泰山轉播臺中波雙電源自動切換系統設計與實施

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電機共三路電力供應。當外電發生故障時，外電切換、發電機啟停需手動，特別是切換發電機供電和恢復外電供電時，需要到發電機房啟停發電機，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，當外電發生故障時，系統能夠根據外部供電優先級情況，自動切換外電或啟停發電機，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的組成

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

圖1 雙電源自動切換系統圖

3 雙電源自動切換系統工作原理

雙電源自動切換系統主要是利用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是否正常，當常用電源出現故障時，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工作原理分三個狀態：正常工作狀態、主用電源故障狀態、備用電源故障狀態。下面按這三個狀態簡單說明其工作原理。

正常工作狀態：在此狀態時，主用電源正常、備用電源處于熱備用狀態，轉換功能鍵處在自動狀態，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：在此狀態時，雙電源自動切換系統中檢測電路會對接入系統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，系統自動轉換到主用電源供電。

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

4 中波雙電源自動切換系統工作步驟

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，保證中波機房發送設備的供電。當傲峰線恢復供電時，ATS1監測到電壓、電流等參數正常，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 當兩路外電同時發生故障時

當兩路外電同時發生故障時，則ATS1切換輸出消失，ATS2檢測到ATS1切換輸出故障，則給發電機控制系統發送啟動指令，發電機將在5s內自動啟動，30s內達到正常運行狀態。待發電機輸出電壓穩定后，ATS2自動切換至發電機供電，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監測到外電電壓、電流等參數正常后，延時5s動作，自動切換至外電供電，發電機則怠速運行2min后自動停機。

圖2 自動通風系統圖

5 自動通風系統的工作原理

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

參照圖2，發電機啟動后，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的特點

（1）中波三路供電實現自動快速切換，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，發電機會在5s內自動啟動為中波發送設備提供電力供應，避免長時間停播事故的發生。

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

（3）供電切換效率高，安全可靠。本系統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的實施效果

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