信息化战争条件下人防工程战时电源的保障_电力系统装备杂志社投稿

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信息化战争条件下人防工程战时电源的保障

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信息化战争条件下人防工程战时电源的保障舒军(湖南省人防建筑设计院湖南娄底)摘要：人防工程在战时必须要有自己的电源保障措施，要充分考虑息化战争条件下的攻击情况，既要采用抗力型的防护电源。也要采用其它多种电源型式，来提高整体综合供电保障能力。关键词：信息化战争人防工程电力系统中图分类号：TMI文献标识码：A文章编号：I672--3791(2008)05(a)--0066--02人民防空工程(以下简称“人防工程”)要在战时能发挥正常的使用功能，电源能否保障是首要的任务，从信息化战争的特点来看，敌方首先通过信息的收集、分析，获取需要打击的地理目标，从美军作战的“五环目标理论”(目标指的是：国家指挥通信中心、能源设施、交通设施、民心、军事力量)来看，能源设施在战时是敌方重点打击的目标，敌方根据战争发展的需要，随时有可能将我方的电力系统电源破坏，所以人防工程在战时必须要有自己的电源保障措施。来确保战时人防工程的电力供应，确保人防工程在战时能发挥战备效益。现分四个方面对战时电源的保障进行分析：1当前人防工程对战时电源的保障措施当前人防工程战时电源的保障措施主要考虑了在核武器攻击下的情况，所以采取的措施也是针对核武器攻击下的情况，对常规武器的攻击基本没有考虑，保障措施大致有以下四种类型：11引接电力系统电源由发电厂、变电站、输电线、配电站等组成的电力系统电源是各类建筑工程内用电设备普遍使用的电源，在非战时情况下，当采用多路供电时，可靠性很高。在战时情况下，电力系统电源极易遭到常规武器或核武器的破坏，可靠性就很低；但在遭到破坏前，电力系统电源仍是优先使用的电源，战时的各级负荷均可使用电力系统电源供电。12人防工程内设置自备柴油发电站重要人防工程(即指挥T程、医疗救护工程中的中心医院和急救医院、建筑面积夫于5 oo0平方米的平战结合工程等)设置了具有与工程抗力一致的自备柴油发电站，与电力系统电源形成两路电源，当电力系统电源遭到破坏时，可立即启动自备柴油发电初组，由柴油发电机组供电，这类人防工程战时供电较有保障。1．3引接人防区域电源非重要人防工程靠引接人防区域电源来确保战时供电，它与电力系统电源形成两路电源；由于战时电源靠引接人防区域电源来解决，引接的线路可以从人防连接通道引接，也可以直接埋地引接，采用低压供电时，还要受到供电距离的限制，当供电距离较长时，还要供电端升压、用电端降压的措施来解决，所以可靠性较低，只能满足战时二级负荷用电的需要。14人防工程内设置蓄电池组非重要人防__[程由于一般不设置自备柴油发电站，战时二级负荷可依靠引接人防区域电源来解决，对战时一级负荷的供电，只能采用设置在人防工程内的蓄电池组来保障，由于蓄电池组设置在人防工程内，所以该电源是有保障的，但它有致命的缺点，供电时间有限，现行国家标准《人民防空工程设计规范"和“人民防空地下室设计规范》规定：与隔绝防护时间相一致。2信息化战争条件下电源保障的特点信息化战争最显著的特点是通过信，自、的收集和分析，确定打击目标，然后实施精确打击，普通人防1二程一般不是敌方打击的目标，人防j二程中有可能成为打击目标的主要是人防指挥工程。另。一方面人防工程也必须要考虑到核战争的威胁依然存在，电源的保障也必须要考虑到核战争的可能性。考虑到信息化战争的特点，人防工程的战时电源保障也应该是多样化，不能只采取一种有防核武器能力的电源保障，可以考虑常规武器非直接命中的其它电源保障形式。3信息化战争条件下现有电源保障措施存在的问题31柴油发电机组的排烟问题人防j_=程中指挥[程最易成为敌方的打击目标，指挥工程内设置柴油发电机组，在发电时排烟温度较高，极易被敌方发现指挥工程的位置，成为敌方打击的目标。