟斌、邹捷Φ3.2×13m高细开流矿渣磨的试产与调整2009国内外水泥粉磨新技术交流大会论文集,中国硅酸盐学会科普工作委员会、国家建筑材料工业技术情报研究所,2009年5月.

调频广播开路监测技术指标分析 篇6

随着广播事业的不断发展,我国广播传输手段多种多样,目前,已经形成了一个有线、无线、卫星等多种传输覆盖并举,传统模拟与数字技术共存的庞大广播覆盖网。与此同时,广播监测技术随着广播传输和覆盖应运而生。

在广播监测系统中,对调频广播覆盖区域的开路测量,能够比较真实的检验调频广播发射系统中设备的运行状态和播出效果。其中,开路测量调频信号技术指标是非常重要的一个环节,其结果直接影响监测的准确性。因此,本文通过对信号接收链路原理和技术指标的理论分析,进一步阐述技术指标的实测方法。

1信号接收链路组成

目前,调频接收设备一般多采用超外差式接收原理,它的典型组成框图如图1所示。输入回路从天线上的感应信号中选出某一高频调频广播信号,送入混频器与本机振荡信号混频,产生一个调制内容相同的中频调频信号,经中频放大和限幅器后,由鉴频器解调输出音频信号。下面笔者对图1中的主要电路部分进行简单阐述。

1.接收天线

在广播信号接收中,主要靠接收天线实现,其作用是感应周围电磁波,并将其转换为射频电流,通过馈线传输给接收设备。因此,接收天线的选取至关重要,其结果直接影响监测指标的准确度。目前,根据无线传输特性分类,有环形天线、杆形天线、八木天线、半波对称阵子等多种型号天线,但考虑到测量环境的复杂性,监测设备最好采用环形天线,其接收测量受天线的高度和环境影响都比较小。

2.输入回路

输入回路也称天线回路,通常是一个带通滤波器,主要功能是选择所需要的节目信号,抑制不需要的信号和干扰,同时使天线阻抗与后级电路的输入阻抗相匹配,以传输最大的功率,避免信号来回反射。

3.混频和本振

本振通常是一个LC正弦波发生电路,给混频送出一个等幅的高频振荡信号。该频率通常比从输入回路选出的已调高频信号的载频高一个中频值。

混频器是一个非线性电路,它将本振产生的高频信号与前级电路送来的已调高频信号进行差频,产生一个已调中频信号,但信号的调制规律保持不变。

4.中频放大电路

中频放大电路是将混频器送来的已调中频信号进行放大。

5.限幅器

限幅器的作用是切除或削弱已调中频信号的寄生调幅干扰,这是与调幅接收机的本质区别。一般习惯把鉴频器之前的最末一级中频放大器作为限幅放大器,事实上,随着输入信号的增强,末级之前的中频放大器也将逐渐进入限幅工作状态。

6.鉴频器和AFC

鉴频器是非线性电路,其具有S形检波特性,当本振频率发生漂移时,经差频进入中放电路的信号频率将偏离10.7MHz,鉴频器便会有与频率偏移成正比的直流电压输出,此时,通过AFC电路可以纠正本振的频率漂移。

7.立体声解码电路

对于普通调频接收机通过鉴频器,经图1中虚线传输,将解调后的信号送到单声道音频处理电路。对于调频立体声接收机而言,鉴频器输出的立体声信号经立体声解码电路,解调出左右两声道音频信号,分别送到左右两路音频处理电路进行处理。

2主要监测指标

2.1载波电平

在广播系统中,已调信号又称射频信号,在时域上,已调信号的变化趋势是一种等幅度的疏密波,其瞬时频率随调制信号的振幅成正比例变化的,瞬时频率的变化速度正比于调制信号的频率,需要传输的信息就寄寓在已调信号频率的瞬时变化之中。

