李智勝
摘 要:本文介紹了山西廣播電視無(wú)線管理中心一一二五臺(tái)電源供配電系統(tǒng)中穩(wěn)壓器、配電柜等電力設(shè)備的選型,以及整個(gè)供配電系統(tǒng)更新改造的過(guò)程。
關(guān)鍵詞:供配電系統(tǒng);穩(wěn)壓器;配電柜
中圖分類(lèi)號(hào):TN948 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
發(fā)射臺(tái)電源供配電系統(tǒng)是否能夠安全、穩(wěn)定、可靠地工作是實(shí)現(xiàn)廣播電視“不間斷、高質(zhì)量、既經(jīng)濟(jì)、又安全”維護(hù)工作總方針的重要條件。我臺(tái)供配電系統(tǒng)還是上世紀(jì)七十年代的老設(shè)備,故障多、隱患大,同時(shí)供電設(shè)備的功能、結(jié)構(gòu)、所用器材等諸多方面均已不能滿(mǎn)足當(dāng)今發(fā)射設(shè)備對(duì)電源系統(tǒng)的要求,對(duì)安全播出是潛在的威脅。今年,我臺(tái)對(duì)供配電系統(tǒng)(包括變壓器、高壓、低壓配電柜、穩(wěn)壓器、電力電纜)進(jìn)行了更新改造,使電源性能得到了很大改善,為安全播出創(chuàng)造了優(yōu)良的硬件環(huán)境。
1 更新改造后設(shè)備的供配電模式
我臺(tái)原來(lái)機(jī)房發(fā)射設(shè)備、生活用電等采取的是分別配置一臺(tái)三相交流穩(wěn)壓器,這種老式穩(wěn)壓器的損耗大、調(diào)整反應(yīng)速度慢、精度低。舊的高低壓配電柜等設(shè)備接點(diǎn)觸頭老化,缺乏相應(yīng)的保護(hù)功能,均已屬淘汰設(shè)備。隨著發(fā)射設(shè)備的更新?lián)Q代,全固態(tài)發(fā)射機(jī)對(duì)電源的穩(wěn)定性提出了更高的要求。根據(jù)我臺(tái)的實(shí)際需要,我們?cè)O(shè)計(jì)了供配電系統(tǒng)的供配電模式。(供配電系統(tǒng)如圖1所示)。來(lái)自變電站的高壓進(jìn)入高壓配電柜經(jīng)過(guò)一級(jí)高壓避雷器、隔離開(kāi)關(guān)、真空開(kāi)關(guān)、保護(hù)裝置后送到高壓變壓器,變壓后的市電接到手動(dòng)互投柜的市電輸入端。由我臺(tái)自備柴油發(fā)電機(jī)來(lái)的電纜接到互投柜的油機(jī)輸入端?;ネ豆竦淖饔檬窃谑须姲l(fā)生故障后,可以由臺(tái)里的柴油發(fā)電機(jī)供電,保證設(shè)備正常運(yùn)行。然后,三相電源進(jìn)入1號(hào)低壓配電柜,前兩路開(kāi)關(guān)將市電接到電力穩(wěn)壓器,后四路開(kāi)關(guān)用于臺(tái)里對(duì)電源要求不高的供電設(shè)備。經(jīng)過(guò)集中穩(wěn)壓處理的三相電源送到2號(hào)低壓配電柜后,再分配到各個(gè)供電單元。
2 供配電設(shè)備的選擇
2.1 對(duì)供配電設(shè)備的要求
(1)供配電設(shè)備的可靠性要高,適合于高山臺(tái)廣播電視設(shè)備的需要。
(2)高山臺(tái)站電源很重要的一個(gè)要求是應(yīng)具有較強(qiáng)的防雷能力,同時(shí)發(fā)射設(shè)備剛開(kāi)機(jī)時(shí)的瞬間電流比較大,因此使用的電力設(shè)備應(yīng)具有防雷擊、防浪涌的功能。
(3)為了保證設(shè)備供電的安全,電力穩(wěn)壓器需具有直通功能,在穩(wěn)壓器出現(xiàn)異常情況時(shí)能通過(guò)自動(dòng)或手動(dòng)方式進(jìn)行切換,從而做到向設(shè)備直接供電。
