陳衛(wèi)文 林智堅(jiān)

摘 要：本文通過對汕頭海岸電臺及發(fā)信臺目前供電的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，得出目前供電系統(tǒng)存在的問題及缺陷，提出優(yōu)化和解決的辦法，確保發(fā)信臺遇險(xiǎn)應(yīng)急通信能夠得到更為可靠的供電保障。

關(guān)鍵詞：發(fā)信臺 電源供給 發(fā)電機(jī) UPS

1.汕頭海岸電臺發(fā)信臺供電系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問題

汕頭海岸電臺目前承擔(dān)著覆蓋范圍內(nèi)A1、A2海區(qū)的遇險(xiǎn)、緊急、安全、日常海上無線電通信等功能，是為履行國際海事組織（IMO）公約而建設(shè)起來的集近、中、遠(yuǎn)距離水上無線電通信功能的船岸無線電通信系統(tǒng)，涵蓋了HF/MF/VHF等頻段，具備了SSB/FM無線電話和NBDP/ DSC無線電報(bào)等功能，承擔(dān)著船舶遇險(xiǎn)報(bào)警、安全通信、海上安全信息播發(fā)等任務(wù)，是船舶航行安全必不可少的一套通信保障系統(tǒng)，它包括了收信臺、發(fā)信臺和無線電話臺，其中收信臺和無線電話臺位于汕頭海事局辦公大樓，與汕頭海事搜尋救助分中心同址，由市電、應(yīng)急發(fā)電機(jī)及1臺48KVA APC英飛系列UPS供電，電力供應(yīng)情況可靠穩(wěn)定。

汕頭海岸電臺發(fā)信臺現(xiàn)位于汕頭保稅區(qū)，主要設(shè)備有3臺1Kw中/高頻發(fā)射機(jī)，承擔(dān)海岸電臺中/高頻電報(bào)和電話的發(fā)射任務(wù)，用電功率較大。汕頭保稅區(qū)遠(yuǎn)離中心城區(qū)，地理位置比較偏僻，經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對滯后，導(dǎo)致保稅區(qū)內(nèi)市電供應(yīng)不穩(wěn)，停電時(shí)有發(fā)生，并且電壓波動(dòng)較大。發(fā)型臺目前主要由市電供電，同時(shí)輔以一臺30kW柴油發(fā)電機(jī)組以及低壓配電柜1臺，當(dāng)應(yīng)急發(fā)電機(jī)檢測市電斷電時(shí)，立即啟動(dòng)發(fā)電，通過穩(wěn)壓器進(jìn)行送電。由于汕頭由于應(yīng)急發(fā)電機(jī)屬于內(nèi)燃機(jī)發(fā)電，一旦市電斷電而發(fā)電機(jī)突發(fā)故障無法及時(shí)啟動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致發(fā)信機(jī)無法工作，使整個(gè)汕頭搜救區(qū)的DSC報(bào)警系統(tǒng)癱瘓，后果不堪設(shè)想。

2.供電系統(tǒng)完善的構(gòu)想設(shè)計(jì)

為了確保DSC報(bào)警系統(tǒng)全天候的工作，從應(yīng)急通信的層面為海上的救助提供堅(jiān)強(qiáng)的保障，履行國家賦予海岸電臺的重要職責(zé)，對海岸電臺的供電系統(tǒng)重新的規(guī)劃改造成為必要，主要是徹底完善發(fā)信臺的應(yīng)急供電系統(tǒng)，達(dá)到萬無一失。設(shè)計(jì)構(gòu)想是配套兩個(gè)應(yīng)急電源供電，當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另外一個(gè)電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞。為了保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，設(shè)計(jì)的方案是在發(fā)信臺保留原來的柴油發(fā)電機(jī)等供配電設(shè)備，增加配置UPS，具體配置見表1。

2.1 UPS配置

UPS的配置應(yīng)根據(jù)發(fā)信臺設(shè)備的用電功率以結(jié)合其他因素做精確計(jì)算后進(jìn)行配置，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，目前發(fā)信臺正在運(yùn)行的設(shè)備及所需功率如表2。

由表2可以得知，發(fā)信臺供電功率7KW，取功率因數(shù)為0.8，則所需UPS的視在功率為8.75KVA，結(jié)合產(chǎn)品的實(shí)際參數(shù)，應(yīng)配備UPS的視在功率為10KVA。另外，根據(jù)觀察，近三年來發(fā)信臺的最長停電時(shí)間為4小時(shí)，為確保UPS具有充分的后備時(shí)間，本方案擬將后備時(shí)間增加到5小時(shí)配置。

