發射臺自備應急電源配置原則

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摘要：本文闡述了廣播電視發射臺自備應急電源的配置原則、配置依據、配置方案和安裝接線要求，介紹了自備應急電源設備的選型方法和選購注意事項，并對自備應急電源投入運行后的維護管理提出了要求。

關鍵詞：自備應急電源；配置原則；安裝；維護管理

1現狀分析

廣播電視發射臺安全不間斷播出是保證國家政令暢通，保證群眾享有國家基本公共文化服務的重要途徑。惠家塬發射臺地處偏遠山頂，其主要職能是為周邊村民提供廣播電視公共文化服務，但因資金投入不足等諸多原因，目前只有一路農電供應，每年夏季因周圍農田灌溉用電量激增，導致欠壓、斷電事故頻發。在欠壓的情況下，會造成發射設備運行不穩定，輸出功率不達標，同時也嚴重影響著設備壽命，一旦市電失電，必然造成停播，嚴重影響發射臺的安全不間斷轉播工作。臺站平均每年因電力突發事故導致的被動停播，占總停播比例的80%。《廣播電視安全播出管理規定》無線發射臺實施細則規定：三級保障等級以上，尤其是單路供電的廣播電視發射臺必須配置自備電源。自備電源是臺站安全播出設施及相關管理中的重要環節，合理配置應急電源，是供電不穩定情況下確保不間斷安全播出的重要保障手段，能夠有效提升發射臺應對突發電力事件的能力，有效避免因電力中斷引發的安全播出事故。

2配置原則和依據

（1）配置原則發射臺自備應急電源配置必須遵循安全、可靠、經濟、合理的原則，一是自備應急電源的容量，要滿足全部保證安全播出的負荷的正常運行；二是自備應急電源的配置要根據保證安全播出的負荷的特性，根據啟動時間、持續供電時間、切換方式、電能質量、適應場所等多種技術性能，進行綜合考慮分析，科學合理選擇應急電源的種類；三是自備應急電源設備，必須符合國家相關的安全、消防、節能、環保等技術規范和行業標準，確保應急電源安全可靠。（2）配置依據配置自備應急電源，必須依據《廣播電視安全播出管理規定》和《重要電力用戶供電電源及自備應急電源配置技術規范》。

3配置方案

惠家塬發射臺為市級二級發射臺站，發射系統重要負荷允許斷電時間為分鐘級，結合當地市電的電能質量、供電特性以及以往失電經驗綜合考慮，發射臺應配置2種自備電源：一是在線式UPS不間斷電源，用以連接重要設備的市電進行穩壓穩頻處理以及市電與自發電之間的無縫切換；二是柴油發電機組，用以保證在市電長時間斷電的情況下，保障重要負載的電力供應不間斷。

3.1自備應急電源配置技術要求

自備應急電源配置技術要求：一是自備應急電源在時效上，必須符合重要負荷允許斷電的時間要求；二是自備應急電源的功率容量，必須滿足設計負荷要求；三是自備應急電源提供的電能質量和持續供電，要滿足負荷要求。

3.2自備應急電源安裝要求

《重要電力用戶供電電源及自備應急電源配置技術規范》的要求有以下6個。一是自備應急電源和市電電源要分別獨立設置開關，二者不能共同使用，要在自備應急電源系統與市電電源系統之間設置一個明顯的斷開點，以防自備應急電源向電網進行反向送電。二是要對手動操作開關配置機械閉鎖裝置，要對電動操作開關設置邏輯控制或電氣閉鎖裝置，確保在市電電源開關不退出運行時，備用電源開關就不能投入運行；或備用電源不退出運行時，市電電源也不能投入運行。三是為了盡量縮短供電中斷的時間，我們設置了雙電源自動切換裝置，保障負載在最短的時間內恢復安全高效運行。四是設置了市電電源、備用電源電壓監視裝置，確保在雙電源自動切換狀態下，當市電電源、備用電源都不能正常運行時，任何一路電源開關不能出現自動合閘；當有一路電源具備運行條件時，必須經過人工操作，才能投入運行，防止設備突然加壓，造成人身傷害；當市電斷電，備用電源起動時，電壓監視裝置監視備用電源是否達到額定電壓，確保備用電源有足夠的容量，相對總負荷要有一定的冗余度，能保障大容量負荷的正常啟動，之后，再逐路恢復負載供電，避免備用電源帶負荷啟動。五是一路負載只能設置一個備用電源，不能同時設置幾路備用電源；當負載回路短路或其他短路時，因故障不能及時根除，導致其電源失效時，要確保備用電源不會自動投入運行，以免造成事故或危險。六是備用電源的保護裝置和保護動作值的設置，要科學合理，確保自備應急電源能長久穩定運行。