(4)根據(jù)我臺(tái)用電設(shè)備的工作要求,各個(gè)設(shè)備電源均需能夠分別通斷,以便控制其工作或檢修。因此,所有配電柜應(yīng)能根據(jù)每個(gè)用電設(shè)備功耗的大小分別配置相應(yīng)的空氣開(kāi)關(guān)。
(5)由于電源缺相、電壓過(guò)高、過(guò)低都會(huì)損壞用電設(shè)備,因此電力設(shè)備需具有電源超限保護(hù)功能。
(6)為了今后實(shí)現(xiàn)智能化管理,關(guān)鍵設(shè)備需具有計(jì)算機(jī)監(jiān)控接口。
2.2 電力穩(wěn)壓器容量的估算
在交流電路中,電源供給的電功率分別有視在功率S、無(wú)功功率Q和有功功率P。有功功率是指把電能轉(zhuǎn)換成其它形式能量的功率。無(wú)功功率是指電能在電源和電感負(fù)載之間交替往返的功率。視在功率是指電源(發(fā)電機(jī)、變壓器等)輸出的總功率。三者之間存在功率三角形關(guān)系,S與P之間的夾角Φ的余弦叫做功率因素,用cosф表示,P=scosф。因此,可知在同樣視在功率的情況下,功率因素cosф越低,有功功率就越小,電源容量也就越不能被充分利用。由于臺(tái)里發(fā)射機(jī)等設(shè)備均為非線性負(fù)載,其功率因素的數(shù)值一般比較低,大約在0.7左右。為了估算出我臺(tái)所需電力穩(wěn)壓器的大致容量,我們對(duì)臺(tái)里用電設(shè)備的總輸入功率進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),大約在80kW左右??紤]到功率因素的影響,考慮到為今后增加設(shè)備留有一定余量,考慮到一般情況下所有用電設(shè)備并不會(huì)全部同時(shí)工作的實(shí)際情況,我們最終選擇了電力穩(wěn)壓器的容量為180kVA。
2.3高壓變壓器的選擇
根據(jù)我臺(tái)電力容量的估算,選擇了保定曉星天威變壓器有限公司生產(chǎn)的S9-R-200/6.3型電力變壓器。
2.4電力穩(wěn)壓器的選擇
從以上幾個(gè)方面綜合考慮,我們對(duì)幾種型號(hào)的電力穩(wěn)壓器進(jìn)行了比較,最后選擇了上海松豐電源設(shè)備有限公司生產(chǎn)的SBW(S)-GD-180型微機(jī)控制廣電專(zhuān)用穩(wěn)壓器。它與其它形式穩(wěn)壓器相比具有運(yùn)行穩(wěn)定可靠、容量大、效率高、電壓調(diào)節(jié)平穩(wěn)、控制功能強(qiáng)、適用負(fù)載廣泛、可長(zhǎng)期連續(xù)工作、手動(dòng)自控隨意切換,設(shè)有過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、相序、缺相等自動(dòng)保護(hù)裝置,還配有智能接口,能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
2.5低壓配電柜的選擇
低壓配電柜選擇了山西省電力公司開(kāi)關(guān)廠生產(chǎn)的GGD型配電柜。設(shè)備原理如圖1中GGD低壓配電柜1。根據(jù)每個(gè)用電設(shè)備功耗的大小分別配置了相應(yīng)的空氣開(kāi)關(guān)和一定數(shù)量的應(yīng)急備用開(kāi)關(guān)。并配置了TBP200KA型低壓避雷器。
2.6高壓配電柜的選擇
高壓配電柜選擇了山西省電力公司開(kāi)關(guān)廠生產(chǎn)的GG-1A型配電柜,除具有普通高壓配電柜的功能外,還配置了UT-9935高壓變壓器保護(hù)測(cè)控裝置和HY5WS-7.6/30型高壓避雷器。保護(hù)測(cè)控裝置不僅可用于測(cè)量輸入高壓的電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率、有功積分電度、無(wú)功積分電度等參數(shù)還具有高壓側(cè)電流速斷保護(hù)、高壓側(cè)過(guò)電流保護(hù)、高壓側(cè)不平衡電流(負(fù)序)保護(hù)等保護(hù)功能,對(duì)變壓器運(yùn)行提供必要的保護(hù)。保證變壓器等貴重設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。
