高山臺站電力供給系統(tǒng)優(yōu)化改造

王興虎

高山臺站電力供給系統(tǒng)優(yōu)化改造

王興虎

（作者單位：六盤山電視調(diào)頻轉(zhuǎn)播臺）

本文首先分析了高山臺站殊環(huán)境下對配電設(shè)備運(yùn)行安全影響因素，闡述了高海拔環(huán)境配電設(shè)備選用維護(hù)注意事項(xiàng)。列舉了電力供給系統(tǒng)實(shí)例。

高海拔；電力供給；配電設(shè)備；避雷設(shè)施；技術(shù)改造措施

1　高海拔環(huán)境對配電設(shè)備的影響

低壓配電系統(tǒng)海拔在2000 m以上，高壓配電系統(tǒng)海拔在1000 m以上的地區(qū)統(tǒng)稱為高海拔地區(qū)。下面是高海拔地區(qū)環(huán)境的影響因素。

1.1氣壓的影響

試驗(yàn)表明，海拔每升高1000m，平均氣壓則降低7.7～10.5kPa，外絕緣強(qiáng)度降低8～13%；以空氣作為絕緣介質(zhì)柜內(nèi)各相導(dǎo)體間及對地電氣間隙擊穿電壓下降。

在不同海拔海拔高度，常用電壓等級凈距如表1（單位：mm）。

表1

通常情況下中壓開關(guān)柜外形均應(yīng)增加以滿足空氣間隙的要求。如KYN28-12柜，在海拔1000m以下選用800mm寬柜型時(shí)，在海拔2000～3000m時(shí)必須選用1000mm寬柜型。當(dāng)開關(guān)柜的外形尺寸受實(shí)際條件的限制無法增加時(shí)，應(yīng)采用復(fù)合絕緣，復(fù)合絕緣的空氣距離建議按表2選取。（單位：mm）

表2

1.2空氣溫度的影響

環(huán)境溫度對開關(guān)柜中一、二次元器件（如斷路器等）的可靠性有一定的影響，必要時(shí)要經(jīng)過低溫試驗(yàn)來驗(yàn)證產(chǎn)品的性能。傳動組件的潤滑方式必須滿足低溫環(huán)境的要求。對于電纜、銅排等導(dǎo)體一般進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)可不考慮高海拔對溫升的影響。較大的溫度變化使環(huán)氧樹脂澆注的產(chǎn)品，如電流電壓互感器、絕緣件等容易變形、龜裂，密封結(jié)構(gòu)容易破裂。

1.3空氣濕度的影響

高、低壓成套開關(guān)柜在濕度較高的環(huán)境中如果接觸到腐蝕性氣體會轉(zhuǎn)化為強(qiáng)酸，腐蝕開關(guān)柜的電路部分，改變導(dǎo)線的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)，觸點(diǎn)的傳導(dǎo)性等，會使裸銅母線的顏色變化，母線接合點(diǎn)的導(dǎo)電率降低，從而導(dǎo)致過熱。如果是一次線路出現(xiàn)問題，將出現(xiàn)溫升過熱，接地故障等事故；如果是二次線路出現(xiàn)問題，出現(xiàn)誤分，誤合或拒動作或誤報(bào)等等缺陷，直接影響產(chǎn)品的運(yùn)行功能，破壞供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)零件的腐蝕也會直接或間接影響產(chǎn)品的性能，尤其一些承擔(dān)動熱穩(wěn)定性的應(yīng)力的結(jié)構(gòu)零件，如母線橫梁等，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠，最后影響成套開關(guān)設(shè)備的性能，如耐受短路強(qiáng)度等等；柜體結(jié)構(gòu)緊固件的腐蝕也是常見現(xiàn)象，緊固件的腐蝕將直接影響到結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

2　高海拔環(huán)境配電設(shè)備選用維護(hù)注意事項(xiàng)