监测设备接收信号主要通过接收天线将接收的电波能量转变成射频电流,再经馈线将射频信号送到接收设备输入回路,此时采集到的信号电平,即为载波电平。虽然,人们经常采用场强的大小代表接收信号的强弱,并用其衡量一台发射机运行状态的重要指标,但对于监测设备而言,是无法直接采集到场强值的,而是先通过采集到载波电平值,再进一步通过函数关系式转化得到。

在阻抗匹配条件下,通过接收天线采集的电平值,即为载波电平,与场强的关系如下:

其中,S为载波电平(dBμV),E为接收点场强(dBμV/m),λ为天线工作波长,G为天线增益(dB),Lf为接收馈线损耗(dB),6为载波电平S换算天线输出端开路电压值(dB)。

通过上式可以计算出场强值,该值可以作为判断无载波的依据,当所测场强值低于监测设备的门限要求,监测系统进行无载波报警。

另外,监测设备测量得到的场强值与设备所放的位置及接收天线高度有关,视距内场强的计算公式为:

其中,ht为发射天线高度,hr为接收天线高度,λ为接收信号波长,Pe为发射机实际辐射功率,R为电波传播视距,具体计算公式:

通过计算公式(2)和(3),可以得到发射机的实际辐射功率的计算公式:

综上所述,根据监测设备采集得到载波电平,可进一步得到该点场强值,再根据公式(4)可以进一步推算出发射台站的实际发射功率。

以上的论述均基于理想化的理论分析,在实际测量环境中,开路测量载波电平会受很多因素的影响,例如测试环境、地形、建筑物和季节等因素限制,往往只能测量接收点的相对电平值,而不是真正意义上的载波电平指标,这类测量得到的瞬时值意义不大,一般也达不到准确测量的要求,需要结合实际的工作状态和需求,积累历史数据,进一步对比分析出较该指标的变化规律。

2.2调制度

调制度是体现一台发射机是否满调制发射的指标,直接影响广播信号的接收与发射效果。为了便于分析,本文针对调制信号为余弦的特殊情况进行讨论。设调制信号的表达式为:

式中,Uam为调制信号的振幅;Ωa为调制信号的角频率,其中Ωa=2πFa,Fa为调制信号的频率。

又设载波信号的表达式为:

其中,Ucm为载波信号的振幅;ωc为载波信号的角频率,ωc=2πFc,Fc为载波信号频率。

调制信号对载波信号进行调频后的调频信号表达式为:

其中,Δωm为调频信号角频率的最大频偏。Δωm=2πΔfm,Δfm为调频波载波频率的最大频偏。mf为调制指数,表达式为:

调频信号的调制度计算公式为:

(9)

式中,额定最大系统频偏根据不同的系统会有所不同,我国对此有相关规定,在调频广播系统中,最大频偏为75kHz。

以上是基于余弦信号本身特性及我国的相关规定进行论述,此外,为了维护空中无线电波秩序,防止电台间的相互干扰,美国联邦通信委员会(FCC)对此也有严格的规定:正常的调频广播调制度,在任何情况下不得超过100%,即使增加使用无线电广播数据系统(RBDS)和辅助通信业务(SCA),也不要超过110%,同时又规定:在频繁出现的波峰点上的调制度通常不低于85%。在技术上,通过音频处理器或限幅器提高信号的平均调制度,使信号平峰比缩小,有效的提高响度,同时防止过调制占用太宽的频谱,对邻台造成干扰。

在精度要求比较高的情况下测量调制度时,一般均采用专业的频谱仪才可以得到,但频谱仪的价格比较昂贵,若采用普通的监测设备测量该指标,理论上是不可能测得到的,基本采用解调后的复合信号进行标定代替。在实测环境中,该指标也需要积累历史数据来分析变化规律。

2.3载噪比

众所周知,调频广播的调制方式是使载波的瞬时频率随调制信号的幅度大小而变化,而载波的幅度保持不变。在信号解调时,可采用限幅器来抑制干扰和噪声,所谓的干扰或噪声,其实并没有本质区别,只是习惯上将外部来的称为干扰,内部产生的称为噪声。

