梁光發(fā) 黃劍峰 王利華 唐庭

（廣西廣播電視技術(shù)中心桂林分中心）

一、引言

通常情況下，廣播電視高山發(fā)射臺(tái)站用電設(shè)備需要的電力都是由市電提供，但是當(dāng)市電斷電時(shí)，就需要諸如UPS（不間斷電源系統(tǒng)）或者是柴油發(fā)電機(jī)組這類備用電源提供所需要的電力供用電設(shè)備使用。柴油發(fā)電機(jī)組作為供電網(wǎng)的備用電源，因?yàn)槠浞€(wěn)定性和易操作性而在各行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用[1-4]。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組性能的要求逐漸提高，尤其是對(duì)起動(dòng)性能。廣西廣播電視技術(shù)中心桂林分中心興安轉(zhuǎn)播臺(tái)、全州轉(zhuǎn)播臺(tái)以及灌陽(yáng)轉(zhuǎn)播臺(tái)三個(gè)臺(tái)站在2018年均安裝了雅正公司的柴油發(fā)電機(jī)組，該柴油發(fā)電機(jī)組出廠時(shí)并沒(méi)有配備水套加熱系統(tǒng)，后來(lái)廠家自己配備上去，但是在后來(lái)的使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，由于控制水套加熱系統(tǒng)與其內(nèi)部的溫控開(kāi)關(guān)協(xié)同工作時(shí)溫度過(guò)高時(shí)才能斷開(kāi)水套加熱系統(tǒng)電源，這一方面浪費(fèi)電能，另一方面對(duì)廣播電視節(jié)目的安全播出工作存在巨大隱患。

二、水套加熱系統(tǒng)的作用

柴油發(fā)電機(jī)組作為市電和UPS的后備電源，特別是相對(duì)廣播電視高山發(fā)射臺(tái)站而言，需要保障其隨時(shí)都能應(yīng)急啟動(dòng)。我們知道，柴油機(jī)通過(guò)把柴油噴入汽缸，使霧狀柴油與汽缸中的被壓縮空氣混合形成高溫、高壓可燃混合氣，自行燃燒并對(duì)外做功。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)期應(yīng)用于低溫環(huán)境中，特別是當(dāng)其使用環(huán)境低于4℃時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)組燃燒室的溫度降低，柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)部位之間配合間隙發(fā)生變化，從而使啟動(dòng)阻力矩變大；同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)組的潤(rùn)滑油及冷卻水很有可能會(huì)凝結(jié)成固態(tài)，從而失去潤(rùn)滑或冷卻的作用，這時(shí)，如果在發(fā)電機(jī)組冷機(jī)狀態(tài)下強(qiáng)行起動(dòng)會(huì)加劇缸套活塞等關(guān)鍵部件的磨損，甚至最終導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)組的損壞[2]，所以良好的起動(dòng)性能要求機(jī)體保持在一定溫度范圍內(nèi)以便于發(fā)動(dòng)機(jī)組快速起動(dòng)。

水套加熱系統(tǒng)則是為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)組冷卻水、潤(rùn)滑油專業(yè)預(yù)熱的一種裝置，在工作環(huán)境可能低于4℃時(shí)，水套加熱系統(tǒng)是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)設(shè)備時(shí)必備的配套裝置，它可使機(jī)體冷卻系統(tǒng)溫度達(dá)到并保持在要求的范圍內(nèi)（25℃－50℃），由于潤(rùn)滑油受到熱傳遞而間接加熱，發(fā)動(dòng)機(jī)組也保持一定溫度，冬天防止柴油發(fā)電機(jī)組凍裂，從而使柴油機(jī)組時(shí)刻處于熱備用狀態(tài)，不管嚴(yán)冬臘月，柴油機(jī)在嚴(yán)寒低溫狀態(tài)下也能夠快速、穩(wěn)定、可靠地應(yīng)急啟動(dòng)，并在最短時(shí)間內(nèi)加載到全負(fù)荷，機(jī)組的機(jī)械磨損降低，輸出功率穩(wěn)定[1-6]。

三、原裝水套加熱系統(tǒng)供電線路分析

廠家原來(lái)安裝的柴油發(fā)電機(jī)組水套加熱系統(tǒng)工作原理圖如圖1所示，廠家直接通過(guò)一個(gè)JK（6A）繼電器控制水套加熱系統(tǒng)的火線，由于水套加熱系統(tǒng)工作電壓為正常的220V市電，其額定工作功率為1.5KW，這樣一來(lái)，其工作電流就達(dá)到6.82A左右，而該繼電器本身設(shè)計(jì)的過(guò)流電流為6A，在水套加熱系統(tǒng)正常啟動(dòng)加熱工作時(shí)容易造成發(fā)熱的現(xiàn)象，久而久之，則會(huì)對(duì)繼電器本身、底座以及周圍的元器件造成燒傷損壞，JK（6A）繼電器以及燒傷底座的實(shí)物圖如圖2所示。