在配電產(chǎn)品設(shè)計(jì)及維護(hù)時(shí)必須考慮到以上環(huán)境因素對配電設(shè)備的影響。

第一，中壓開關(guān)柜內(nèi)的斷路器、電流互感器、穿墻套管、絕緣子、接地開關(guān)等元器件選用時(shí)其外形尺寸必須按照海拔高度進(jìn)行修正，對于導(dǎo)體進(jìn)行外敷絕緣材料也必須滿足海拔高度要求，平時(shí)維護(hù)保養(yǎng)時(shí)特別注意絕緣件是否出現(xiàn)龜裂等現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)必須進(jìn)行維護(hù)和更換，導(dǎo)體若有發(fā)黑發(fā)藍(lán)現(xiàn)象一般都是導(dǎo)體搭接面接觸不良引起的過熱，需要時(shí)時(shí)監(jiān)測重點(diǎn)部位的溫升，尤其是母線與斷路器、母線與電纜連接處的溫升，因?yàn)橐坏┻@些地方溫升過高會導(dǎo)致絕緣老化而引起短路或斷路等嚴(yán)重事故。定時(shí)監(jiān)測中壓柜內(nèi)安裝的溫濕度控制器，防止柜內(nèi)出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。二次回路也要定期進(jìn)行巡查，以防止出現(xiàn)腐蝕導(dǎo)致的虛接及其它狀況發(fā)生。

第二，當(dāng)維護(hù)更換低壓開關(guān)柜內(nèi)的低壓電器產(chǎn)品時(shí)，一般需要降容使用，對于使用說明書沒有高海拔降容說明的低壓電器的額定電流值可以保持不變，對于連續(xù)工作的大發(fā)熱量電器，可適當(dāng)降低電源等級使用。對于在使用說明書中有明確說明的，按說明書降容選用。更換維修低壓電器時(shí)，特別注意元器件的進(jìn)出線方向，否則易出現(xiàn)故障。

3　電力供給系統(tǒng)實(shí)例

六盤山電視調(diào)頻轉(zhuǎn)播臺的電力供給系統(tǒng)由10kV高壓外電線路、地埋10kV鎧裝電纜、變壓器室、低壓配電室、避雷網(wǎng)等設(shè)施組成。

3.110kV高壓外電線路、地埋10kV鎧裝電纜

六盤山電視調(diào)頻轉(zhuǎn)播臺建臺初期是由柴油發(fā)電機(jī)供電的，之后通過電力部門架設(shè)了三路10kV高壓供電線路，配備的額定容量35kVA的變壓器，線路維護(hù)由六盤山電視調(diào)頻轉(zhuǎn)播臺負(fù)責(zé)。由于高山臺站自然環(huán)境十分惡劣，風(fēng)雪冰雨特別是冬天的冰凌時(shí)常造成線路拉斷、桿基塌方、電線桿桿斜、橫擔(dān)移位、絕緣瓷瓶短路等現(xiàn)象。因此，維護(hù)人員借鑒供電部門的規(guī)定結(jié)合實(shí)際環(huán)境逐漸摸索出一套可行辦法：轉(zhuǎn)角桿、橫跨桿是雙桿，拉線外多內(nèi)少外緊內(nèi)松，有些桿基水泥澆筑保證基礎(chǔ)牢固，線路松緊適中，跌落保險(xiǎn)要防風(fēng)數(shù)量少，高壓線路用的線改用高強(qiáng)度的、帶絕緣護(hù)套的電纜線，保證森林防火的安全。地埋10kV鎧裝電纜按要求深度埋，要有保護(hù)電纜的套管和防雷措施以提高其安全性。

3.2變壓器室和低壓配電室

3條近千米10kV鎧裝電纜地埋引入變壓器室，經(jīng)高壓隔離開關(guān)到變壓器，變壓器室更新安裝2臺變壓器，其容量為315kVA。經(jīng)變壓380V后兩路電源采用單母線分段接線，中間設(shè)自動切換聯(lián)絡(luò)開關(guān)，互為備用，接至低壓配電室專用配電柜送給各發(fā)射設(shè)備及其他生活等用電。

