供配電系統(tǒng)無人值守的自動(dòng)控制

張科學(xué) 滕林

【摘要】本文介紹了供配電系統(tǒng)原理，并詳述了作者所屬臺(tái)站供配電技術(shù)方案和設(shè)備選型，該系統(tǒng)在實(shí)際使用過程中為安全播出發(fā)揮了重要作用，旨在為讀者提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】供配電;安全;無人值守;自動(dòng)切換

中圖分類號(hào)：TN92? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2022.011.011

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，過去幾年，全國發(fā)生的重大停播事故中，90%以上都與供配電系統(tǒng)故障或操作失誤有關(guān)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，播控系統(tǒng)安全性能進(jìn)一步提升，設(shè)備量的增加和技術(shù)的提升加大了對供配電的要求，如何保證供配電的安全可靠成為當(dāng)前重大問題。為了保障徐州中波發(fā)射臺(tái)安全、優(yōu)質(zhì)、高效的播出，圓滿完成臺(tái)站的播出任務(wù)，徐州中波發(fā)射臺(tái)在新臺(tái)站搬遷建設(shè)過程中，參照廣電總局六十二號(hào)令以及江蘇省廣播電視安全管理?xiàng)l例的實(shí)施細(xì)則要求，結(jié)合本臺(tái)站的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了無人值守的自動(dòng)控制配電系統(tǒng)方案。

1. 基本要求

外部電源應(yīng)接入兩路外電，一路宜為專線，當(dāng)一路外電發(fā)生故障時(shí)，另一路外電不應(yīng)同時(shí)受損，供配電系統(tǒng)應(yīng)設(shè)工藝變壓器，播出負(fù)荷供電應(yīng)設(shè)兩個(gè)以上引自不同回路的獨(dú)立低壓;單母線分段供電并具備自動(dòng)或手動(dòng)互投功能;主要播出負(fù)荷應(yīng)采用UPS供電，UPS電池組后備時(shí)間應(yīng)滿足設(shè)計(jì)負(fù)荷工作30分鐘以上;應(yīng)配置自備電源或與供電部門簽訂應(yīng)急供電協(xié)議，保證播出負(fù)荷、機(jī)房空調(diào)等相關(guān)負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行;主備播出設(shè)備，雙電源播出設(shè)備，應(yīng)分別接入不同供電回路。同時(shí)，應(yīng)實(shí)現(xiàn)無人值守時(shí)供配電的自動(dòng)切換，應(yīng)具有安全性、時(shí)效性、經(jīng)濟(jì)性。

2. 方案及設(shè)備選型

2.1 整體方案

10KV電器主接線采用分段單母線接線方式，不帶聯(lián)絡(luò);0.4KV為單母線分列運(yùn)行，設(shè)置母線聯(lián)絡(luò)開關(guān);配置柴油發(fā)電機(jī)及應(yīng)急電源開關(guān)柜，在兩路10KV外電均停電或故障時(shí)，手動(dòng)或自動(dòng)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，保證重要負(fù)荷供電;配置主備雙路UPS電源，可分列或并列運(yùn)行。

2.1.1 系統(tǒng)框圖

2.1.2? KA1、KA2、KA3、KA4、發(fā)電機(jī)的閉鎖接線

（1）KA1、KA2、KA4之間的電氣互鎖接線

（2）KA1、KA2、KA3、KA4電氣閉鎖及閉合接線

以上僅為自鎖和閉鎖，要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，還必須為斷路器提供電氣遠(yuǎn)程控制和電氣及機(jī)械聯(lián)鎖所必需的附件（包括但不限于分閘線圈、合閘線圈、電機(jī)操作器、輔助觸點(diǎn)、延時(shí)繼電器、欠壓脫扣器等）。

2.1.3 KA1、KA2、KA3、KA4、發(fā)電機(jī)時(shí)序

（Ⅰ）為延時(shí)繼電器時(shí)間，可自主選擇，要考慮安全和時(shí)效。

（Ⅱ）為發(fā)電機(jī)收到啟動(dòng)信號(hào)以后至電壓輸出正常和發(fā)電機(jī)收到關(guān)閉信號(hào)以后至殘余電消耗完全關(guān)機(jī)的時(shí)間，約需15秒。

