廣播電視村村通臺站供配電線路方案設計

覃晨朗（廣西廣播電視技術中心河池分中心）

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廣播電視村村通臺站供配電線路方案設計

覃晨朗
（廣西廣播電視技術中心河池分中心）

［摘 要］臺站的供配電電路的設計對于安全播出具有重要意義。由于技術中心沒有統(tǒng)一的臺站供配電線路，本文介紹了河池分中心自行設計和安裝的一套村村通臺站供配電線路，應用效果良好。

［關鍵詞］廣播電視；供配電；村村通

一、引言

隨著“十二五”高山無線發(fā)射臺站基礎建設的推進，各分中心有不少臺站新建了機房，而作為機房供配電的電路，目前沒有一個統(tǒng)一的線路。據(jù)這幾年樞紐臺統(tǒng)計，在臺站停播事故中，供配電系統(tǒng)引起的停播占了大部分。因此，對新建臺站的供配電線路的設計對于安全播出具有重要意義。由于河池分中心村村通無線覆蓋臺站大部分是無人值守，2013年之前臺站停播原因大多為供配電引起。為了避免這種大面積、長時間的臺站停播現(xiàn)象發(fā)生，河池分中心在2012年自行設計和安裝了一套村村通臺站供配電線路，整個電路的設計主要針對村村通臺站供配電關鍵部位及節(jié)點，當這些部位或者節(jié)點不正常時，供電電路可以通過自動切換或遠程操作方式應急解決（即請樞紐臺平臺值班員遠程操作處置）。

本供配電方案于2014年又在河池分中心的東蘭轉播臺（新搬遷）投入使用，效果達到預計的目的，升級版的電路也于2015年年底在羅城轉播臺安裝好待設備搬遷到新機房后可使用。作為該項目的設計人，現(xiàn)把整套電路架構介紹給大家并淺談個人的觀點。

二、功能設計

河池分中心共有8個村村通站點，其中7個為300W臺站，1個為1kW臺站，這些臺站大部分都為無人留守，分中心領導經(jīng)過反復討論和論證，決定對新建臺站采用自主的供配電電路，所用的電路主要有如下5個共同特點：1、電路圖基本統(tǒng)一，以方便整個分中心共享資源；2、電路供電關鍵節(jié)點以能自動切換為主，樞紐臺平臺值班員能遠程應急操作為補；3、所有輔助措施不能影響樞紐臺原有的設計功能，更不能與之有沖突；4、可以充分利用樞紐臺平臺值班客戶端電腦的ATS的五個繼電器狀態(tài)及電壓變送器的數(shù)值對臺站故障范圍進行有效的判斷；5、當遠程系統(tǒng)由于某些原因不正常而引起發(fā)射機不能正常開機時，可以用本臺自動切換電路應急播出。

我們設計的電路可以實現(xiàn)以下六個功能：

1、供配電的一些關鍵點的故障可以通過樞紐臺遠程客戶端電腦的臺站實時數(shù)據(jù)列表中ATS的五個繼電器狀態(tài)判斷大概位置。

2、機房輸入總空開故障（跳閘）時可以遠程應急操作供電。

3、柴油發(fā)電機輸出空開故障（跳閘）時可以遠程應急操作供電。

圖1　總體原理圖

4、穩(wěn)壓器有故障無輸出時可以遠程應急操作旁路供電。

5、臺站發(fā)射機不能遠程自動開機時的本臺應急開啟發(fā)射機功能。

6、柴油發(fā)電機主備電瓶可以定期輪流倒用發(fā)電供電或者遠程或者本地強制倒換到主備電瓶。

三、方案設計

方案總體原理圖如圖1所示。

1電路圖中電壓傳感器、繼電器狀態(tài)面板指示燈的位置及說明

在2007年臺站安裝遠程監(jiān)控時，按照施工手冊的最先版是只在ATS前后安裝有輸入的外電電壓傳感器、發(fā)電電壓傳感器及輸出電壓傳感器和電流傳感器，第一次升級增加使用五個繼電器的正接點接到電力采集器的PD 口分別作為外電輸入檢測狀態(tài)、ATS發(fā)電輸入檢測狀態(tài)、ATS發(fā)電輸入狀態(tài)、ATS輸出狀態(tài)和配電柜輸出狀態(tài)，在實際使用中發(fā)現(xiàn)穩(wěn)壓器在ATS輸出后面會引起例如穩(wěn)壓器故障或者外電逆相都將會使穩(wěn)壓器無輸出，這時哪怕發(fā)電機發(fā)電也會引起整個機房都無電壓輸出的現(xiàn)象，后來發(fā)文件要求將臺站的變壓器前移并將外電繼電器狀態(tài)也跟著前移。所有的這些整改都無法避免一個繼電器狀態(tài)只能對某一相進行檢測的事實，當機房供配電出現(xiàn)缺相但剛好檢測的那一相又正常而引起的誤判，這種現(xiàn)象在這幾年的實際應用中就發(fā)生了多次，河池分中心自主設計安裝的供配電電路能較好地解決這個問題。一是我們的繼電器狀態(tài)是先對三相檢測電路后再取樣給狀態(tài)顯示，二是繼電器狀態(tài)和電壓傳感器有意放在電路中不同的關鍵節(jié)點，這就能比較容易判斷故障的大致部位，再加上本分中心從2012年已經(jīng)安裝使用了的在供配電關鍵節(jié)點的應急控制電路，能較快地處理一些問題，從而減輕維護人員的壓力。