3.3自備應急電源的選型

3.3.1柴油發電機組選購注意事項柴油發電機是現在廣泛應用的一種小型發電設備，它是以柴油機為原動機，帶動發電機發電的一種動力機械，整套機組一般由柴油機、發電機、燃油箱、控制箱、啟動和控制用蓄電瓶、應急柜、保護裝置等部件組成。選購柴油發電機組時，要注意以下7個事項。一是要注意kVA和kW的區別，kVA是視在功率，kW是有效功率，1kVA等于0.8kW，所以購買時，要注意單位換算。二是要注意額定功率和備用功率的關系，備用功率為1.1倍的額定功率，備用功率只能在12小時連續運行中使用1小時，切勿把備用功率當作額定功率。三是注意區分柴油機的馬力與千瓦的關系，1馬力等于0.735kW，1kW等于1.36馬力，如把柴油機馬力當作千瓦，容易造成選型功率冗余不足。四是柴油機功率與發電機的功率不能配置成一樣大，一般規定柴油機功率不小于發電機功率的10%，因為有機械損耗，用小于發電機功率的柴油機來配置機組，俗稱小馬拉大車，容易導致機組壽命降低，維修頻繁，浪費高額的維修費。五是注意柴油發電機組的品質，不能只關注柴油機或發電機品牌，不知道機組品牌，不知道產地，任何一臺柴油發電機組不可能由一家企業獨立制作，我們應該全面了解發電機組當中的柴油機、發電機、控制柜的品牌。六是要注意柴油發電機組的“四保護”功能，即高水溫熄火保護、低油壓熄火保護、過電流熄火保護、過負載熄火保護，不要把不帶“四保護”的發電機組當成保護功能齊全的發電機組。10kW以上的機組必須自帶普通儀表和空氣開關，大型發電機組和自動化控制系統的發電機組必須具備四保護的功能。七是要注意發電機組的具體配件，比如有沒有消音器、油箱、輸油管、水箱、風扇，用什么電瓶，用多大容量電瓶等。3.3.2柴油發電機組功率核算及技術要求惠家塬發射臺地處偏遠，山高路陡，天然氣、市政供暖等管道鋪設代價高昂，后期維護困難，故臺站市政能源供應只有電能，每到冬天，一旦市電斷電，職工無法取暖、做飯，基本生活受阻，更沒法正常工作，所以配置柴油發電機組的容量不僅要考慮發射系統用電，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。按照設備、工作、生活總用電量120%的冗余，確定柴油發電機組額定功率為250kW，額定電壓為三相四線制380V/220V，額定轉速為1500rpm；并且是可靠性高、維護簡單、可長期連續運行的無刷全銅勵磁柴油發電機組。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能裝置，可以為發射系統中特別重要的負荷提供不間斷的電力供應。當市電輸入正常時，UPS不間斷電源將市電穩壓后，供應給負載使用，此時的UPS不間斷電源就是一臺交流市電穩壓器，同時它還給機內電池充電；當市電失電（事故停電）時，UPS不間斷電源立即將機內電池的電能，通過逆變轉換的方法，繼續向負載供應220V交流電，使負載維持正常工作，并保護負載軟硬件不受損壞。UPS不間斷電源對電壓過大或電壓過低，都能提供保護。3.3.4UPS不間斷電源容量及后備時間UPS不間斷電源是一級負荷中特別重要的負荷供電，其供電范圍，包括發射系統前端全部節傳設備及中央級發射設備等。惠家塬發射臺特別重要負荷的總負載約為6kW,考慮當地市電電能質量，設計用在線式UPS不間斷電源（在線式UPS不間斷電源有較好的穩壓穩頻功能）。在線式UPS不間斷電源輸出功率因數為0.8，最佳工作狀態的負載為70%~80%，所以設計UPS不間斷電源的容量為9.375kVA，故選用10kVA的容量。考慮柴油發電機組在西北地區冬季極端寒冷天氣的情況下，啟動時間較長等因素，設計UPS不間斷電源的后備時間約為2小時，因為其常用的單節電池電壓為12V，而電池組的電壓為192V，所以需要16節12V的電池。

