廣播發射臺站電力監測箱設計及應用

■文/傅雪鵬　馮梅玲　張智軍　劉春江

廣播發射臺站電力監測箱設計及應用

■文/傅雪鵬馮梅玲張智軍劉春江

近年來，隨著“西新工程”的不斷深入開展，經過多年的努力建設，我們中西部地區的廣播影視事業得到長足發展和進步，新疆、西藏、內蒙以及四川等地的廣播節目覆蓋率和覆蓋時長得到較大提高，但是部分地區發射臺站仍然存在因為電力中斷等因素導致廣播節目播出中斷的問題，本文作者結合實際工程建設需要，設計了一種針對380v電源的缺相、斷電和恢復供電進行聲光報警提示的電力監測箱，在實際廣播發射工作中得到良好應用，簡單有效地解決了380V電源的缺相和斷電等影響廣播節目播出的問題。

廣播發射臺站；電力監測

引言

對廣播發射臺站而言，供電保障十分重要，直接關系到廣播電視節目能否正常播出［1］。當前對于發射臺站中電力的監測和報警提示主要采用兩種方式：一是采用消防系統建設中的電力箱進行監測報警，二是在自動化監控系統中將電力監測作為一個相對獨立的重要組成部分進行設計［2］［3］。但這兩種方式都有其缺陷。采用第一種方式主要實現了斷電報警，但是何時恢復供電往往缺少報警提示，況且假如三相電中缺相或相序發生變化時不能及時發現并報警提示；采用第二種方式進行電力監測，往往建設成本又較高，增加了發射臺站運行維護不必要的成本支出。在充分分析發射臺站電力監測實際需求的情況下，筆者針對性地設計了一個電力監測報警電路，簡單有效地實現了對380V電源的監測報警提示。

1. 電力監測需求分析

廣播發射機由380V的動力電供電工作，為保證斷電或缺相后值班人員及時進行響應和處置，同時當恢復供電時值班人員也能及時采用相應的處置措施，需要對380V電源的斷電、缺相和斷電后恢復供電進行聲光報警提示。考慮到發射機的工作區域一般是由配電室、機房和值班室幾個區域組成，各工作區域之間相互可能緊鄰被墻壁隔開也可能間隔有段距離，因此電力監測報警器一般需要由兩個部分組成，如下圖：

其中的感應監測模塊主要是實現對380V電源的缺相、斷電和恢復供電進行感應監測，同時產生24V或12V的報警驅動信號，安裝于配電室內；報警提示模塊主要是實現對上述電力異常情況進行聲光報警，一般安裝于機房或值班室內；

整個電力監測箱需要具備如下功能：

（1）缺相、相序發生變化或者斷電時，能進行聲光報警提示；

（2）恢復供電時能進行聲光報警提示且報警提示信號與第（1）種情況不同；

（3）聲光報警信號維持時間的長短可以在一定范圍內設定，超過規定時常后報警信號自動停止且不影響下次電力異常時的報警提示動作；

（4）聲光報警過程中，可以一鍵切斷報警信號，以免干擾工作人員采取相應的處置措施；

（5）可以直觀反應當前的報警信號是處于切斷還是接通狀態，以提示工作人員平時將報警信號設置為接通狀態。

（6）當外部電源中斷后，電力監測箱要能夠依靠自身電源維持2個小時以上時間的監測功能。

2.電路設計及功能分析

整個電力監測箱的核心功能在于對380V電源的缺相、相序變化、斷電和恢復供電進行監測，筆者采用斷相和相序保護繼電器進行380V斷電或缺相的監測，使用12V直流電源加上普通繼電器的常開觸點和接通延時繼電器的常閉觸點進行報警信號的驅動實現該功能，這部分電路的原理如圖2所示：

圖2　電力監測箱核心電路原理示意圖

圖中，繼電器1與2為普通的雙刀雙擲繼電器，延時繼電器1與延時繼電器2為接通延時繼電器，當相序保護器發現380V缺相、相序發生錯誤或者斷電，觸點由常閉狀態打到常開狀態，驅動繼電器1的線圈工作，將12V電源通過其常開接點送入延時繼電器的驅動線圈進行驅動，延時繼電器的常閉觸點接紅色報警提示等，這時由延時繼電器的延時接通特性，導致12V電源通過常閉觸點驅動報警發出紅色聲光報警，當延時時間到達之后，延時繼電器的常閉觸點斷開，從而導致驅動報警的12V電源斷開，報警信號停止；當恢復供電時，繼電器2和接通延時繼電器2同樣驅動報警器發出藍色聲光報警提示電力恢復。

