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        泰山轉播臺中波雙電源自動切換系統(tǒng)設計與實施

        2021-06-03 06:13:02山東省廣播電視局泰山轉播臺劉海隆
        電子世界 2021年9期
        關鍵詞:發(fā)電機故障系統(tǒng)

        山東省廣播電視局泰山轉播臺 劉海隆

        1 中波雙電源自動切換系統(tǒng)設計與實施背景

        泰山轉播臺為中波機房提供了兩路外電和一路發(fā)電機共三路電力供應。當外電發(fā)生故障時,外電切換、發(fā)電機啟停需手動,特別是切換發(fā)電機供電和恢復外電供電時,需要到發(fā)電機房啟停發(fā)電機,再進行手動切換,這不僅延長了因外電故障導致的停播時長,操作人員的人身安全也存在隱患。為此,我們設計并安裝了雙電源自動切換系統(tǒng),當外電發(fā)生故障時,系統(tǒng)能夠根據(jù)外部供電優(yōu)先級情況,自動切換外電或啟停發(fā)電機,保證播出設備正常供電,確保中波廣播安全播出。

        2 中波雙電源自動切換系統(tǒng)的組成

        中波雙電源自動切換系統(tǒng)由ATS1(ATS全稱為自動轉換開關設備)、ATS2和通風系統(tǒng)組成。ATS1為兩路外電自動切換開關,ATS2為外電與發(fā)電機供電的自動切換開關。通風系統(tǒng)由開窗器、電機正反轉控制模塊等組成,與雙電源自動切換系統(tǒng)聯(lián)動,在發(fā)電機啟動后自動啟動。雙電源自動切換系統(tǒng)組成詳見圖1,自動通風系統(tǒng)組成詳見圖2。

        圖1 雙電源自動切換系統(tǒng)圖

        3 雙電源自動切換系統(tǒng)工作原理

        雙電源自動切換系統(tǒng)主要是利用ATS的特性自動切換外電。ATS是一種可在主用電源和備用電源之間進行自動轉換的開關,由一個或多個轉換開關電器和其他的檢測電路組成。其中,檢測電路用來檢測供電電路各項參數(shù)是否正常,當常用電源出現(xiàn)故障時,通過雙電源自動轉換開關,自動將負載轉換到備用電源上,使用電設備能正常運行。ATS是一種自動的、安全可靠的電氣設備,特別適用于郵電通訊、銀行、醫(yī)院、消防賓館、高層建筑、電視臺等對用電要求高,需不間斷供電的部門。

        雙電源自動切換系統(tǒng)工作原理分三個狀態(tài):正常工作狀態(tài)、主用電源故障狀態(tài)、備用電源故障狀態(tài)。下面按這三個狀態(tài)簡單說明其工作原理。

        正常工作狀態(tài):在此狀態(tài)時,主用電源正常、備用電源處于熱備用狀態(tài),轉換功能鍵處在自動狀態(tài),備用斷路器分、常用斷路器合,保護負載接通至主用電源回路。

        主用電源故障狀態(tài):在此狀態(tài)時,雙電源自動切換系統(tǒng)中檢測電路會對接入系統(tǒng)中的主備路電壓進行檢測,并對檢測結果進行判斷;當檢測到主用電源任意一相出現(xiàn)故障時,雙電源自動轉換開關由主用電源轉換到備用電源,保證負載供電正常,而當主用電源恢復供電正常后,系統(tǒng)自動轉換到主用電源供電。

        備用電源故障狀態(tài):系統(tǒng)工作中檢測到備用電源某一項出現(xiàn)故障時,報警器發(fā)出警報,提醒用戶備用電源出現(xiàn)故障,需盡快組織檢修,保證備用電源時刻處于熱備用狀態(tài)。

