一一二五臺供配電系統(tǒng)的更新改造

李智勝

摘 要：本文介紹了山西廣播電視無線管理中心一一二五臺電源供配電系統(tǒng)中穩(wěn)壓器、配電柜等電力設(shè)備的選型，以及整個供配電系統(tǒng)更新改造的過程。

關(guān)鍵詞：供配電系統(tǒng)；穩(wěn)壓器；配電柜

中圖分類號：TN948 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

發(fā)射臺電源供配電系統(tǒng)是否能夠安全、穩(wěn)定、可靠地工作是實現(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足當(dāng)今發(fā)射設(shè)備對電源系統(tǒng)的要求，對安全播出是潛在的威脅。今年，我臺對供配電系統(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

我臺原來機(jī)房發(fā)射設(shè)備、生活用電等采取的是分別配置一臺三相交流穩(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)對電源的穩(wěn)定性提出了更高的要求。根據(jù)我臺的實際需要，我們設(shè)計了供配電系統(tǒng)的供配電模式。（供配電系統(tǒng)如圖1所示）。來自變電站的高壓進(jìn)入高壓配電柜經(jīng)過一級高壓避雷器、隔離開關(guān)、真空開關(guān)、保護(hù)裝置后送到高壓變壓器，變壓后的市電接到手動互投柜的市電輸入端。由我臺自備柴油發(fā)電機(jī)來的電纜接到互投柜的油機(jī)輸入端。互投柜的作用是在市電發(fā)生故障后，可以由臺里的柴油發(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號低壓配電柜，前兩路開關(guān)將市電接到電力穩(wěn)壓器，后四路開關(guān)用于臺里對電源要求不高的供電設(shè)備。經(jīng)過集中穩(wěn)壓處理的三相電源送到2號低壓配電柜后，再分配到各個供電單元。

2 供配電設(shè)備的選擇

2.1 對供配電設(shè)備的要求

（1）供配電設(shè)備的可靠性要高，適合于高山臺廣播電視設(shè)備的需要。

（2）高山臺站電源很重要的一個要求是應(yīng)具有較強(qiáng)的防雷能力，同時發(fā)射設(shè)備剛開機(jī)時的瞬間電流比較大，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)異常情況時能通過自動或手動方式進(jìn)行切換，從而做到向設(shè)備直接供電。

（4）根據(jù)我臺用電設(shè)備的工作要求，各個設(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)每個用電設(shè)備功耗的大小分別配置相應(yīng)的空氣開關(guān)。

（5）由于電源缺相、電壓過高、過低都會損壞用電設(shè)備，因此電力設(shè)備需具有電源超限保護(hù)功能。

（6）為了今后實現(xiàn)智能化管理，關(guān)鍵設(shè)備需具有計算機(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。為了估算出我臺所需電力穩(wěn)壓器的大致容量，我們對臺里用電設(shè)備的總輸入功率進(jìn)行了統(tǒng)計，大約在80kW左右。考慮到功率因素的影響，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)備并不會全部同時工作的實際情況，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

從以上幾個方面綜合考慮，我們對幾種型號的電力穩(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、可長期連續(xù)工作、手動自控隨意切換，設(shè)有過壓、欠壓、過流、相序、缺相等自動保護(hù)裝置，還配有智能接口，能實現(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)每個用電設(shè)備功耗的大小分別配置了相應(yīng)的空氣開關(guān)和一定數(shù)量的應(yīng)急備用開關(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)測控裝置和HY5WS-7.6/30型高壓避雷器。保護(hù)測控裝置不僅可用于測量輸入高壓的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功積分電度、無功積分電度等參數(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廣播電視信號發(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)人員對改造方案進(jìn)行了多次討論，最初我們設(shè)想利用夜間停播時間進(jìn)行電源設(shè)備的更新，但考慮到從夜間停播到早晨開播只有3個小時的時間，時間比較緊張。為了留有充足的時間進(jìn)行舊設(shè)備的拆除和新設(shè)備的安裝等各項工作，我們制定了用臨時電源保證發(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)點在于可以在時間比較充足的條件下進(jìn)行線路的排線、接線等各項工作，從容處理設(shè)備更新中所遇到的各種問題，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)房臨時引出多組臨時電源通過各自的空氣開關(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。打開各頻道備機(jī)進(jìn)行了試運(yùn)行，在臨時電源運(yùn)行正常的情況下，開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。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，拆除臨時電源，將各用電設(shè)備按照設(shè)計方案全部接入配電柜進(jìn)行調(diào)試。直至全部正常工作。由于利用了臨時電源進(jìn)行過渡，因此，整個電源供配電系統(tǒng)的更新改造在確保安全播出的情況下獲得了圓滿的成功。

結(jié)語

通過我臺電源系統(tǒng)更新改造的實踐，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)計時非常關(guān)鍵，因為它涉及整個項目的工程造價和電源系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定地運(yùn)行。在設(shè)備更新過程中，為工程施工預(yù)備充足的時間也十分重要，因為在設(shè)備搬遷、就位等過程中可能會遇到許多意想不到的問題，需要有比較充足的時間來解決這些問題，從而為順利完成改造任務(wù)打下牢固的基礎(chǔ)。

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