4設備安裝與接線

4.1柴油發電機組的安裝與接線

臺站將柴油發電機安裝在發射臺后院的一間空房內，此房離發射機房約30m，方便向機房送電；發電機距市電變壓器約40m，相互間影響小；發電機距離職工辦公用房較遠，產生的噪聲對職工辦公生活影響較小。柴油發電機房設計有ATS雙電源切換柜，切換柜里面有2個核心部件，分別是隔離開關和電壓監測控制器。柴油發電機的輸出連接雙電源柜的進線，雙電源柜的出線通過地埋送到發射機房的配電柜，與市電進入同一個總線端子。同時，從市電的總電源開關，引出一條電壓信號監測線，接到柴油發電機房的雙電源控制柜的電壓監測器，在市電失電的情況下，電壓監測器監測到市電電壓為零時，隔離開關斷開負載回路，將供電線路從市電切換到備用電源，此時柴油發電機組開啟，電壓監測控制器在柴油發電機組輸出電壓穩定后，才允許合閘，向負載送電。

4.2UPS不間斷電源的安裝與接線

設計的在線式UPS不間斷電源為節傳前端設備及中央8套和中央4套節目的2個頻點的2部發射機供電。從市電的負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傳機柜和發射機1、發射機2。在UPS不間斷電源正常工作狀態下，3個負載端的供電都是必經UPS不間斷電源(對3個負載起到穩壓穩頻不間斷供電），當UPS不間斷電源發生故障時，系統會斷開UPS不間斷電源，從旁路直接向3個負載端供電，有效預防了UPS不間斷電源故障情況下，不會對負載產生影響。

5柴油發電機組的運行維護與管理

柴油發電機組安裝投入運行后，其日常的管理與維護尤其重要，科學合理的管理與保養維護，可有效延長機組的使用壽命。為此，我們制定了發電機管理制度、發電機房管理制度、手動/自動倒閘操作程序、控制和其他附屬系統的維護共4項維護管理制度，并懸掛于柴油發電機房。（1）發電機管理制度定期對柴油發電機組進行安全檢查、預防性測試、啟機測試和切換裝置的切換測試等，做好安全用電隱患排查，使危險因素處于隨時可控的狀態。一是檢查冷卻水位和水質；二是定期清洗冷卻系統；三是檢查和調節風扇皮帶的張力，檢查恒溫器；四是每周啟動一次柴油發電機組，并運轉15分鐘，檢查柴油發電機組啟動及運行情況，并做好記錄；五是在使用柴油發電機組時，要密切關注柴油發電機組的水溫、油溫、機油壓力及運轉情況，并加強用電設備的巡查力度；六是定期（至少每年一次）進行應急演練。（2）發電機房管理制度平日應鎖牢發電機房門，非工作人員不得進入；發電機房要保持干凈整潔，不得堆放雜物；每日對發電機房及機房外圍環境進行安全巡查，確保柴油發電機組、油箱、線纜的安全；夏季要注意觀察機房是否漏水；冬季要保證機房溫度，確保機組能隨時正常啟動；觀察機房通風系統是否正常。（3）控制和其他輔助系統的維護控制和輔助系統雖不是機組的主體，但要完成智能控制、自動保護、轉換開關的連鎖控制、數據監測及傳輸、啟動電池的充電等功能，離不開控制和輔助系統，它對整個系統的正常運行起著至關重要的作用，其具體要求如下：檢查自動啟動、停止及ATS連控功能是否正常；定期進行機組“四保護”功能模擬測試（高溫保護、低壓保護、過載保護、過電流保護）；檢查充電器和預熱單元是否正常；檢查機組參數的采樣及顯示是否正常。

6結語

電力供應是發射臺正常運行的安全保障，合理配置自備應急電源，可有效應對突發電力事件，可有效預防因電力中斷引發的停播事件，可有效提高發射臺安全播出的保障能力。

參考文獻：

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作者：石景東 白虎平 白強強 李銳 趙婷 單位：榆林市廣播電視中心