        4 中波雙電源自動切換系統(tǒng)工作步驟

        參照圖1,我臺中波機房兩路外電是傲峰線和泰迎線,分別接入ATS1的供電線輸入1端和2端;ATS1的切換輸出和發(fā)電機供電則分別接入ATS2的供電線輸入1端和2端,ATS2的切換輸出送至中波機房配電柜。下面我們分三種情況簡單介紹雙電源切換的工作原理。

        4.1 當主用外電故障時

        由圖1可知,傲峰線為兩路外電的主用電,泰迎線為備用電,當傲峰線停電時,ATS1按照設定的切換時間(2s)自動切換至泰迎線,保證中波機房發(fā)送設備的供電。當傲峰線恢復供電時,ATS1監(jiān)測到電壓、電流等參數(shù)正常,自動切換回傲峰線,恢復主用電供電。

        4.2 當備用外電故障時

        備用外電故障只會在ATS1上顯示備用電故障告警,不影響中波機房發(fā)送設備的供電,故障消除后,告警自動消失。

        4.3 當兩路外電同時發(fā)生故障時

        當兩路外電同時發(fā)生故障時,則ATS1切換輸出消失,ATS2檢測到ATS1切換輸出故障,則給發(fā)電機控制系統(tǒng)發(fā)送啟動指令,發(fā)電機將在5s內(nèi)自動啟動,30s內(nèi)達到正常運行狀態(tài)。待發(fā)電機輸出電壓穩(wěn)定后,ATS2自動切換至發(fā)電機供電,將此路供電輸送至中波機房配電柜,保證中波機房發(fā)送設備的正常供電。

        當傲峰線和泰迎線任意一路外電恢復后,ATS2監(jiān)測到外電電壓、電流等參數(shù)正常后,延時5s動作,自動切換至外電供電,發(fā)電機則怠速運行2min后自動停機。

        圖2 自動通風系統(tǒng)圖

        5 自動通風系統(tǒng)的工作原理

        為滿足發(fā)電機啟動時的排煙和通風需求,我們對發(fā)電機房的窗戶進行了改造,將窗戶的開關與發(fā)電機的啟停聯(lián)動,實現(xiàn)自動開關。其工作原理如圖2所示。

        參照圖2,發(fā)電機啟動后,繼電器J上電動作,其常開接點J-5、9閉合;同時,其常閉接點J-2、10斷開,電機正反轉控制模塊中正轉接點與公共端接通,電機正轉控制回路接通,電機正轉,帶動窗扇打開。窗扇打開到位后,開窗導軌上的限位器動作,開窗電機正轉控制回路斷開,電機停止轉動。

        外電恢復,發(fā)電機關閉后,繼電器J釋放,其常開接點J-5、9斷開;同時,其常閉接點J-2、10閉合,電機正反轉控制模塊中反轉接點與公共端接通,電機反轉控制回路接通,電機反轉,窗扇關閉,窗扇關閉到位后,關閉限位器動作,反轉控制回路斷開,電機停止轉動。

        6 雙電源自動切換系統(tǒng)的特點

        (1)中波三路供電實現(xiàn)自動快速切換,減少停機時間。其中一路外電因故障停電時,會在2s內(nèi)自動切換到另一路正常外電。當兩路外電因故障造成停電時,發(fā)電機會在5s內(nèi)自動啟動為中波發(fā)送設備提供電力供應,避免長時間停播事故的發(fā)生。

        (2)通風系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制。本系統(tǒng)在柴油發(fā)電機啟停時,通風系統(tǒng)會自動啟停,保證柴油機工作所需的氧氣量;同時,將柴油機工作產(chǎn)生的煙氣及時排出發(fā)電機房。

        (3)供電切換效率高,安全可靠。本系統(tǒng)的設計與實施也減輕了值班員的工作壓力,避免了因手動倒電帶來的安全隱患。

        7 雙電源自動切換系統(tǒng)的實施效果

        我臺中波雙電源自動切換系統(tǒng)投入使用以來,運行穩(wěn)定、安全可靠,達到了預期效果,為我臺中波機房發(fā)送設備提供了電力保障,確保我臺中波廣播安全播出。

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