10 kW中波廣播發射機電源故障分析研究

多吉次仁

（西藏自治區廣播電視局日土中波轉播臺，西藏 阿里 859700）

中波廣播發射機是中波廣播傳播的重要設備之一[1]。在中波廣播發射機中，電源是保證設備正常工作的重要組成部分[2]。由于各種原因，中波廣播發射機電源可能會發生故障，導致設備無法正常工作。因此，本文以10 kW中波廣播發射機電源故障為研究對象，旨在探究中波廣播發射機電源故障原因和解決方法。結合10 kW中波廣播發射機電源的工作原理，對中波廣播發射機存在的電源相序故障、主電源缺相故障以及主電源過壓等故障類型進行分析，總結出主電源故障的生成原因和解決方法。

1 10 kW中波廣播發射機概述

10 kW中波廣播發射機的工作原理是，將音頻信號轉換成中波頻段的高頻信號，通過天線輻射出去，以實現廣播信號的傳輸。具體而言，發射機將音頻信號經過調幅（AM）模塊進行調制，形成一個調幅信號。將這個調幅信號通過射頻（RF）發生器產生中波頻段的高頻信號。繼而，將高頻信號經過功放放大，輸出到天線上，通過天線將信號輻射出去，從而完成廣播信號的傳輸。

10 kW中波廣播發射機的電源系統由主電源和備用電源組成。主電源一般采用三相交流電源，通過整流、濾波和逆變等電路將交流電源轉換為直流電源，提供給發射機的各個模塊。備用電源一般采用直流蓄電池組，作為主電源失效時的應急電源，以保證發射機的正常運行，對于10 kW中波廣播發射機電源故障分析尤為重要。

2 10 kW中波廣播發射機電源故障分析

2.1 主電源相序故障分析

10 kW中波廣播發射機主電源相序故障指的是三相電源的相序錯誤或者中性線接反導致的故障。出現相序故障會導致發射機的各個模塊供電不平衡，進而影響設備的正常工作。當發生電源相序錯誤時，電源無法正常工作，致使設備無法獲得所需的電能供應。此外，如果電源相序錯誤時間過長，可能會導致設備內部產生高溫，從而影響設備的壽命和性能。具體而言，電源相序錯誤可能會導致電氣設備短路或產生電火花，從而引起火災或其他安全問題。主電源相序故障亦可能引發發射機輸出的信號摻雜其他干擾信號。這是由于電源相序錯誤導致電流波形發生畸變，從而產生高頻干擾信號波。這種干擾信號會傳播到發射機輸出的信號中，從而影響信號質量和清晰度，因此，處理相序故障至關重要。

在一個發射機的電路中，風機起著重要的作用，其能夠幫助降溫并保護系統的順暢運行。然而，在主電源出現相序故障時，風機可能會出現反向轉動。為了避免這種情況的發生，在此檢測電路中設計了保護機制和報警提示的模塊電路。當風機出現故障時，檢測到的電壓信號會發生變化，由高電壓轉化為低電壓。檢測到的信號由電阻R1和放大器N1組成的延時反相電路進行傳輸，轉化為高電壓，并輸送到放大器N2的輸入端。若相序故障檢測電路的另一端也是高電壓，放大器N2則同樣會輸出高電壓，以此提示工作人員有故障發生。另外，放大器N3起到檢測風機狀態的作用，并在監測電路運行時將風機的狀態信號及時傳輸給狀態指示電路，達到監測系統正常運行的目的。為避免監測電路和發射機正常使用內部的電路發生沖突，當發射機剛開機時，監測電路會斷開風機故障保護機制，以禁止風機輸出并對放大器N2進行封鎖。這樣可以避免因風機輸出而引起的誤報警情況。該命令將通過由VD1、R2、R3、C1組成的一個快充慢放的電路傳遞，該快充慢放電路和N5一起組成一個約3.5秒的延時電路，最終將命令送到放大器N7的另一端。由此，N7的輸出是經過3.5秒延時的禁止釋放信號，此時將該信號送到放大器N2的輸入端。只有在持續高壓3.5秒以后，才開始處理風機檢測的信號。當電源輸出高壓時，放大器N8的輸出邏輯是：輸出一個3.5秒的負脈沖信號，其余時間一直為高電壓。這個負脈沖信號會送到N9、N10，3.5秒內風機故障的雙色發光二極管不會顯示任何指示。最后，通過N11和N4輸出，并經過脈沖擴展門送到控制板，重復出現的二類故障會被轉化為一類故障。