2.2 UPS電池配置

U P S電池的配置按如下公式計(jì)算：

C=（P*T）/（Vbat*η*K）

其中：C為蓄電池容量，單位為（Ah）；P為UPS的輸出功率，單位為（W）：T為后備時(shí)間，單位為（h）；Vbat為電池組電壓（本方案選配UPS電源的直流工作電壓為240V），；η為UPS電池逆變效率（本方案取0.94）；K為電池放電效率，按表3對應(yīng)選?。?/p>

由前述可知：P=7000W、T=5h。另外，由于后備時(shí)間為5小時(shí)，對應(yīng)表3，K取0.9

所以C = （ P * T ） / （ V b a t *η*K）=7000*5/240*0.94*0.9=172.07 Ah，因此，應(yīng)選取12V，100Ah電池2組，數(shù)量m=2*240/12=40（個(gè)）

2.3 系統(tǒng)的完善方案

應(yīng)急發(fā)電機(jī)和UPS相結(jié)合的應(yīng)急供電系統(tǒng)其構(gòu)想就是將UPS作為儲能設(shè)備，當(dāng)市電停電時(shí)，由UPS直接供電，通過對UPS儲能電池SOC（SOC全稱是State of Charge，荷電狀態(tài)，也稱剩余電量，代表的是電池使用一段時(shí)間或長期擱置不用后的剩余容量與其完全充電狀態(tài)的容量的比值常用百分?jǐn)?shù)表示。其取值范圍為0-1，當(dāng)soc=0時(shí)表示電池放電完全，當(dāng)soc=1是表示電池完全充滿。）進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，當(dāng)電池SOC低于50%時(shí)，應(yīng)急發(fā)電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)向UPS的儲能電池進(jìn)行充電，UPS正常進(jìn)行供電。當(dāng)UPS處在待機(jī)狀態(tài)時(shí)，電池SOC低于正常值時(shí)，應(yīng)急發(fā)電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)對儲能電池進(jìn)行充電，使儲能電池的SOC始終處于高位。

從消防安全的角度考慮，防止發(fā)電機(jī)和UPS因火災(zāi)同時(shí)失去功能，油機(jī)房需在院內(nèi)單獨(dú)建設(shè)，距辦公樓≥20m，對不能滿足該條件的站點(diǎn)，可以根據(jù)現(xiàn)有條件安排，但油機(jī)房應(yīng)做防噪音處理。

基本步驟如圖1。

3.供電設(shè)備的監(jiān)控

3.1 UPS監(jiān)控

對UPS的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測管理，但不對UPS進(jìn)行控制。通過UPS自帶的智能通訊接口和相應(yīng)的通訊協(xié)議內(nèi)容，實(shí)時(shí)顯示并保存UPS的運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)，儲能電池soc參數(shù)及報(bào)警信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；能用直觀的圖形來指示UPS的運(yùn)行狀態(tài)。實(shí)時(shí)判斷UPS的部件是否發(fā)生報(bào)警，當(dāng)UPS的某部件發(fā)生故障或越限時(shí)，監(jiān)控主系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警。

3.2 柴油發(fā)電機(jī)監(jiān)測

實(shí)時(shí)監(jiān)測柴油發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警信息及運(yùn)行參數(shù)，并對柴油發(fā)電機(jī)的輸出電源的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測。在動(dòng)力機(jī)房室，通過發(fā)電機(jī)廠家提供的專用智能通訊接口，及相應(yīng)的通訊協(xié)議，軟件工程師將根據(jù)此編集驅(qū)動(dòng)，導(dǎo)入系統(tǒng)平臺進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；實(shí)時(shí)地監(jiān)視柴油機(jī)的起停狀態(tài)，各相電壓，電流，頻率等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測。

4.結(jié)束語

綜上所述，DSC系統(tǒng)的不間斷工作，是為船舶安全航行提供保障，在緊急和遇險(xiǎn)的關(guān)鍵時(shí)刻能充分發(fā)揮“順風(fēng)耳”的作用，所謂“練兵千日用兵一時(shí)”，產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，發(fā)信機(jī)應(yīng)急供電系統(tǒng)的有效正常起到十分顯著的作用，因此確保應(yīng)急電源的有效性顯得極其重要，希望本文的分析能為此提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]（海岸電臺總體及工藝設(shè)計(jì)規(guī)范）（STJ/ T341-96）.