32人防区域电源的引接问题从现行国家标准《人民防空工程设计规范》和《人民防宅地下室设计规范》实施以来的情况看，非重要_f_=程引接区域电源难以落实，一是区域电源没有哪一个建设方愿意投资建设，■是区域电源如何引接也是个问题，j：=程之间有连通道，则比较方便；如没有连通道，则比较困难，要在ib-政地面下埋地敷设，投资、协调等问题较多，_：l_=程建设方均将这些问题放到临战前解决，实际上没有落实，是虚的。66科技资讯SCIENCE＆TFCIINOLOGYINFORMA]ION33指挥工程不间断供电的问题人防指挥工程是所有人防工程中最重要的工程，战时的指挥通信是不允许中断的，否则后果严重，所以指挥通信设备的供电也是不允许中断的，依靠电力系统电源和自备发电机组两路电源供电，会出现短时中断供电的问题，对实现不间断的指挥通信是不允许的。34柴油发电站的冷却方式问题柴油发电站的冷却方式规定得不明确，风冷电站是否可行应加以明确。信息，化战争条件下的常规战争，地面基本上是没有污染的，发电机房是可以进行大风量通风降温的；就是在核武器或生化武器的战争条件下，靠大风量通风来降低柴油发电机房的温度，对机组的运行也是可行的，不会造成列’柴油发电机组的损害，造成的后果只是柴油发电机房与地面相比处于同一污染等级，但由于柴油发电机组设备性能的提高，只要柴油发电机组不发生故障，不需要人员进人柴油发电机房，柴油发电机房可以无人值班，特殊情况需要处理故障时，人员进人柴油发电机房时，可以进行个人防护，故对人员不会造成影响；而水冷柴油发电机房与地面相比处于轻微污染等级。4信息化战争条件下电源保障应采取的对策在电源保障l：必须要考虑到信息、化战争条件下的战争模式和核战争的威胁依然存在两方面的情况；电源的保障要从战时单一的防护型电源转变到既要有防护型r乜源，也要有其它形式的电源，将两者结合起来，采用多元化的电源。具体措施有以下几点：、41固定电站与移动电站相结合指挥工程、医疗救护工程中的中心医院和急救医院、建筑面积大于5000平方米的平战结合工程等重要的人防工程，为在战时能充分发挥战备效益，确保战时电源的可靠，应该设置了具有与工程抗力一致的自备柴油发电站，与电力系统电源形成两路电源，兼作战时的区域电源，对附近在低压供电范围|^J的的人防工程提供战时二级负荷的用电，一级负荷的用电，仍应由役(下转68页)ECHNOL00YINFORMA¨0N计算公式组卜型4zn劳誊彘tCh洲^∞，取mⅧ，。’熊．、，名据此可选择DS=60．5mn]、L=65mm，(DS十L=3932mm2)，铁心叠片厚度取0．35ram，取叠片系数kp=0．85，因此铁心K=度为。 l。嘲蝌|：慧一==|◇瓣珏键 k静根据主绕组额定电磁转矩Tem=Pem／ fit?，计算其所需的理想方波电流幅值l m+。计算有主绕组电流有效值hn=28．3A，则实际电流峰值im=Im／ki=56．6A。确定每相每极主绕组串联匝数N m=l4匝。主绕组导线选取直径为中0．7lmm的高温导线，预取电流密度为l2A／II]m2。考虑到实验电机的短时工作制，则选取主绕组每匝并绕的股数为6股，主绕组导线截面积为Sam=2．38mm2，电流密度为12．3A／mm2。悬浮绕组的功率按2500W设计，根据单方向最大径向悬浮力为1000N的要求预取悬浮绕组每极下的N b，计算电流大小，循环校正，可求出悬浮绕组每极匝数Nb=17匝，悬浮绕组电流有效值为ib=l5．U3A。悬浮绕组导线也选取直径为中0．7 l m n1的高温导线，同样预取电流密度为12A／n1Hi2。选取悬浮绕组每匝并绕的股数为3股，悬浮绕组导线截面积为Sa b1．19ram2，电流密度为12．6A／mm2。计算有主绕组和悬浮绕组每极的导线有效截面积为53．5ram2。电机基本尺寸确定：由于定子极弧为 pS=0．5，转子极弧系数为p r=0．33，则定子极宽bps=7．9ram，转予极宽bpr=7．8rnm；定子轭厚hcs=5．75min，转子轭厚hcr一5．75H1111，定予极高hS=24inlYl，转子极高 h r=5iylm；转子外径Da一60mm，转轴直径Dz一30ram。由此计算出单个槽面积理论值为 l55mm2，则定子铁心槽满率选取为0．35左右。