發(fā)射臺(tái)自備應(yīng)急電源配置原則

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摘要：本文闡述了廣播電視發(fā)射臺(tái)自備應(yīng)急電源的配置原則、配置依據(jù)、配置方案和安裝接線要求，介紹了自備應(yīng)急電源設(shè)備的選型方法和選購(gòu)注意事項(xiàng)，并對(duì)自備應(yīng)急電源投入運(yùn)行后的維護(hù)管理提出了要求。

關(guān)鍵詞：自備應(yīng)急電源；配置原則；安裝；維護(hù)管理

1現(xiàn)狀分析

廣播電視發(fā)射臺(tái)安全不間斷播出是保證國(guó)家政令暢通，保證群眾享有國(guó)家基本公共文化服務(wù)的重要途徑。惠家塬發(fā)射臺(tái)地處偏遠(yuǎn)山頂，其主要職能是為周邊村民提供廣播電視公共文化服務(wù)，但因資金投入不足等諸多原因，目前只有一路農(nóng)電供應(yīng)，每年夏季因周圍農(nóng)田灌溉用電量激增，導(dǎo)致欠壓、斷電事故頻發(fā)。在欠壓的情況下，會(huì)造成發(fā)射設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定，輸出功率不達(dá)標(biāo)，同時(shí)也嚴(yán)重影響著設(shè)備壽命，一旦市電失電，必然造成停播，嚴(yán)重影響發(fā)射臺(tái)的安全不間斷轉(zhuǎn)播工作。臺(tái)站平均每年因電力突發(fā)事故導(dǎo)致的被動(dòng)停播，占總停播比例的80%。《廣播電視安全播出管理規(guī)定》無(wú)線發(fā)射臺(tái)實(shí)施細(xì)則規(guī)定：三級(jí)保障等級(jí)以上，尤其是單路供電的廣播電視發(fā)射臺(tái)必須配置自備電源。自備電源是臺(tái)站安全播出設(shè)施及相關(guān)管理中的重要環(huán)節(jié)，合理配置應(yīng)急電源，是供電不穩(wěn)定情況下確保不間斷安全播出的重要保障手段，能夠有效提升發(fā)射臺(tái)應(yīng)對(duì)突發(fā)電力事件的能力，有效避免因電力中斷引發(fā)的安全播出事故。

2配置原則和依據(jù)

（1）配置原則發(fā)射臺(tái)自備應(yīng)急電源配置必須遵循安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理的原則，一是自備應(yīng)急電源的容量，要滿足全部保證安全播出的負(fù)荷的正常運(yùn)行；二是自備應(yīng)急電源的配置要根據(jù)保證安全播出的負(fù)荷的特性，根據(jù)啟動(dòng)時(shí)間、持續(xù)供電時(shí)間、切換方式、電能質(zhì)量、適應(yīng)場(chǎng)所等多種技術(shù)性能，進(jìn)行綜合考慮分析，科學(xué)合理選擇應(yīng)急電源的種類；三是自備應(yīng)急電源設(shè)備，必須符合國(guó)家相關(guān)的安全、消防、節(jié)能、環(huán)保等技術(shù)規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確保應(yīng)急電源安全可靠。（2）配置依據(jù)配置自備應(yīng)急電源，必須依據(jù)《廣播電視安全播出管理規(guī)定》和《重要電力用戶供電電源及自備應(yīng)急電源配置技術(shù)規(guī)范》。

3配置方案

惠家塬發(fā)射臺(tái)為市級(jí)二級(jí)發(fā)射臺(tái)站，發(fā)射系統(tǒng)重要負(fù)荷允許斷電時(shí)間為分鐘級(jí)，結(jié)合當(dāng)?shù)厥须姷碾娔苜|(zhì)量、供電特性以及以往失電經(jīng)驗(yàn)綜合考慮，發(fā)射臺(tái)應(yīng)配置2種自備電源：一是在線式UPS不間斷電源，用以連接重要設(shè)備的市電進(jìn)行穩(wěn)壓穩(wěn)頻處理以及市電與自發(fā)電之間的無(wú)縫切換；二是柴油發(fā)電機(jī)組，用以保證在市電長(zhǎng)時(shí)間斷電的情況下，保障重要負(fù)載的電力供應(yīng)不間斷。

