新發電機組嵌入舊供配電系統實現供電自動化方案

（廣西廣播電視技術中心欽州分中心）

1 引言

近期，我分中心通過招標購買，獲得了一部500kW柴油發電機組，用以更換轉播臺現有的已無法滿足使用的260kW柴油發電機組。當機組到達臺站后，立即組織技術人員配合生產廠家于兩天時間內將新發電機組安裝到位并投入使用，為臺站的安全播出提供了有力保障。

但由于該機組的設計與原有舊機組不完全相同，導致該機組無法像原有機組那樣嵌入現有的供配電系統使用，致使該機組無法實現自動控制供電輸出，由此一來一旦臺站遇到外電停電，就只能使用人工手動控制切換的方式來使用該發電機輸出對臺站進行供電，不但延長了臺站的停播時間，也大大提高了臺站技術人員的勞動強度及緊張程度，對臺站的安全播出造成極大不利影響。對此問題，分中心經過技術攻關最終得以解決。本文就科泰500kW柴油發電機組如何嵌入現有供配電系統實現自動控制供電輸出進行說明。

2 本臺原有供配電系統分析

要將該發電機組嵌入我臺供配電系統，并實現自動控制供電輸出，以達到供電自動化的目的，目前只有兩種改造方案可供選擇，一是更換現有配電柜，使用新發電機配套的配電柜；二是改造現有配電柜，使新發電機能夠與現有配電柜配合使用，實現自動化切換供電輸出。

從表面上來看，使用第一種改造方案無疑是最簡單的也是最可靠可行的，不用考慮任何線路改造及匹配等問題，看起來似乎是最好的選擇，但在經過研究分析后卻發現，該方案在實際操作上卻是最難以實施的，它不僅要求將原有的配電柜從現有的線路上拆除出來，還要將新的配電柜安裝到位并準確無誤的將原有供配電線路再連接到新配電柜上使用，技術人員要將直徑達到240平方毫米的電纜進行大量的拆裝，工作量之大是令人難以想象的，如此一來不僅費時費力，還對臺站的安全播出造成極大影響。因此，第二種方案：改造現有配電柜配合新機組使用無疑就成了最好的選擇。但要改造現有的配電柜就必須考慮配電柜內的ATS，只有現有的ATS能夠與新發電機組配合使用才能實現自動切換供電輸出的目的，因此研究現有的ATS（圖1）如何配合新發電機組使用就成了最關鍵的問題。

圖1 現有ATS切換開關

3 現有ATS開關的工作原理

ATS切換開關一般由三部分組成，其中包括：開關本體、驅動保持機構及控制器。經過仔細觀察及研究，我們基本掌握了我臺現有配電柜內的ATS切換開關的大致構成，該ATS可分為兩大部分：驅動保持機構和開關本體，未帶有控制器，因此該ATS不能實現自身的自動控制，僅能通過接受外部指令來控制切換輸出。其中驅動控制部分的輸入端分別為8B、N1與10B、N2（N1/N2為零線），為無源端子口，可使用AC220V電壓供電輸入使用。開關本體K3為雙觸頭開關，ATS根據輸入指令電壓選擇接通K3中的一組節點輸出（圖2）。

圖2 ATS接線線路

了解到以上ATS的基本信息后，我們對該ATS進行了測試，使用兩組220V交流電源同時輸入ATS的8B、N1與10B、N2輸入點，此時ATS沒有任何動作，當我們斷開8B組輸入電源時，ATS立即出現切換動作，切換了輸出觸點；我們再接回8B組電源時，ATS又立即動作，切換了輸出觸點，此時再斷開10B組電源，ATS沒有再動作。

通過以上測試，我們得出以下結論：該ATS使用220V交流電源作為切換控制信號及供電電源，具備自投自復功能，其中8B組作為主用（常用）路電源控制使用，10B組作為備用路電源控制使用。切換原理如圖3所示。

圖3 市電、發電機雙電源自動切換原理

4 新發電機組與現有ATS切換開關的連接

圖4 發電機組控制部分繼電器GOR

經過與新發電機組生產廠家的溝通，我們得知，新機組控制ATS切換開關的繼電器為GOR（發電機帶載繼電器）（圖4），接線端標號為160-163，其中162、163為一組常閉觸點，連接的是市電220V電源，160、161為常開觸點，連接的是發動機輸出的220V電源。結合對ATS開關自動切換的原理分析可見，此ATS開關的切換可由該繼電器GOR來控制。其中GOR常閉觸點（162163）可連接ATS的8B組輸入點，作為控制常用市電電源的控制點，常開觸點（160161）連接ATS的10B組輸入點，作為控制備用的發電機輸出供電電源（圖5）。

圖5 發電機組ATS控制繼電器GOR

在市電正常狀態下，市電經采樣線端8A，通過連接線串聯接入GOR常閉觸點，再經線端8B輸入至ATS設備驅動部分，此時ATS設備驅動部分市電供電狀態接通，ATS開關本體觸點工作在市電狀態。當市電異常時，發電機經過自檢啟動并檢測輸出電壓正常后，機組控制器輸出指令控制GOR繼電器動作，此時GOR常開觸點閉合，常閉觸點斷開。發電機輸出電壓經采樣線端10A連接至GOR常開點，最后經線端10B輸入給ATS設備驅動部分，此時ATS驅動機構立即切換使用發電機供電輸出（圖6）。

按以上方案，將ATS與發電機組連接完成后，通過人工模擬測試，原有的配電柜已經可以實現正常的自動切換，無需再使用人工的模式來倒換供配電的輸出。

5 總結

本改造方案為現有廣播電視轉播臺站的供配電系統設備改造帶來便利，既提高了臺站新舊設備搭配使用的自動化程度，也降低了臺站留守技術人員的勞動強度及緊張程度，為臺站的安全播出提供了更有力的保障。

[1]GB/T 14048.11-2002,低壓開關設備和控制設備 第6部分：多功能電氣第1篇：自動轉換開關電器[S].

[2]曲德剛, 徐建兵. 合理選擇與使用自動轉換開關電器(ATSE)[J]. 建筑電氣, 2005, 24(1):4-8.

圖6 新發電機組和原ATS設備的連接原理圖