3 供配電系統(tǒng)的更新改造方法
由于電源設(shè)備的更新改造必須在各類(lèi)廣播電視信號(hào)發(fā)射傳輸不中斷的基礎(chǔ)上進(jìn)行,因此,制定出合理周密的改造方案是十分重要的。我們組織有關(guān)技術(shù)人員對(duì)改造方案進(jìn)行了多次討論,最初我們?cè)O(shè)想利用夜間停播時(shí)間進(jìn)行電源設(shè)備的更新,但考慮到從夜間停播到早晨開(kāi)播只有3個(gè)小時(shí)的時(shí)間,時(shí)間比較緊張。為了留有充足的時(shí)間進(jìn)行舊設(shè)備的拆除和新設(shè)備的安裝等各項(xiàng)工作,我們制定了用臨時(shí)電源保證發(fā)射機(jī)正常工作的情況下進(jìn)行電源設(shè)備的改造方案。該方案的優(yōu)點(diǎn)在于可以在時(shí)間比較充足的條件下進(jìn)行線路的排線、接線等各項(xiàng)工作,從容處理設(shè)備更新中所遇到的各種問(wèn)題,并且可以在白天組織人員施工,從而做到更新改造工作有條不紊。
首先我們利用自備柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電,將高壓變壓器、高壓開(kāi)關(guān)柜等高壓部分的設(shè)備安裝調(diào)試到位。然后,我們從配電機(jī)房臨時(shí)引出多組臨時(shí)電源通過(guò)各自的空氣開(kāi)關(guān)接通電視、調(diào)頻各頻道發(fā)射機(jī)備機(jī),各頻道主機(jī)電源仍保留在舊配電柜上。打開(kāi)各頻道備機(jī)進(jìn)行了試運(yùn)行,在臨時(shí)電源運(yùn)行正常的情況下,開(kāi)始拆除舊配電柜及各頻道主機(jī)電源,安裝新的配電柜和穩(wěn)壓電源。在低壓設(shè)備安裝調(diào)試正常后,接上各頻道主機(jī)電源進(jìn)行試驗(yàn)。在各頻道主機(jī)電源恢復(fù)正常的情況下,將發(fā)射機(jī)倒至主機(jī)工作,拆除臨時(shí)電源,將各用電設(shè)備按照設(shè)計(jì)方案全部接入配電柜進(jìn)行調(diào)試。直至全部正常工作。由于利用了臨時(shí)電源進(jìn)行過(guò)渡,因此,整個(gè)電源供配電系統(tǒng)的更新改造在確保安全播出的情況下獲得了圓滿(mǎn)的成功。
結(jié)語(yǔ)
通過(guò)我臺(tái)電源系統(tǒng)更新改造的實(shí)踐,我們認(rèn)為,比較準(zhǔn)確地確定穩(wěn)壓器、變壓器的容量,合理設(shè)計(jì)配電柜的功率和輸出,配置必要的保護(hù)裝置在電路設(shè)計(jì)時(shí)非常關(guān)鍵,因?yàn)樗婕罢麄€(gè)項(xiàng)目的工程造價(jià)和電源系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定地運(yùn)行。在設(shè)備更新過(guò)程中,為工程施工預(yù)備充足的時(shí)間也十分重要,因?yàn)樵谠O(shè)備搬遷、就位等過(guò)程中可能會(huì)遇到許多意想不到的問(wèn)題,需要有比較充足的時(shí)間來(lái)解決這些問(wèn)題,從而為順利完成改造任務(wù)打下牢固的基礎(chǔ)。
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