载噪比是衡量噪声对载波的损伤程度,也是衡量广播传输系统性能好坏的重要指标,同时也是作为信号收听效果的重要判断依据。其定义为信号载波功率PC与噪声功率PN之比,用dB数表示。

其中,Uc为载波电平,UN噪声电平。

与调幅波相比,调频波具有较强的抗干扰能力,在调幅系统中,为了减小失真,调制指数ma不能大于1,然而在调频系统中,调制指数mf可以远远大于1。因此,在载噪比较大的情况下,通过解调输出的信噪比,调频波要比调幅波高mf倍,相应的抗干扰能力也提高了mf倍。但是,调频制抗干扰能力的提高是有条件的,在调频指数较大的情况下,当载噪比低于某一门限值时,信噪比将急剧下降,如图2所示,这就是所谓的调频制门限效应,只有当载噪比在门限值以上才能正常接收,这也是调频制的一个缺点,调频指数mf值不同,门限点也是不同的,mf越大,门限越高,即接收弱信号的能力越差。因此,调频指数与该指标是相互制约的关系。

在广播监测系统中,通过监测该指标可以判断广播信号的收听效果,其测量变化规律比测量瞬时值的意义大很多,因此,也是需要长期跟踪监测,并积累历史数据的技术指标。2.4左右声道电平

对于调频广播而言,测量射频信号可以检验出发射机是否开关机或是有无载波,却不能反映音频信号是否正常播出,如果进入发射机的节目源丢失,而此时载波信号正常,即有载波无调制,就无法判断节目信号的好坏了。所以,还需要对解调后的左右声道电平进行分析,才能解决此问题。因此,监测左右声道电平这个音频指标参数是很有必要的。

在调频立体声广播中解调左右声道电平的原理很简单,如图3所示。当监测设备接收到调频立体声广播后,经过混频、中放、限幅、鉴频得到一个频分复用信号,对频分复用信号通过滤波器进行相应的分离以恢复出和信号(L+R)、差信号(L-R)的已调信号和19 kHz的导频;然后将19 kHz的导频经二次倍频得到的相干载波对差信号(L-R)的已调信号进行相干解调;最后经过和差运算恢复出左声道信号L和右声道信号R。

事实上,左右声道电平就是音频信号的响度值,通过此指标可以判断静音、单声道、音量过低或音量过高等异常情况。同样,监测设备需要长期跟踪测量,积累数据才能分析其变化规律。

3结束语

本文从调频广播信号接收链路原理出发,具体阐述了监测设备在开路环境下,需要采集的四个重要技术指标。在实际测量中,需要结合监测设备自身性能,以及实际环境特点等,对四个指标进行长期跟踪采集,并积累历史数据才能分析出其变化规律,其分析结果不仅可以作为检验广播覆盖效果和排查发射机系统隐患的依据,还可以为后续的广播监测系统建设中技术指标分析提供参考。

参考文献

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[2]孙景琪主编.通信广播电路原理与应用[M].北京工业大学出版社.2003.

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开路先锋铁流后卫 篇7

1934年7月23日，鉴于第五次反“围剿”形势日益恶化，中共中央、中革军委发出训令：“红六军团离开现在的湘赣苏区，转移到湖南中部去发展广大游击战争及创建新的苏区”，“并由该地域向北与红二军团取得联系”。红六军团实际担负着中央红军长征先遣队的重任。

8月7日，红六军团9758名指战员，从江西遂川县横石出发，告别湘赣苏区，突围西征。18岁的王赤军（原名王赤兴）担任十七师侦察连连长兼政委。由于特殊原因，十七师侦察连也是军团直属侦察队，连长王赤军又兼侦察队长。他率领侦察员们事先摸清了敌情，引导部队连续突破4道封锁线，跳出国民党军8个师的包围。

离开熟悉的根据地和群众，在陌生地域长途征战，侦察连肩负着探路先锋的重任，是军团首长直接掌握并格外倚重的一支力量。王赤军率领100多人，时而化装侦察，时而进袭捕俘，机智灵活地摸清敌情社情，探明地形道路，搜集情报资讯，及时准确地为军团首长选择行军路线、制定作战部署提供依据。