3.1自備應(yīng)急電源配置技術(shù)要求

自備應(yīng)急電源配置技術(shù)要求：一是自備應(yīng)急電源在時(shí)效上，必須符合重要負(fù)荷允許斷電的時(shí)間要求；二是自備應(yīng)急電源的功率容量，必須滿足設(shè)計(jì)負(fù)荷要求；三是自備應(yīng)急電源提供的電能質(zhì)量和持續(xù)供電，要滿足負(fù)荷要求。

3.2自備應(yīng)急電源安裝要求

《重要電力用戶供電電源及自備應(yīng)急電源配置技術(shù)規(guī)范》的要求有以下6個(gè)。一是自備應(yīng)急電源和市電電源要分別獨(dú)立設(shè)置開關(guān)，二者不能共同使用，要在自備應(yīng)急電源系統(tǒng)與市電電源系統(tǒng)之間設(shè)置一個(gè)明顯的斷開點(diǎn)，以防自備應(yīng)急電源向電網(wǎng)進(jìn)行反向送電。二是要對(duì)手動(dòng)操作開關(guān)配置機(jī)械閉鎖裝置，要對(duì)電動(dòng)操作開關(guān)設(shè)置邏輯控制或電氣閉鎖裝置，確保在市電電源開關(guān)不退出運(yùn)行時(shí)，備用電源開關(guān)就不能投入運(yùn)行；或備用電源不退出運(yùn)行時(shí)，市電電源也不能投入運(yùn)行。三是為了盡量縮短供電中斷的時(shí)間，我們?cè)O(shè)置了雙電源自動(dòng)切換裝置，保障負(fù)載在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)安全高效運(yùn)行。四是設(shè)置了市電電源、備用電源電壓監(jiān)視裝置，確保在雙電源自動(dòng)切換狀態(tài)下，當(dāng)市電電源、備用電源都不能正常運(yùn)行時(shí)，任何一路電源開關(guān)不能出現(xiàn)自動(dòng)合閘；當(dāng)有一路電源具備運(yùn)行條件時(shí)，必須經(jīng)過人工操作，才能投入運(yùn)行，防止設(shè)備突然加壓，造成人身傷害；當(dāng)市電斷電，備用電源起動(dòng)時(shí)，電壓監(jiān)視裝置監(jiān)視備用電源是否達(dá)到額定電壓，確保備用電源有足夠的容量，相對(duì)總負(fù)荷要有一定的冗余度，能保障大容量負(fù)荷的正常啟動(dòng)，之后，再逐路恢復(fù)負(fù)載供電，避免備用電源帶負(fù)荷啟動(dòng)。五是一路負(fù)載只能設(shè)置一個(gè)備用電源，不能同時(shí)設(shè)置幾路備用電源；當(dāng)負(fù)載回路短路或其他短路時(shí)，因故障不能及時(shí)根除，導(dǎo)致其電源失效時(shí)，要確保備用電源不會(huì)自動(dòng)投入運(yùn)行，以免造成事故或危險(xiǎn)。六是備用電源的保護(hù)裝置和保護(hù)動(dòng)作值的設(shè)置，要科學(xué)合理，確保自備應(yīng)急電源能長(zhǎng)久穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3自備應(yīng)急電源的選型