使用PROTEL進行電路原理圖的繪制和PCB圖的layout，原理圖如圖3所示：

圖3　報警電路原理圖

線路連線說明如下：

1）380V的三相和地線接入漏電保護器，漏電保護器的三相輸出接入相序保護器K8DS-PH1的L1L2L3三腳進行缺相和相序監測；

2）12V信號接入相序保護器K8DS-PH1繼電器側公共端11腳；

3） 相序保護器K8DS-PH1繼電器側的常閉觸點12接入繼電器R1的驅動線圈的13腳，R1的14腳接地，對繼電器R1進行驅動；

4）R1的雙刀的公共端9腳和12腳接12V，9腳對應的常開觸點5腳接延時繼電器RD1的常閉觸點8腳，RD1的5腳接到端子排的18腳進行斷電報警驅動； R1的12腳對應的常開觸點8接繼電器RD1線圈的7腳，同時RD1的2腳接地，實現了使用R1的一組常開觸點驅動RD1線圈的功能；

5）RD1的5腳接到端子排的13腳后，通過13腳的另一側接到面板上開關的一個觸點上，觸點的另一個接線點接至端子排的14腳，14腳送至紅色報警燈的正極，紅色報警燈的負極接至12V的地線，以上是斷電或缺相報警過程。

6）相序保護器K8DS-PH1繼電器側的常開觸點14接入繼電器R2的驅動線圈的13腳，14腳接地，對繼電器R2進行驅動；

7）R2的雙刀的公共端9腳和12腳接12V，9腳對應的常開觸點5腳接延時繼電器RD2的常閉觸點8腳，RD2的5腳接到端子排的20腳進行斷電報警驅動； R2的12腳對應的常開觸點8接繼電器RD2線圈的7腳，同時RD2的2腳接地，實現了使用R2的一組常開觸點驅動RD1線圈的功能；

8）RD2的5腳接到端子排的15腳后，通過15腳的另一側接到面板上開關的一個觸點上，開關觸點的另一個接線點接至端子排的16腳，16腳送至藍色報警燈的正極，藍色報警燈的負極接至12V的地線，以上是恢復供電報警過程。

另外，使用12V對面板上的開關指示等進行供電，若開關按下，則指示燈亮，表示可以進行正常的報警，若開關彈起，指示燈滅，不能進行聲光報警。同時使用在線式UPS電源保證外部電力中斷時，電力監測箱能夠正常工作。完成設計及裝配的電力監測箱如圖4和圖5所示（聲光報警器安裝于值班室內，通過接線排連接報警驅動信號線進行驅動報警，圖中未展示）：

圖4　電力監測箱內部結構示意圖

圖5　電力監測箱前面板結構示意圖

3.總結

文中設計的電力檢測報警電路能夠很好地實現發射臺站電力監測報警中提出的缺相、相序發生變化或者斷電時進行聲光報警提示；恢復供電時能進行聲光報警提示且報警提示信號與前者不同；聲光報警信號維持時間的長短可以在一定范圍內設定，超過規定時常后報警信號自動停止，且不影響下次電力異常時的報警提示動作；聲光報警過程中，可以一鍵切斷報警信號；可以直觀反應當前的報警信號是處于切斷還是接通狀態以及當外部電源中斷后，電力監測箱要能夠依靠自身電源維持2個小時以上時間等6方面的功能，目前在新疆地區多個發射臺站已經得到實際應用，良好地解決了380V電力異常導致停播時間較長的問題，將因為電力異常導致的停播時間降低到值班人員的最快反應時間。

［1］ 劉宏杰.高山發射臺電力監測系統的設計與實現［J］. 廣播與電視技術，2016（04）：101-104.

［2］羅明，張韜，羅又赤等.廣播臺網智能化自動化供電及監控管理系統［J］.廣播與電視技術，2011（03）：86-89.

［3］劉宏杰.多路供電遠程監控系統的設計與實現［D］.寧波：寧波大學，2012.

（作者單位：中國廣播電影電視社會組織聯合會/中央電視臺總編室/國家新聞出版廣電總局廣播科學研究院）

TN943；TN913

A

1671-0134（2016）09-053-03

10.19483/j.cnki.11-4653/n.2016.09.019