圖1 原裝水套加熱系統(tǒng)工作原理圖

圖2 繼電器以及燒傷底座的實(shí)物圖

四、水套加熱系統(tǒng)改造方案及實(shí)施過(guò)程

在水套加熱系統(tǒng)供電線路的JK繼電器中間串接入一個(gè)溫度控制器和一個(gè)JK1固態(tài)繼電器，溫度控制器的溫度傳感器接到金屬水管壁上，以此實(shí)時(shí)采集水溫，然后通過(guò)溫度控制器感應(yīng)環(huán)境溫度的變化，進(jìn)而精確地控制水套加熱系統(tǒng)供電線路的導(dǎo)通與斷開(kāi)。如圖2改造之后的水套加熱系統(tǒng)工作原理圖所示，經(jīng)過(guò)技術(shù)改造后，柴油發(fā)電機(jī)組水套加熱系統(tǒng)的功能就能根據(jù)水套加熱系統(tǒng)內(nèi)部水溫的變化自動(dòng)接通和斷開(kāi)加熱器供電線路。即在水套加熱系統(tǒng)內(nèi)部水溫低于溫度控制器的設(shè)定溫度時(shí)開(kāi)啟加熱功能，加熱器處于自動(dòng)工作狀態(tài)；反之，當(dāng)水套加熱系統(tǒng)內(nèi)部水溫高于設(shè)定溫度時(shí)，加熱功能關(guān)閉。合理科學(xué)地在恰當(dāng)?shù)臏囟乳_(kāi)啟或關(guān)閉加熱功能，精準(zhǔn)有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

圖3 改造之后的水套加熱系統(tǒng)工作原理圖

按照?qǐng)D3將一個(gè)溫度控制器和一個(gè)JK1固態(tài)繼電器串聯(lián)接入到水套加熱系統(tǒng)供電線路，通電后，調(diào)節(jié)溫度控制器按鍵設(shè)定實(shí)際需要溫度（假設(shè)為25 ℃），溫控器就自動(dòng)投入運(yùn)行：當(dāng)水套加熱系統(tǒng)內(nèi)部水溫低于溫度控制器的設(shè)定溫度25 ℃時(shí)，溫度控制器內(nèi)部繼電器吸合，加熱供電線路接通，水套加熱器得電工作，保證柴油發(fā)電機(jī)組時(shí)刻處于熱機(jī)備份狀態(tài)；當(dāng)水套加熱系統(tǒng)內(nèi)部水溫高于溫度控制器的設(shè)定溫度50℃時(shí)，繼電器斷開(kāi)，加熱供電線路斷開(kāi)，水套加熱器失電停止工作，精確管控，節(jié)能降耗。另外，溫度控制器通過(guò)設(shè)置其內(nèi)部線路開(kāi)啟斷開(kāi)的溫度閾值（設(shè)置為水溫低于25度開(kāi)啟，高于50度斷開(kāi)）來(lái)控制JK1繼電器（20A）的吸合線圈，以此控制水套加熱器的供電，水套加熱器的供電通過(guò)JKI的常開(kāi)觸點(diǎn)供電，該觸點(diǎn)供電直接從空開(kāi)接過(guò)來(lái)，這樣就避免了JK繼電器的觸點(diǎn)只用來(lái)控制JK1的吸合線圈，就不會(huì)造成負(fù)載過(guò)大的現(xiàn)象。

五、改造效果

通過(guò)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組水套加熱系統(tǒng)供電線路的改造，油機(jī)始終處于良好的暖機(jī)待運(yùn)行狀態(tài)，有效精準(zhǔn)地控制水套加熱系統(tǒng)的水溫溫度，遠(yuǎn)程監(jiān)控客戶端監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)柴油發(fā)電機(jī)組的水溫能夠很好地控制在25度到50度之間，延長(zhǎng)了加熱器設(shè)備以及冷卻水管路的使用壽命，減少了油機(jī)維護(hù)工作量，杜絕了水套加熱系統(tǒng)在高溫度環(huán)境下無(wú)效運(yùn)行情況的發(fā)生，節(jié)約了電能。

六、小結(jié)

桂林分中心興安轉(zhuǎn)播臺(tái)、全州轉(zhuǎn)播臺(tái)以及灌陽(yáng)轉(zhuǎn)播臺(tái)三個(gè)臺(tái)站在2018年底均完成了新安裝的52KW柴油發(fā)電機(jī)組水套加熱系統(tǒng)的改造，改造之后的水套加熱系統(tǒng)已安全運(yùn)行3個(gè)多月，很好的解決了油機(jī)水溫過(guò)高的問(wèn)題，目前整個(gè)柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，對(duì)廣播電視節(jié)目的安全播出起到了重要保障的作用。