10 kW中波廣播發射機出現主電源相序故障的具體原因包括以下幾點。①電源接線錯誤：電源系統的相序錯誤可能是由于電源接線錯誤導致的。例如，接線電源輸入線連接到電源系統中的錯誤相位，或者接地線連接錯誤等。②電源系統故障：電源系統本身的故障可能導致主電源相序錯誤。③外部電力負荷變化：當外部電力負荷變化時，可能會導致電力系統中電壓和電流相位出現偏移。此種偏移可能會影響發射機的電源相序，從而導致主電源相序故障。④雷擊和電網干擾：雷擊和電網干擾可能導致主電源相序錯誤。當雷擊發生時，在電力系統中耦合產生電流脈沖，從而影響電源輸出的相位。

當10 kW中波廣播發射機出現主電源相序故障時，可以采取以下應對方案和處理流程：①停止設備運行：需要停止設備運行，以防止故障進一步擴大或者導致安全問題。②查看電源系統接線：檢查電源系統接線是否正確，排除電源接線錯誤的可能性。確認電源系統接線無誤后，可以重新啟動設備并觀察故障是否得到解決。③檢查電源系統元件：若電源系統接線無誤，需要檢查電源系統元件是否損壞或出現故障。可以使用萬用表等測試儀器檢查電容器、電感、繼電器等元件的電性參數，以確定是否需要更換或修理。④處理外部電力負荷變化：若故障是由外部電力負荷變化導致的，可以考慮增加電源穩壓器或電力調節器等裝置，以提高電源系統的穩定性和適應能力。⑤采取防雷和防干擾措施：若故障是由于雷擊和電網干擾等原因導致的，可以采取防雷和防干擾措施，例如增加避雷裝置、防干擾濾波器等。

2.2 主電源缺相分析

中波廣播發射機輸出功率通常在千瓦級別，在發射過程中主電源缺相故障可能會導致發射機失效，從而影響廣播質量和廣播范圍。

由圖2可知，當三相交流電輸入電源時，相與相之間會出現較大的不平衡甚至出現缺相的現象，從而產生主電源缺相故障。出現此種故障的原因大致可分為以下幾個方面。①電網故障：由于電網中斷、電壓不穩定等原因導致主電源中某相電壓下降或消失。②主電源故障：由于主電源內部元器件損壞或短路，導致某相電壓下降或消失。③主電源連接故障：當主電源與發射機之間的連接線路損壞或接觸不良時，將導致某相電壓下降或消失。

圖2 電源缺相檢測電路圖

當出現此類故障時，可參照關閉發射機高壓電源的方法進行處理，以此保護三相主變壓器。電源缺相檢測電路包括緩沖放大器、有源低通濾波器、同相放大器、比較器和延時電路等組件。電源從A25熔斷器組件板流入，經過緩沖放大器N1處理后，被送至有源低通濾波器進行濾波。有源低通濾波器由多個元器件組成，形成了一個三級有源濾波器，其作用是消除高頻噪聲和雜波。濾波后的電源被送至同相放大器N2，經過電阻調整增益幅度后，再經過N3放大，最終被送到比較器N4進行比較。比較器N4將此時的電壓與基準電壓進行比較。若電壓小于基準電壓，則N4輸出低電平，表示沒有出現“缺相故障”；若電壓大于基準電壓，則N4輸出高電壓。N4的輸出經過N8緩沖后，被送至延時電路N11。如果N7輸出高電壓，表明“電源缺相”故障已經發生。N7的輸出將被送至單穩態觸發器N9，并被轉發到“電源缺相”的故障指示電路中。此外，N8的輸出信號還將被送至N10的一個輸入端，啟動一類故障保護電路。

