覃晨朗（廣西廣播電視技術(shù)中心河池分中心）

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廣播電視村村通臺站供配電線路方案設(shè)計(jì)

覃晨朗
（廣西廣播電視技術(shù)中心河池分中心）

［摘 要］臺站的供配電電路的設(shè)計(jì)對于安全播出具有重要意義。由于技術(shù)中心沒有統(tǒng)一的臺站供配電線路，本文介紹了河池分中心自行設(shè)計(jì)和安裝的一套村村通臺站供配電線路，應(yīng)用效果良好。

［關(guān)鍵詞］廣播電視；供配電；村村通

一、引言

隨著“十二五”高山無線發(fā)射臺站基礎(chǔ)建設(shè)的推進(jìn)，各分中心有不少臺站新建了機(jī)房，而作為機(jī)房供配電的電路，目前沒有一個統(tǒng)一的線路。據(jù)這幾年樞紐臺統(tǒng)計(jì)，在臺站停播事故中，供配電系統(tǒng)引起的停播占了大部分。因此，對新建臺站的供配電線路的設(shè)計(jì)對于安全播出具有重要意義。由于河池分中心村村通無線覆蓋臺站大部分是無人值守，2013年之前臺站停播原因大多為供配電引起。為了避免這種大面積、長時間的臺站停播現(xiàn)象發(fā)生，河池分中心在2012年自行設(shè)計(jì)和安裝了一套村村通臺站供配電線路，整個電路的設(shè)計(jì)主要針對村村通臺站供配電關(guān)鍵部位及節(jié)點(diǎn)，當(dāng)這些部位或者節(jié)點(diǎn)不正常時，供電電路可以通過自動切換或遠(yuǎn)程操作方式應(yīng)急解決（即請樞紐臺平臺值班員遠(yuǎn)程操作處置）。

本供配電方案于2014年又在河池分中心的東蘭轉(zhuǎn)播臺（新搬遷）投入使用，效果達(dá)到預(yù)計(jì)的目的，升級版的電路也于2015年年底在羅城轉(zhuǎn)播臺安裝好待設(shè)備搬遷到新機(jī)房后可使用。作為該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)人，現(xiàn)把整套電路架構(gòu)介紹給大家并淺談個人的觀點(diǎn)。

二、功能設(shè)計(jì)

河池分中心共有8個村村通站點(diǎn)，其中7個為300W臺站，1個為1kW臺站，這些臺站大部分都為無人留守，分中心領(lǐng)導(dǎo)經(jīng)過反復(fù)討論和論證，決定對新建臺站采用自主的供配電電路，所用的電路主要有如下5個共同特點(diǎn)：1、電路圖基本統(tǒng)一，以方便整個分中心共享資源；2、電路供電關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)以能自動切換為主，樞紐臺平臺值班員能遠(yuǎn)程應(yīng)急操作為補(bǔ)；3、所有輔助措施不能影響樞紐臺原有的設(shè)計(jì)功能，更不能與之有沖突；4、可以充分利用樞紐臺平臺值班客戶端電腦的ATS的五個繼電器狀態(tài)及電壓變送器的數(shù)值對臺站故障范圍進(jìn)行有效的判斷；5、當(dāng)遠(yuǎn)程系統(tǒng)由于某些原因不正常而引起發(fā)射機(jī)不能正常開機(jī)時，可以用本臺自動切換電路應(yīng)急播出。

我們設(shè)計(jì)的電路可以實(shí)現(xiàn)以下六個功能：

1、供配電的一些關(guān)鍵點(diǎn)的故障可以通過樞紐臺遠(yuǎn)程客戶端電腦的臺站實(shí)時數(shù)據(jù)列表中ATS的五個繼電器狀態(tài)判斷大概位置。

2、機(jī)房輸入總空開故障（跳閘）時可以遠(yuǎn)程應(yīng)急操作供電。

3、柴油發(fā)電機(jī)輸出空開故障（跳閘）時可以遠(yuǎn)程應(yīng)急操作供電。

圖1　總體原理圖

4、穩(wěn)壓器有故障無輸出時可以遠(yuǎn)程應(yīng)急操作旁路供電。

5、臺站發(fā)射機(jī)不能遠(yuǎn)程自動開機(jī)時的本臺應(yīng)急開啟發(fā)射機(jī)功能。

6、柴油發(fā)電機(jī)主備電瓶可以定期輪流倒用發(fā)電供電或者遠(yuǎn)程或者本地強(qiáng)制倒換到主備電瓶。

三、方案設(shè)計(jì)