8月20日，红六军团袭占新田县城。军团首长为争取先机，率部强行军于23日赶到零陵以北，准备抢渡湘江。此时，王赤军和侦察员查明敌情正发生急剧变化：湘军调集汽车紧急抢运，一个旅及保安部队已先于我军一天赶到湘江布防，一个师进至阳明山区；桂军一个师及民团正向道县、零陵前进；沿江船只都被拉到西岸；连日降雨导致江水暴涨，难以徒涉。接到侦察报告，军团首长当机立断，改变原定计划，转往阳明山区。

阳明山各个路口均被国民党军封锁。军团政委王震来到十七师侦察连，和王赤军一起在山民指点下摸出一条人迹罕至的小路，引导部队进入阳明山，准备开辟根据地。王赤军经过详细侦察了解到：阳明山地域狭小、人烟稀少，大部队难以回旋。一天后，红六军团东下阳明山，南进嘉禾，西上道县，与追堵之敌周旋一番，进入广西境内。

9月3日，中革军委通报了湘敌企图于黄沙河一带围歼红六军团的计划，指示“力求于全县、灌阳及全县（今全州）、兴安间渡河前进”。与此同时，王赤军和侦察员也已查明全县至兴安之间的湘江沿线并无国民党军主力防守，正是抢渡的极好时机。

4日上午，王赤军率侦察连化装成国民党中央军，由地下党员带路，来到湘江凤凰嘴渡口，喝令正在逼迫百姓构筑江防工事的保安团集合，然后亮明红军身份，收缴了全部枪支，夺取了渡口和船只，又如法炮制控制了对岸。接着，他们又探明上游不远的董家堰有一条滚水坝可供徒涉。当日，红六军团从董家堰浩浩荡荡地涉水过江。

中央代表任弼时过江后见到王赤军和侦察员，高兴地称赞：“你们为部队渡江创造了条件，赢得了充裕的时间，要为你们庆功！”

2个多月后，中央红军沿着红六军团西征路线，从大坪、屏山、界首、凤凰嘴等渡口强渡湘江，血战数日，折兵数万，艰难地突破了第4道封锁线。凤凰嘴渡口及上游董家堰滚水坝成为牺牲最惨烈的地方。相较之下，红六军团巧渡湘江，未发一枪一弹，不失一人一马，王赤军和侦察连功在其中。

护卫弼时 冲出险境

9月16日，红六军团袭占湖南通道县城。20日，红六军团转兵贵州，寻求与活动于黔东的红二军团（时称红三军）会合。国民党军判明红军意图，调集湘桂黔三省部队进行围堵。

10月4日，红六军团准备西渡乌江，先甩开追堵之敌，然后再与贺龙部队联络。然而，却接到中革军委电令：“桂敌现向南开动，红三军部队已占印江。六军团应速向江口前进，无论如何你们不得再向西移。”红六军团在坚决执行命令的同时，过于依赖上级情报，没有派出有力侦察，王赤军随军团部行动。部队行进到石阡县甘溪镇与桂敌第十九师遭遇，被截为3段。

暗夜中，弹片、子弹横飞，敌兵冲到距中央代表任弼时面前百米处。任弼时身边只有带着密电码的夫人陈琮英、警卫员余秋里、担架员毛少先和王赤军带领的几名侦察员，情况十分危急。任弼时镇定地说：不要紧，爬过山到“大地方”就行了，前面就是我们的部队！

毛少先背起身患疟疾的任弼时，余秋里紧跟其后，王赤军指挥几名侦察员一边开路，一边掩护，奋力冲出甘溪镇，爬上山去，与军团部会合，沿着军团政委王震挥刀砍出的路径向“大地方”转移。王赤军带领侦察员时而在密林中披荆斩棘、拓展通路，时而在战斗中与余秋里一起警卫安全，时而在行军中与毛少先搀扶任弼时攀越悬崖峭壁。任弼时拄着木棍一边行进，一边鼓励大家。