3.3.1柴油發(fā)電機(jī)組選購(gòu)注意事項(xiàng)柴油發(fā)電機(jī)是現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的一種小型發(fā)電設(shè)備，它是以柴油機(jī)為原動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的一種動(dòng)力機(jī)械，整套機(jī)組一般由柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、燃油箱、控制箱、啟動(dòng)和控制用蓄電瓶、應(yīng)急柜、保護(hù)裝置等部件組成。選購(gòu)柴油發(fā)電機(jī)組時(shí)，要注意以下7個(gè)事項(xiàng)。一是要注意kVA和kW的區(qū)別，kVA是視在功率，kW是有效功率，1kVA等于0.8kW，所以購(gòu)買時(shí)，要注意單位換算。二是要注意額定功率和備用功率的關(guān)系，備用功率為1.1倍的額定功率，備用功率只能在12小時(shí)連續(xù)運(yùn)行中使用1小時(shí)，切勿把備用功率當(dāng)作額定功率。三是注意區(qū)分柴油機(jī)的馬力與千瓦的關(guān)系，1馬力等于0.735kW，1kW等于1.36馬力，如把柴油機(jī)馬力當(dāng)作千瓦，容易造成選型功率冗余不足。四是柴油機(jī)功率與發(fā)電機(jī)的功率不能配置成一樣大，一般規(guī)定柴油機(jī)功率不小于發(fā)電機(jī)功率的10%，因?yàn)橛袡C(jī)械損耗，用小于發(fā)電機(jī)功率的柴油機(jī)來配置機(jī)組，俗稱小馬拉大車，容易導(dǎo)致機(jī)組壽命降低，維修頻繁，浪費(fèi)高額的維修費(fèi)。五是注意柴油發(fā)電機(jī)組的品質(zhì)，不能只關(guān)注柴油機(jī)或發(fā)電機(jī)品牌，不知道機(jī)組品牌，不知道產(chǎn)地，任何一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組不可能由一家企業(yè)獨(dú)立制作，我們應(yīng)該全面了解發(fā)電機(jī)組當(dāng)中的柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、控制柜的品牌。六是要注意柴油發(fā)電機(jī)組的“四保護(hù)”功能，即高水溫熄火保護(hù)、低油壓熄火保護(hù)、過電流熄火保護(hù)、過負(fù)載熄火保護(hù)，不要把不帶“四保護(hù)”的發(fā)電機(jī)組當(dāng)成保護(hù)功能齊全的發(fā)電機(jī)組。10kW以上的機(jī)組必須自帶普通儀表和空氣開關(guān)，大型發(fā)電機(jī)組和自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組必須具備四保護(hù)的功能。七是要注意發(fā)電機(jī)組的具體配件，比如有沒有消音器、油箱、輸油管、水箱、風(fēng)扇，用什么電瓶，用多大容量電瓶等。3.3.2柴油發(fā)電機(jī)組功率核算及技術(shù)要求惠家塬發(fā)射臺(tái)地處偏遠(yuǎn)，山高路陡，天然氣、市政供暖等管道鋪設(shè)代價(jià)高昂，后期維護(hù)困難，故臺(tái)站市政能源供應(yīng)只有電能，每到冬天，一旦市電斷電，職工無(wú)法取暖、做飯，基本生活受阻，更沒法正常工作，所以配置柴油發(fā)電機(jī)組的容量不僅要考慮發(fā)射系統(tǒng)用電，還要考慮工作人員的生活用電，尤其是冬季職工生活取暖用電。按照設(shè)備、工作、生活總用電量120%的冗余，確定柴油發(fā)電機(jī)組額定功率為250kW，額定電壓為三相四線制380V/220V，額定轉(zhuǎn)速為1500rpm；并且是可靠性高、維護(hù)簡(jiǎn)單、可長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的無(wú)刷全銅勵(lì)磁柴油發(fā)電機(jī)組。3.3.3UPS不間斷電源UPS不間斷電源是一種以逆變器和電池組為主要組成部分的恒壓恒頻的儲(chǔ)能裝置，可以為發(fā)射系統(tǒng)中特別重要的負(fù)荷提供不間斷的電力供應(yīng)。當(dāng)市電輸入正常時(shí)，UPS不間斷電源將市電穩(wěn)壓后，供應(yīng)給負(fù)載使用，此時(shí)的UPS不間斷電源就是一臺(tái)交流市電穩(wěn)壓器，同時(shí)它還給機(jī)內(nèi)電池充電；當(dāng)市電失電（事故停電）時(shí)，UPS不間斷電源立即將機(jī)內(nèi)電池的電能，通過逆變轉(zhuǎn)換的方法，繼續(xù)向負(fù)載供應(yīng)220V交流電，使負(fù)載維持正常工作，并保護(hù)負(fù)載軟硬件不受損壞。UPS不間斷電源對(duì)電壓過大或電壓過低，都能提供保護(hù)。3.3.4UPS不間斷電源容量及后備時(shí)間UPS不間斷電源是一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷供電，其供電范圍，包括發(fā)射系統(tǒng)前端全部節(jié)傳設(shè)備及中央級(jí)發(fā)射設(shè)備等。惠家塬發(fā)射臺(tái)特別重要負(fù)荷的總負(fù)載約為6kW,考慮當(dāng)?shù)厥须婋娔苜|(zhì)量，設(shè)計(jì)用在線式UPS不間斷電源（在線式UPS不間斷電源有較好的穩(wěn)壓穩(wěn)頻功能）。在線式UPS不間斷電源輸出功率因數(shù)為0.8，最佳工作狀態(tài)的負(fù)載為70%~80%，所以設(shè)計(jì)UPS不間斷電源的容量為9.375kVA，故選用10kVA的容量。考慮柴油發(fā)電機(jī)組在西北地區(qū)冬季極端寒冷天氣的情況下，啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)等因素，設(shè)計(jì)UPS不間斷電源的后備時(shí)間約為2小時(shí)，因?yàn)槠涑Ｓ玫膯喂?jié)電池電壓為12V，而電池組的電壓為192V，所以需要16節(jié)12V的電池。