2.3 主電源過壓分析

當10 kW中波廣播發射機出現電源過壓故障時，由于主電源過壓會觸發設備保護系統，從而使設備無法正常啟動。檢測電路邏輯如下：該設備將電源過壓A25熔斷器組件板輸出的高壓電源信號通過放大器N1的輸入端送至顯示板。在正常情況下，N1會輸出-10V的電壓，并將此電壓鉗位在低電壓，經過調整的電壓再經過放大器N2轉換為低電壓輸出。如果高壓電源輸出的電壓過高，高于預置的基準電壓，則通過N1輸出+10V的電壓，再通過N1轉換為低電壓輸出，之后N1將信號輸出送到電源過壓的故障指示電路，并送到N3的輸入端，以啟動一類故障保護電路。這種保護電路有助于保護設備免受過高電壓的損害，確保設備正常運行。

10 kW中波廣播發射機出現主電源電壓過高通常會伴隨以下現象：①異常噪聲：過高的電壓可能會產生電器噪聲，可能會對設備和周圍的環境產生負面影響。②設備損壞：過高的電壓可能會對設備的內部電路、電子元件和電氣絕緣材料造成損壞，嚴重時甚至可能導致設備報廢。③安全問題：過高的電壓會對設備的安全性產生威脅，可能會導致電器火災、電擊等安全問題。④操作困難：過高的電壓可能會導致人員誤操作或無法正常進行設備維護。

對部分異常現象關聯的其他現象分析，可將造成電壓過高故障的原因大致總結為以下幾個方面：①電網電壓異常：當電網電壓異常增高時，可能會導致設備主電源電壓過高，從而引起過壓故障。②電源系統元件故障：電源系統中的電容器、電感、繼電器等元件可能會損壞或出現故障，導致電源輸出電壓異常升高，從而引起設備主電源過壓故障。③設備接地不良：設備接地不良，可能會導致電源輸出電壓異常升高，從而引起過壓故障。④電源穩壓器故障：電源穩壓器故障可能會導致電源輸出電壓異常升高，引起過壓故障。

當中波廣播發射機出現主電源電壓過高故障時，可選擇以下方案進行處理。①停止設備運行：一旦設備出現電源過壓故障，應該立即停止設備運行，以避免故障進一步擴大。②確認故障原因：對于設備出現電源過壓故障，應該進行仔細的檢查，確認故障原因。③排除故障原因：根據故障原因，采取相應的措施進行處理。例如，如果是電網電壓異常引起的過壓故障，可以增加電壓穩定器進行控制；如果是設備接地不良引起的過壓故障，可以加強設備接地保護。④維修設備：若設備元器件受損或電路出現故障，需要進行維修和更換。⑤檢查設備：排除故障后，需要對設備進行全面的檢查，確保設備正常運行。⑥預防電源過壓：可以通過增加電壓穩定器、設置防雷裝置等方式預防出現電源過壓問題。⑦定期檢測電源電壓：定期檢測設備主電源的電壓是否正常，以及是否存在波動或過壓等現象。⑧加強設備保護：為保護設備免受電源過壓的影響，可以增加過壓保護器、熔斷器等電源保護器件，以避免設備受到過壓損壞。

3 結束語

綜上所述，對10 kW中波廣播發射機電源故障進行的分析和研究對于深入了解此類設備的運作和維護具有重要價值。主電源對于10 kW中波發射機而言是十分重要的組成部分，本文通過對主電源相序故障、主電源缺相以及主電源過壓等故障類型的分析，指出故障的根本原因，并有針對性地介紹了相關解決方案。分析研究表明，及早識別潛在問題并實施預防措施，有助于避免浪費昂貴的停機時間，規避設備損壞造成的損失，對于10 kW中波廣播發射機的運行和維護具有一定的參考和借鑒意義。■