3.3避雷設(shè)施

由于六盤山電視調(diào)頻轉(zhuǎn)播臺地處高山頂峰，地質(zhì)復(fù)雜雷擊現(xiàn)象特別嚴(yán)重，所以避雷設(shè)施就很重要。首先在雷電的防護(hù)中應(yīng)采取以下措施：①利用發(fā)射鐵塔地網(wǎng)盡可能擴(kuò)大保護(hù)范圍；②聯(lián)通接地網(wǎng)安全快速泄放雷電電流；③用避雷器進(jìn)行多級保護(hù)；④進(jìn)行等電位連接消除電位差。通常防雷接地的接地電阻是10Ω，實(shí)際有弱電設(shè)備的防雷都要求4Ω 或1Ω的接地電阻。六盤山臺的地理位置及環(huán)境相對復(fù)雜，對其安全性及對環(huán)境的影響性要求嚴(yán)格，因此在設(shè)計(jì)及使用維護(hù)過程中需要采取相應(yīng)的措施，以滿足要求。綜合上述避雷網(wǎng)等設(shè)施按一類防雷建筑物設(shè)置防雷系統(tǒng)接地電阻要求小于1Ω，實(shí)際測量是0.68Ω。

3.4配電系統(tǒng)

不論機(jī)房用電還是生活等用電，電力供給直接影響通信質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)還會造成播出中斷危及設(shè)備和人身安全。配電系統(tǒng)其實(shí)就是給各種發(fā)射設(shè)備的電力供應(yīng)分配系統(tǒng)由最初的簡單散亂到現(xiàn)在的合理優(yōu)化布局，三相均流供電。配電系統(tǒng)的改進(jìn)要考慮到以下幾個(gè)原則：①充分考慮變壓器、母線排、線路和斷路器承受的負(fù)荷，不能過載運(yùn)行；②盡量三相負(fù)荷相當(dāng)均流供電，以免給供電系統(tǒng)帶來隱患；③杜絕負(fù)荷串聯(lián)式連接，杜絕連接點(diǎn)松動打火燒設(shè)備；④供電電源有主路電流和備路電流供電，不使用繼電器控制開關(guān)，使用閘刀控制開關(guān)；⑤嚴(yán)禁隨意串接插銷板電源。綜合上述，按照廣電局62號令中對供電的要求，配電室于2014年進(jìn)行改擴(kuò)建工程，供配電采用三路10kV高壓供電線路，低壓兩路電源采用單母線分段接線，中間設(shè)自動切換聯(lián)絡(luò)開關(guān)，互為備用。主要用電負(fù)荷為：電視、調(diào)頻發(fā)射機(jī)房、風(fēng)機(jī)房、微波機(jī)房、值班監(jiān)控室的設(shè)備用電為一級負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷，用主路供電電源；生活用電、應(yīng)急照明、供暖用電、其他設(shè)備等用電為一級負(fù)荷，用備路供電電源。一路電源停電另一路電源通過中間自動切換聯(lián)絡(luò)開關(guān)保證供電正常。

4　結(jié)語

從上面的論述中，得出下面幾點(diǎn)結(jié)論：①明白了特殊環(huán)境對配電設(shè)備運(yùn)行安全的影響因素；②必須改變原有“重”發(fā)射機(jī)改造，“輕”配電系統(tǒng)更新改造的思維，供電系統(tǒng)出問題，所有機(jī)器都停播；③電力供給與保障由強(qiáng)電和弱電兩部分組成，二者都應(yīng)充分重視，不能厚此薄彼；④電力供給與保障離不開定期檢測避雷設(shè)施的接地電阻，它關(guān)系到人員與設(shè)備的安全；⑤堅(jiān)持預(yù)防為主，平時(shí)定期按要求檢查，從細(xì)節(jié)處著手，常抓不懈，做到防患于未然，保證供電用電的安全。

王興虎，無線電高級工程師，從事廣播電視發(fā)射工作20多年，具有較豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。