4設(shè)備安裝與接線

4.1柴油發(fā)電機(jī)組的安裝與接線

臺(tái)站將柴油發(fā)電機(jī)安裝在發(fā)射臺(tái)后院的一間空房?jī)?nèi)，此房離發(fā)射機(jī)房約30m，方便向機(jī)房送電；發(fā)電機(jī)距市電變壓器約40m，相互間影響小；發(fā)電機(jī)距離職工辦公用房較遠(yuǎn)，產(chǎn)生的噪聲對(duì)職工辦公生活影響較小。柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)計(jì)有ATS雙電源切換柜，切換柜里面有2個(gè)核心部件，分別是隔離開關(guān)和電壓監(jiān)測(cè)控制器。柴油發(fā)電機(jī)的輸出連接雙電源柜的進(jìn)線，雙電源柜的出線通過地埋送到發(fā)射機(jī)房的配電柜，與市電進(jìn)入同一個(gè)總線端子。同時(shí)，從市電的總電源開關(guān)，引出一條電壓信號(hào)監(jiān)測(cè)線，接到柴油發(fā)電機(jī)房的雙電源控制柜的電壓監(jiān)測(cè)器，在市電失電的情況下，電壓監(jiān)測(cè)器監(jiān)測(cè)到市電電壓為零時(shí)，隔離開關(guān)斷開負(fù)載回路，將供電線路從市電切換到備用電源，此時(shí)柴油發(fā)電機(jī)組開啟，電壓監(jiān)測(cè)控制器在柴油發(fā)電機(jī)組輸出電壓穩(wěn)定后，才允許合閘，向負(fù)載送電。

4.2UPS不間斷電源的安裝與接線

設(shè)計(jì)的在線式UPS不間斷電源為節(jié)傳前端設(shè)備及中央8套和中央4套節(jié)目的2個(gè)頻點(diǎn)的2部發(fā)射機(jī)供電。從市電的負(fù)載端引出一根線連接UPS不間斷電源，UPS不間斷電源輸出連接前端節(jié)傳機(jī)柜和發(fā)射機(jī)1、發(fā)射機(jī)2。在UPS不間斷電源正常工作狀態(tài)下，3個(gè)負(fù)載端的供電都是必經(jīng)UPS不間斷電源(對(duì)3個(gè)負(fù)載起到穩(wěn)壓穩(wěn)頻不間斷供電），當(dāng)UPS不間斷電源發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)斷開UPS不間斷電源，從旁路直接向3個(gè)負(fù)載端供電，有效預(yù)防了UPS不間斷電源故障情況下，不會(huì)對(duì)負(fù)載產(chǎn)生影響。