17日，红六军团主力再战甘溪，穿越石阡至镇远大道，突出重围。24日，红二、红六军团在印江县木黄镇会师。28日，两军从四川酉阳县南腰界出发，发动湘西攻势，配合中央红军西进。

从湘赣突围到黔东会师，红六军团连续征战70余天，行程5000余华里，冲破层层围堵，付出了巨大牺牲，从9700多人减员至3300余人，完成了中共中央、中革军委赋予的任务。西征路上，侦察连连长兼政委王赤军肩负重任，有勇有谋，侦察探路，为一年后继续长征积累了经验。

保卫苏区 血洒龙山

1934年12月，红二、红六军团建立了以永顺、桑植为中心的湘鄂川黔革命根据地。王赤军调任红六军团司令部侦察科科长，率领侦察部队在慈利县溪口担任苏区外围警戒。

1935年2月，湘鄂两省国民党军6个纵队向湘鄂川黔根据地发动进攻。3月，王赤军调任红六军团直属队党总支书记，组织直属队深入学习遵义会议作出的《中共中央关于反对敌人五次“围剿”的总结决议》精神，贯彻战略转移行动“必须是坚决的战斗的”而不是“惊慌失措的逃跑的以及搬家式的行动”的方针，带领直属队从永顺县塔卧镇疏散伤员，撤离医院、学校、兵工厂。

4月12日至15日，红二、红六军团在向鄂西转移途中，于桑植县陈家河、桃子溪连战连捷，歼灭深入苏区的鄂军第五十八师师部及两个旅大部，缴获山炮2门，收复桑植、永顺县城，扭转了被动局面。6月，红二、红六军团出击湖北宣恩，在忠堡歼灭鄂军第四十一师师部及一二三旅，俘虏中将纵队司令兼师长张振汉以下2000多人。王赤军率军团直属队参加了保卫苏区的历次战斗。

7月，龙山围困战期间，红六军团在湖北咸丰县胡家沟阻击向龙山增援之敌，十七师四十九团政委段培钦牺牲，王赤军临危受命，接任团政委。27日，红二、红六军团撤围龙山。28日，红二、红六军团与敌陶广纵队在龙山县招头寨遭遇，王赤军政委和刘转连团长率四十九团参加了一整天的激战，终于击退了敌军。任职仅仅12天的王赤军身负重伤。

8月，红二、红六军团在鄂西宣恩县板栗园歼灭国民党军第八十五师，击毙师长谢彬；在芭蕉坨击溃陶广纵队10个团。贺龙、任弼时、关向应、王震率主力乘胜出击石门、澧州、津市、临澧。同期，留守后方的红军学校在桑植县城再度开学，萧克军团长兼任校长，正在红军医院养伤的王赤军调任红军学校高级班政治指导员，忠堡战斗俘虏的国民党军中将纵队司令兼师长张振汉，被聘请为高级班战术教员。王赤军遵照贺龙、萧克的指示，带领高级班20多名师、团职学员，虚心向张振汉学习军事通用知识，了解国民党军与红军作战的战术原则。曾经担任过炮兵连政委的王赤军，还向毕业于保定陆军军官学校炮科的张振汉请教火炮性能与炮兵的组织、使用。两人朝夕相处，共同合作，把高级班办得有声有色。

战斗向前 吃苦在先

1935年9月，蒋介石调集130多个团，对湘鄂川黔苏区发动空前规模的“围剿”。11月19日，红二、红六军团从桑植县出发，实施战略转移。红军学校高级班的师、团指挥员毕业归队，高级班指导员王赤军随红六军团再次踏上远征之路。

红二、红六军团在连续突破澧水、沅水两道封锁线后，占领辰溪、浦市、溆浦、新化、兰田、锡矿山。王赤军随军团部驻防新化县城，宣传抗日救国，建立民众抗日组织，积极扩大红军。12月初，他被任命为十七师五十一团政治委员。