方案總體原理圖如圖1所示。

1電路圖中電壓傳感器、繼電器狀態(tài)面板指示燈的位置及說明

在2007年臺站安裝遠(yuǎn)程監(jiān)控時，按照施工手冊的最先版是只在ATS前后安裝有輸入的外電電壓傳感器、發(fā)電電壓傳感器及輸出電壓傳感器和電流傳感器，第一次升級增加使用五個繼電器的正接點(diǎn)接到電力采集器的PD 口分別作為外電輸入檢測狀態(tài)、ATS發(fā)電輸入檢測狀態(tài)、ATS發(fā)電輸入狀態(tài)、ATS輸出狀態(tài)和配電柜輸出狀態(tài)，在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)穩(wěn)壓器在ATS輸出后面會引起例如穩(wěn)壓器故障或者外電逆相都將會使穩(wěn)壓器無輸出，這時哪怕發(fā)電機(jī)發(fā)電也會引起整個機(jī)房都無電壓輸出的現(xiàn)象，后來發(fā)文件要求將臺站的變壓器前移并將外電繼電器狀態(tài)也跟著前移。所有的這些整改都無法避免一個繼電器狀態(tài)只能對某一相進(jìn)行檢測的事實(shí)，當(dāng)機(jī)房供配電出現(xiàn)缺相但剛好檢測的那一相又正常而引起的誤判，這種現(xiàn)象在這幾年的實(shí)際應(yīng)用中就發(fā)生了多次，河池分中心自主設(shè)計(jì)安裝的供配電電路能較好地解決這個問題。一是我們的繼電器狀態(tài)是先對三相檢測電路后再取樣給狀態(tài)顯示，二是繼電器狀態(tài)和電壓傳感器有意放在電路中不同的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，這就能比較容易判斷故障的大致部位，再加上本分中心從2012年已經(jīng)安裝使用了的在供配電關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的應(yīng)急控制電路，能較快地處理一些問題，從而減輕維護(hù)人員的壓力。

2在電路中引入兩個雙電源自動切換開關(guān)

雙電源自動切換1的作用：一是為機(jī)房提供應(yīng)急電源，二是可以起到機(jī)房的備份電纜的功能；雙電源自動切換2的作用：正常情況下電路的輸出經(jīng)雙電源的常用端輸出到配電柜，當(dāng)隔離變壓器、穩(wěn)壓器、ATS等工作不正常時外電或者發(fā)電的電壓可以通過雙電源自動切換2的備用端輸出給配電柜，這時機(jī)房仍有電源供給發(fā)射，設(shè)備可以正常工作，這時相應(yīng)的繼電器狀態(tài)或者電壓傳感器等只是顯示不正常，維護(hù)人員可以從容地不太急地趕往臺站搶修。

3機(jī)房增加一個IP尾號為131的采集器

增加IP尾號為131的采集器，通過平臺值班員的操作，可以對某些原因引起的外電總空開、發(fā)電機(jī)總空開、穩(wěn)壓器有故障無輸出時進(jìn)行旁路輸出，既節(jié)約可能因ATS之前的外電回路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)故障而造成的不必要的發(fā)電，也可以防止ATS之前的外電回路不正常，但發(fā)電時其輸出總空開又剛好掉下引起機(jī)房無供電電源從而造成停播，維護(hù)人員的壓力同樣得到了緩解。

4村村通300W臺站發(fā)射機(jī)雙回路供配電電路原理圖

原理圖如圖2所示。

圖2　村村通300W臺站發(fā)射機(jī)雙回路供配電電路原理圖

為了減少臺站停播時間，臺站電路中引入總應(yīng)急電源，同時安裝雙回路供電電路，它在一定程度上解決了主控電腦死機(jī)、用于控制發(fā)射機(jī)開關(guān)機(jī)的采集器故障、給發(fā)射機(jī)提供電源的開關(guān)機(jī)控制器等故障引起的發(fā)射機(jī)因無供電電源造成的停播，具體電路如下：本電路發(fā)射機(jī)電源采用雙電源自動切換器（前幾年的電路用中間繼電器作電源切換）來切換。正常情況下，在同軸開關(guān)到位的前提下，只要開關(guān)機(jī)控制器有輸出，電路中供給發(fā)射機(jī)的就由開關(guān)機(jī)控制器的電源提供；當(dāng)由于某種原因引起開關(guān)機(jī)無輸出電壓，在播出時間范圍內(nèi)，應(yīng)急電源會從同軸開關(guān)到位的回路給相應(yīng)的發(fā)射機(jī)提供電源從而避免停播，電路中的J1-3和J4-3是保證一旦開關(guān)機(jī)控制器恢復(fù)供電，則馬上倒回遠(yuǎn)程回路供電播出，從而保證了遠(yuǎn)程優(yōu)先，本地應(yīng)急與遠(yuǎn)程控制不沖突。