考虑到电机转子在高速运行时对应力方面的要求，转子的优化设计主要从机械角度出发，这包括计算离心力的分布情况，尽量减小局部应力集中现象和瞬态机械响应问题；在高速运行时的转子张力问题，由于定、转子间比较小的气隙长度，因此需要计算转子的径向增长最，避免高速旋转时定、转了接触的可能性。无轴承开关磁阻电机转子的凸极结构，在高速旋转时，局工程技术部应力主要集中在转子极轭过渡部分和转子与轴的连接配合处。在给定的转了尺 i|-下，采用更多转子极数的开关磁阻电机可以减小最大应力。．参考文献【1]朱妮秋，等；无轴承电机的原理及研究现状，微电机，2000(06)[2]邓智泉，等；无轴承交流电机的原理及应用，机械科学与技术，2002(05)【3J朱馄秋；无轴承交流电动机的机理、研究和应用，电气时代2001(07)(上接66页)置在本工程|^J的蓄电池组提供。对与重要人防工程相距较远，无法低压引接区域电源的人防工程，可采用在该人防区片内规划设置区域固定电站，来解决该区片内战时人防工程的用电；也可分散设置移动电站，临战时解决各工程的战时用电。42有防护电站与其它无防护电站相结合除r人防工程设置的有防护的固定电站和移动电站外，考虑到信息化战争条件下常规武器的特点，在战时外界条件许可的情况下，可充分利用民用的无防护电站。4．2．1利用停车库存放移动电源当前在各类人防设防城市中，停车库分散设置在城市的各个角落，既有地面停车库，也有半地下停车库和地下停车库；在地下停车库中既有一般地下停车库，也有人防停车库。这些停车库在战时均是停放移动电源的理想场所，移动电源既可以是拖车式的电站，也可以是汽车电站等多种形式，这些产品是很普通的民用产品，在临战前可以很方便的筹划准备好，储存在停车库内，在战时城市的电力系统电源遭到破坏，且外界条件许可时，可随时机动到需要电源的人防工程处，供人防工程内各级负荷的用电需要。4．2．2利用民用设施的自备发电机组各类民用设施在平时根据各自的需要，设置有自备发电机组，此类建筑在各个城市中有相当的数量(如高层民用建筑、重要工厂等)，在战时常规武器攻击下，只要不是直接命中这类设施，这些发电机组在战时均是完好的，在国家处于战时紧急状态下，均可临时征用，为人防工程服务，只要平时预留好引接该类电源的措施。43采用多种类型电源对供电的连续性问题，可分为二类：4．3．1第一类是不允许中断供电的设备对不允许中断供电的设备采用不间断电源，日IJUPS(uninterrupted power supply)，该类电源足长期使用的，通常适刖于计算机等微电子设备(因为瞬间中断供电，也会造成数据的丢失)。4．3．2第■类足允许短时中断供电的设备该类有两种形式：第一种是采用普通蓄电池组，第二科，是采用应急电源，即EPS(emergency power supply o采用普通蓄电池组只能提供直流电源，通常适用于应急照明、通信设备等的用电需要。采用EPS，中断供电的时间仪是两种电源间切换的时间，一般吖i超过1秒，EPS只在正常电源停电时才投人使用，不是长期T作的，除了不适用于计算机等微电子设备外，适片=|了：照明、动力等所有用电设备。4．3．3第三类是允许较长时删中断供电的设备此类供电设备一般采用柴油发电机组，柴油发电机组启动需要一定的时问，通常从接到启动指令到启动成功，投人供电的时间在15秒左右，适用于一般用电设备68科技资讯SCIENCE＆TECHNOtOGYINFORMAIION的供电。4．4柴油发电站采用水冷与风冷相结合对柴油发电站的冷却方式，可采用水冷和风冷两种方式。对水源可以满足冷却需要的．仍建议优先采用水冷方式，使柴油发电机房处f轻微污染的状态。对水源难以满足冷却需要时，可以采用风冷方式，当战时受到常规武器攻击，非直接命中时，此时的柴油发电机房处于与地面相同的清洁状态，如受到非常规武器攻击时，则处于与地面相同的污染状态，当采用自动ft柴油发电机组时，机房可无人值守，对人员不会造成不良影响。参考文献[1]国家标准．人民防空工程设计规范．[2]国家标准．人民防空地下室设计规范(GB)．【3]南京军区司令部工程科研设计所，解放’理工大学电站柴油机消烟降温机组．