1936年1月3日，红二、红六军团进占晃县龙溪口等地。5日，红二、红六军团回师芷江县便水渡口，打击先期渡过沅水的国民党军李觉纵队第十六师。6日凌晨，敌第十九师、六十三师增援上来，红军由原定打1个师变成与3个师恶战。午后，已经连续战斗24小时的王赤军政委和团长贺庆积，率领五十一团勇猛突入敌纵深的山头阵地，陷敌于包围和恐慌之中。由于红军各部队均在激战中，没有后续力量支援五十一团巩固、扩大战果，五十一团在敌援兵反击下被迫退回原地。战斗中，王赤军身先士卒，冲锋在前，被子弹击中，伤及脊椎，血流如注。军团政委王震给王赤军做了简易包扎后，把他背下山，挽救了他的生命。红二、红六军团撤出战斗，进入贵州石阡休整。

2月上旬，红二、红六军团抢渡乌江上游的鸭池河，进占黔西、大定（今大方）、毕节。在萧克军团长指挥下，王赤军、贺庆积带领五十一团参加十七师抢占打鼓新场战斗、将军山进攻与防御战斗，为建立长征途中的临时根据地赢得了宝贵时间。红军在黔西、大定、毕节成立了苏维埃政权，组建了“贵州抗日救国军”等游击武装，扩充了5000多名新战士。

2月27日，红二、红六军团退出毕节，进入云贵高原的乌蒙山区，与国民党军5个纵队展开1个月的千里回旋战。在顶风冒雪、餐风露宿、连续行军、频繁作战的情况下，五十一团政委王赤军及时传达上级意图，深入进行政治动员，组织群众性的思想互助和体力互助，加强对新战士的帮助、教育，严格执行民族政策和群众纪律，号召党员、干部战斗向前、吃苦在先，使全团始终保持高昂的政治热情和旺盛的战斗意志。

3月下旬，红二、红六军团根据红军总部来电建议，决定北渡金沙江与红一、红四方面军会合。部队进入云南后，王赤军由五十一团政委调任十七师政治部副主任，几天后又下去担任四十九团政委。他带领四十九团昼夜兼程，日行百里，经盐兴、牟定、姚安、盐丰、宾川、鹤庆，于4月26日抵达丽江县石鼓渡口，在群众帮助下绑扎木排，凭借最原始的工具渡过万里长江第一湾。

从格罗湾到小中甸，要翻越海拔5300米的第一座大雪山，上下行军140华里。王赤军在高寒缺氧的雪山垭口宣传鼓动，解释不能停留、不能吃雪水的道理，发动党团员和体力强的同志帮助体弱有病人员。在中甸（今香格里拉）休整期间，他严格执行民族宗教政策和群众纪律，组织指战员了解藏民习俗，学习藏区生活经验，张贴标语、布告，申明红军取道藏区北上抗日的目的。部队宿营藏居，秋毫无犯；筹集粮食，照价付银；严防骡马啃咬青苗，严禁擅入经堂寺院，争取喇嘛、僧众的理解和帮助。5月13日，王赤军率四十九团进入定乡（今乡城）县城，藏族群众手捧哈达、糌粑热情欢迎。

穿越草地 团结北上

6月中下旬，王赤军带领四十九团，先后在甲洼、瞻化（今新龙）、甘孜县蒲玉隆与红四方面军第三十二军、第四军等部会合，受到红军总部和红四方面军指战员的热情欢迎。

25日，红六军团进行整编，取消团的建制，编为4个小型师，除十六师、十七师、十八师外，十七师四十九团编为新的师。四十九团一直是战斗模范团，因此红军总司令朱德命名由该团改编的新师为模范师。王赤军由四十九团政委改任模范师政治部主任。模范师成立第二天，红军总政治部参观团来到模范师，王赤军汇报了部队的历史和现状，请总政治部给予指导。他和师长刘转连、政委彭栋材、参谋长陈冬尧格外珍惜“模范师”的称号，带领该师在贯彻党中央北上路线、加强内部及与友军团结、遵守政策纪律、行军作战等各个方面真正成为模范。