5柴油發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行維護(hù)與管理

柴油發(fā)電機(jī)組安裝投入運(yùn)行后，其日常的管理與維護(hù)尤其重要，科學(xué)合理的管理與保養(yǎng)維護(hù)，可有效延長(zhǎng)機(jī)組的使用壽命。為此，我們制定了發(fā)電機(jī)管理制度、發(fā)電機(jī)房管理制度、手動(dòng)/自動(dòng)倒閘操作程序、控制和其他附屬系統(tǒng)的維護(hù)共4項(xiàng)維護(hù)管理制度，并懸掛于柴油發(fā)電機(jī)房。（1）發(fā)電機(jī)管理制度定期對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行安全檢查、預(yù)防性測(cè)試、啟機(jī)測(cè)試和切換裝置的切換測(cè)試等，做好安全用電隱患排查，使危險(xiǎn)因素處于隨時(shí)可控的狀態(tài)。一是檢查冷卻水位和水質(zhì)；二是定期清洗冷卻系統(tǒng)；三是檢查和調(diào)節(jié)風(fēng)扇皮帶的張力，檢查恒溫器；四是每周啟動(dòng)一次柴油發(fā)電機(jī)組，并運(yùn)轉(zhuǎn)15分鐘，檢查柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)及運(yùn)行情況，并做好記錄；五是在使用柴油發(fā)電機(jī)組時(shí)，要密切關(guān)注柴油發(fā)電機(jī)組的水溫、油溫、機(jī)油壓力及運(yùn)轉(zhuǎn)情況，并加強(qiáng)用電設(shè)備的巡查力度；六是定期（至少每年一次）進(jìn)行應(yīng)急演練。（2）發(fā)電機(jī)房管理制度平日應(yīng)鎖牢發(fā)電機(jī)房門，非工作人員不得進(jìn)入；發(fā)電機(jī)房要保持干凈整潔，不得堆放雜物；每日對(duì)發(fā)電機(jī)房及機(jī)房外圍環(huán)境進(jìn)行安全巡查，確保柴油發(fā)電機(jī)組、油箱、線纜的安全；夏季要注意觀察機(jī)房是否漏水；冬季要保證機(jī)房溫度，確保機(jī)組能隨時(shí)正常啟動(dòng)；觀察機(jī)房通風(fēng)系統(tǒng)是否正常。（3）控制和其他輔助系統(tǒng)的維護(hù)控制和輔助系統(tǒng)雖不是機(jī)組的主體，但要完成智能控制、自動(dòng)保護(hù)、轉(zhuǎn)換開關(guān)的連鎖控制、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)及傳輸、啟動(dòng)電池的充電等功能，離不開控制和輔助系統(tǒng)，它對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，其具體要求如下：檢查自動(dòng)啟動(dòng)、停止及ATS連控功能是否正常；定期進(jìn)行機(jī)組“四保護(hù)”功能模擬測(cè)試（高溫保護(hù)、低壓保護(hù)、過載保護(hù)、過電流保護(hù)）；檢查充電器和預(yù)熱單元是否正常；檢查機(jī)組參數(shù)的采樣及顯示是否正常。

6結(jié)語(yǔ)

電力供應(yīng)是發(fā)射臺(tái)正常運(yùn)行的安全保障，合理配置自備應(yīng)急電源，可有效應(yīng)對(duì)突發(fā)電力事件，可有效預(yù)防因電力中斷引發(fā)的停播事件，可有效提高發(fā)射臺(tái)安全播出的保障能力。

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作者：石景東 白虎平 白強(qiáng)強(qiáng) 李銳 趙婷 單位：榆林市廣播電視中心