5柴油發(fā)電機(jī)主備蓄電池輪流使用

主備蓄電池輪流使用，主蓄電池故障時遠(yuǎn)程操作強(qiáng)制倒換到備份蓄電池應(yīng)急發(fā)電和備蓄電池故障時遠(yuǎn)程操作強(qiáng)制倒換到主用蓄電池發(fā)電的電路原理，原理圖如圖3。

柴油發(fā)電機(jī)組中最重要的啟動組件就是啟動蓄電池，一旦啟動蓄電池容量不足，柴油發(fā)電機(jī)組就不能正常啟動運(yùn)行供電，臺站的備份應(yīng)急電源系統(tǒng)就失去了保障的作用，同樣造成臺站大面積的停播事故。本電路可以方便快捷的進(jìn)行遠(yuǎn)程主備蓄電池的應(yīng)急切換操作。電路中主備蓄電池的切換采用型號為WTQ4-160/4P的雙電源切換開關(guān)來完成，在安裝時先將其常用、備用電的輸入的4極并聯(lián)在一起再分別接到主備蓄電池的正極，負(fù)極直接并聯(lián)到發(fā)電機(jī)的負(fù)極；將時間控制器設(shè)定為星期一、三、五、日通，星期二、四、六斷就可以實(shí)現(xiàn)主備蓄電池的輪換使用，在輪流使用的同時，備蓄電池得到了充電，不需另外給備蓄電池外加充電裝置（充分利用原發(fā)電機(jī)原配的浮充充電裝置交替使用），JK7、JK8分別作為強(qiáng)制使用主備蓄電池發(fā)電的采集器控制端子，K1、K2為安裝在機(jī)房ATS柜面板上的手動開關(guān)，雙電源自動切換器本身的狀態(tài)接入指示燈（指示燈安裝在ATS柜面板上）則分別顯示主備蓄電池在用情況，倒換方便，指示明了。

圖3　主備蓄電池切換原理圖

四、結(jié)束語

由于300W村村通無線臺站機(jī)房都建設(shè)在高山上，從無線傳播樞鈕臺每月設(shè)備事故報表及事故報告來看，一些原因例如雷電等引起機(jī)房總空開跳閘的現(xiàn)象、柴油發(fā)電機(jī)空開跳閘、穩(wěn)壓器故障無輸出故障時有發(fā)生，僅僅為此而派人花去1到4個小時專門上山合市電總閘、按應(yīng)急直通，特別是臺站柴油發(fā)電機(jī)蓄電池在有一主一備的情況下，對無人值守的臺站，如果碰上停電、主或備蓄電池剛好又壞的時候，讓人跑到山上合上另外一個蓄電池才能發(fā)電，這將造成較大的經(jīng)濟(jì)支出和停播事故，本電路的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與使用較好的解決了高山臺站因供配電故障引起的長時間停播，提升了安全播出保障力度，既保障了廣播電視的安全播出，又節(jié)約了運(yùn)維成本，也容易推廣使用。具備上述功能的電路已經(jīng)于2012年在河池分中心7個300W臺站上使用，新建的臺站的電路則為原來電路的升級版。為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能，臺站只需增加一臺普通的電壓型采集器，將各個關(guān)鍵部位的應(yīng)急控制、狀態(tài)顯示接入新增采集器指定的JK口和PD口，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作控制和查看。應(yīng)急系統(tǒng)新增加的采集器（IP為：10.178.X.131）不管如何操作，最多是對上述應(yīng)急操作不能實(shí)現(xiàn)，不會影響整個臺站原來設(shè)備的控制方式和技術(shù)架構(gòu)，當(dāng)需要中止所進(jìn)行的應(yīng)急操作時，只需對新增加的采集器復(fù)位即可。臺站供配電應(yīng)急系統(tǒng)電路還可以根據(jù)需要對相應(yīng)接口進(jìn)行擴(kuò)展，例如當(dāng)光纜中斷時遇到應(yīng)急操作，可以通過手機(jī)等方式對電路進(jìn)行一些強(qiáng)制性操作，但那需要對操作人員進(jìn)行相關(guān)的等級限制。今后在新建的村村通臺站安裝類似電路（有的線路也可在直屬臺參考實(shí)施如主備電瓶切換等），既能減輕維護(hù)人員的工作壓力，又能節(jié)約分中心的維護(hù)成本，同時也符合無人值班的要求。