7月1日，红二、红六军团齐集甘孜，2日与红四方面军隆重举行庆祝会师联欢大会。5日，红二、红六军团与第三十一军奉命组成中国工农红军第二方面军。直到这时，王赤军才得知身为红军总政委、红四方面军领导人的张国焘曾与党中央闹分裂，党中央率红一方面军主力已于去年9月到达陕北。在贺龙、任弼时、关向应、甘泗淇等方面军首长领导下，王赤军组织师政治部向部队进行团结会师的教育，宣传党中央北上抗日的正确路线和红军三大主力会师西北的重大意义，学习红四方面军英勇顽强的战斗作风和草地行军经验。

7月11日，红二方面军从甘孜县东谷出发，继红四方面军之后，进入草地北上。高原草地，荒无人烟，无遮无挡，雨雪冰雹时时来袭，红二方面军走了十几天才到阿坝。军团政治部秘书长王恩茂来到模范师，和王赤军一起进行收集粮食突击运动的动员，贯彻上级政治机关提出“粮食就是生命，粮食就是政治”的口号，组织各营、连千方百计收集每一粒粮食。

从阿坝出发继续草地行军，王赤军带领师政治部，沿途开展宣传鼓动，组织红军将士体力互助，收容掉队人员，掩埋牺牲同志的遗体，发现有的单位或个人断粮就及时组织调剂。全师彻底断粮后，他们挖野菜，烧牛皮，拾马骨，把草鞋、斗笠、腰带上的牛皮烧来充饥，不停地鼓励大家“走出草地就是胜利”。

8月12日，在草地尽头的包座，王赤军从模范师调任十七师政治部主任。他和师长贺庆积、参谋长刘忠带领部队夜闯俄界关卡，穿过天险腊子口，于8月25日抵达哈达铺。

9月，红二方面军出击甘南，攻占成县、徽县、两当、康县，建立了临时根据地。王赤军带领十七师政治部搞宣传，打土豪，助秋收，突击扩红，建立苏维埃政权。

9月下旬，国民党军大批部队围拢上来，企图隔断红二方面军。

10月3日，红二方面军总指挥部发布北进会合红一、红四方面军的命令。王赤军等带领十七师担任后卫，掩护主力北上。一路上，险象环生。7日，前卫十六师和军团直属队遭敌伏击，危急时刻，王赤军等率领十七师及时赶到，与十六、十八师合力杀出一条血路。他们在国民党军飞机狂轰滥炸和重兵追堵下，夺路而行，抢渡渭河，冲过西兰公路，连续作战，昼夜疾行。18日，红六军团主力在甘肃会宁县老君铺与红一方面军二师五团派来迎接的同志会合。次日，王赤军等带领后卫十七师的连以上干部赶到老君铺，参加欢迎大会。22日，红二方面军总指挥部及红二军团在宁夏西吉县将台堡与红一方面军会师。至此，红军三大主力胜利会师，结束了艰苦卓绝的万里长征。

11月，十七师政治部主任王赤军和十七师师长贺庆积、模范师师长刘转连、六军团政治部副主任李信、五师师长王尚荣、五师政委谭友林、六师十八团政委余秋里、四师十二团政委杨秀山等一批干部调入红军大学学习。临行前，红二方面军总指挥贺龙将长征中使用的一把勃朗宁手枪送给王赤军留作纪念，并将他的名字“王赤兴”改为“王赤军”，勉励他永远发扬红军长征的伟大精神。

抗日战争时期，王赤军历任抗日军政大学七队、九队队长，一大队政治处主任、政治委员，军委直属政治部副主任，军委三局副局长，八路军留守兵团警备一团政治委员，陕甘宁晋绥联防军直属政治部主任，警备第一旅兼关中军分区政治部主任，晋绥军区五分区司令员等职，参加了延安整风和中共七大。

解放战争时期，王赤军任西北野战军第三纵队独立第五旅政治委员，参加了转战陕北的诸战役。