（*）主備均失電可以理解為主、備一起失電或者是一路先失電的情況下另一路也失電，處理結(jié)果相同，KA1、KA2、KA3均欠壓脫扣。

（**）主備供電恢復(fù)可以為兩路同時(shí)恢復(fù)或者一路先行恢復(fù)。

正常運(yùn)行時(shí)，KA1、KA2閉合，KA3、KA4分?jǐn)?主、備兩路變壓器分列運(yùn)行。當(dāng)主路失電時(shí)，KA1分?jǐn)?，KA3閉合，由備路變壓器帶所有負(fù)荷;當(dāng)備路失電時(shí)，KA2分?jǐn)?，KA3閉合，由主路變壓器帶所有負(fù)荷;當(dāng)主、備變壓器均失電時(shí)，KA1、KA2、KA3全部分?jǐn)?，KA4閉合，發(fā)電機(jī)啟動(dòng)，由發(fā)電機(jī)帶母聯(lián)主路匯流段負(fù)荷用電。KA1、KA2、KA3、KA4之間設(shè)有電氣及機(jī)械聯(lián)鎖，保證兩臺(tái)變壓器及發(fā)電機(jī)均不會(huì)并列運(yùn)行。

低壓二次分配中，采用雙UPS供電，一主一備（引自不同變壓器的低壓回路）組成核心設(shè)備的電源供電。主備兩路UPS供電平時(shí)分列運(yùn)行，在特殊情況下，可以實(shí)現(xiàn)電池組并列運(yùn)行，供給單部發(fā)射機(jī)的應(yīng)急播出用電。

2.2 設(shè)備選型及說明

10KV采用SF6型負(fù)荷開關(guān)柜;0.4KV設(shè)備選用MNS抽屜式低壓配電柜;變壓器選用SCZB10干式變壓器，配置有載分解開關(guān)智能控制器，可調(diào)整電壓幅度，有一定的穩(wěn)壓作用;低壓分段開關(guān)選用ABB進(jìn)口EMAX系列搭載有SAFE PR122/P-LSI電子脫扣器，輔以配件可實(shí)現(xiàn)欠壓脫扣、來電自合、智能監(jiān)測、四搖一控等多種功能;UPS電源選用APCsurt10000可以自主擴(kuò)容電池組，而且?guī)в信月饭δ堋?/p>

在方案設(shè)計(jì)中，我們沒有采用高壓備自投，對我們而言，高壓設(shè)備利用率低，成本高，維護(hù)和維修難度大，我們對高壓設(shè)備力求簡單可靠。因此，我們選用了高壓設(shè)備中比較穩(wěn)定的SF6型負(fù)荷開關(guān)柜和比較簡單實(shí)用的分列運(yùn)行方式。輔以柴油發(fā)電機(jī)，可以解決不加高壓母聯(lián)備自投的擔(dān)憂。

由于核心播控和監(jiān)測設(shè)備都由UPS穩(wěn)壓電源供電，而對于發(fā)射設(shè)備以及輔助設(shè)備對電壓的要求不太高，我們采用了有載調(diào)壓變壓器（只是在變壓器上增加有載分接開關(guān)智能控制器和有載調(diào)壓抽頭）費(fèi)用大幅降低而功能基本上不受影響，完全能滿足發(fā)射設(shè)備對電壓浮動(dòng)的要求。

3. 實(shí)際使用情況

自配電系統(tǒng)完成，已經(jīng)平穩(wěn)運(yùn)行了二年多的時(shí)間，中間經(jīng)歷過多次10KV外電故障，均能快速、準(zhǔn)確地自動(dòng)完成倒電、開關(guān)發(fā)電機(jī)等功能，倒電時(shí)間不超過5秒，停電時(shí)間不超過30秒，完全達(dá)到了當(dāng)初的設(shè)計(jì)要求。該系統(tǒng)投入使用以后，供電基本可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，不需要人去干預(yù)操作，節(jié)省了人力，也大大縮減了由外電斷電引起的停播時(shí)間，有效減少了停播事故，有力地保障了我們臺(tái)站的安全播出任務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]10kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50053—94

[2]國家安全播出管理規(guī)定及實(shí)施細(xì)則

[3]《電工技術(shù)手冊》主編：段玉春 內(nèi)蒙古人民出版社