2在電路中引入兩個雙電源自動切換開關

雙電源自動切換1的作用：一是為機房提供應急電源，二是可以起到機房的備份電纜的功能；雙電源自動切換2的作用：正常情況下電路的輸出經(jīng)雙電源的常用端輸出到配電柜，當隔離變壓器、穩(wěn)壓器、ATS等工作不正常時外電或者發(fā)電的電壓可以通過雙電源自動切換2的備用端輸出給配電柜，這時機房仍有電源供給發(fā)射，設備可以正常工作，這時相應的繼電器狀態(tài)或者電壓傳感器等只是顯示不正常，維護人員可以從容地不太急地趕往臺站搶修。

3機房增加一個IP尾號為131的采集器

增加IP尾號為131的采集器，通過平臺值班員的操作，可以對某些原因引起的外電總空開、發(fā)電機總空開、穩(wěn)壓器有故障無輸出時進行旁路輸出，既節(jié)約可能因ATS之前的外電回路關鍵節(jié)點故障而造成的不必要的發(fā)電，也可以防止ATS之前的外電回路不正常，但發(fā)電時其輸出總空開又剛好掉下引起機房無供電電源從而造成停播，維護人員的壓力同樣得到了緩解。

4村村通300W臺站發(fā)射機雙回路供配電電路原理圖

原理圖如圖2所示。

圖2　村村通300W臺站發(fā)射機雙回路供配電電路原理圖

為了減少臺站停播時間，臺站電路中引入總應急電源，同時安裝雙回路供電電路，它在一定程度上解決了主控電腦死機、用于控制發(fā)射機開關機的采集器故障、給發(fā)射機提供電源的開關機控制器等故障引起的發(fā)射機因無供電電源造成的停播，具體電路如下：本電路發(fā)射機電源采用雙電源自動切換器（前幾年的電路用中間繼電器作電源切換）來切換。正常情況下，在同軸開關到位的前提下，只要開關機控制器有輸出，電路中供給發(fā)射機的就由開關機控制器的電源提供；當由于某種原因引起開關機無輸出電壓，在播出時間范圍內，應急電源會從同軸開關到位的回路給相應的發(fā)射機提供電源從而避免停播，電路中的J1-3和J4-3是保證一旦開關機控制器恢復供電，則馬上倒回遠程回路供電播出，從而保證了遠程優(yōu)先，本地應急與遠程控制不沖突。

5柴油發(fā)電機主備蓄電池輪流使用

主備蓄電池輪流使用，主蓄電池故障時遠程操作強制倒換到備份蓄電池應急發(fā)電和備蓄電池故障時遠程操作強制倒換到主用蓄電池發(fā)電的電路原理，原理圖如圖3。

柴油發(fā)電機組中最重要的啟動組件就是啟動蓄電池，一旦啟動蓄電池容量不足，柴油發(fā)電機組就不能正常啟動運行供電，臺站的備份應急電源系統(tǒng)就失去了保障的作用，同樣造成臺站大面積的停播事故。本電路可以方便快捷的進行遠程主備蓄電池的應急切換操作。電路中主備蓄電池的切換采用型號為WTQ4-160/4P的雙電源切換開關來完成，在安裝時先將其常用、備用電的輸入的4極并聯(lián)在一起再分別接到主備蓄電池的正極，負極直接并聯(lián)到發(fā)電機的負極；將時間控制器設定為星期一、三、五、日通，星期二、四、六斷就可以實現(xiàn)主備蓄電池的輪換使用，在輪流使用的同時，備蓄電池得到了充電，不需另外給備蓄電池外加充電裝置（充分利用原發(fā)電機原配的浮充充電裝置交替使用），JK7、JK8分別作為強制使用主備蓄電池發(fā)電的采集器控制端子，K1、K2為安裝在機房ATS柜面板上的手動開關，雙電源自動切換器本身的狀態(tài)接入指示燈（指示燈安裝在ATS柜面板上）則分別顯示主備蓄電池在用情況，倒換方便，指示明了。

圖3　主備蓄電池切換原理圖

四、結束語

由于300W村村通無線臺站機房都建設在高山上，從無線傳播樞鈕臺每月設備事故報表及事故報告來看，一些原因例如雷電等引起機房總空開跳閘的現(xiàn)象、柴油發(fā)電機空開跳閘、穩(wěn)壓器故障無輸出故障時有發(fā)生，僅僅為此而派人花去1到4個小時專門上山合市電總閘、按應急直通，特別是臺站柴油發(fā)電機蓄電池在有一主一備的情況下，對無人值守的臺站，如果碰上停電、主或備蓄電池剛好又壞的時候，讓人跑到山上合上另外一個蓄電池才能發(fā)電，這將造成較大的經(jīng)濟支出和停播事故，本電路的創(chuàng)新設計與使用較好的解決了高山臺站因供配電故障引起的長時間停播，提升了安全播出保障力度，既保障了廣播電視的安全播出，又節(jié)約了運維成本，也容易推廣使用。具備上述功能的電路已經(jīng)于2012年在河池分中心7個300W臺站上使用，新建的臺站的電路則為原來電路的升級版。為了實現(xiàn)遠程控制功能，臺站只需增加一臺普通的電壓型采集器，將各個關鍵部位的應急控制、狀態(tài)顯示接入新增采集器指定的JK口和PD口，從而達到實現(xiàn)遠程操作控制和查看。應急系統(tǒng)新增加的采集器（IP為：10.178.X.131）不管如何操作，最多是對上述應急操作不能實現(xiàn)，不會影響整個臺站原來設備的控制方式和技術架構，當需要中止所進行的應急操作時，只需對新增加的采集器復位即可。臺站供配電應急系統(tǒng)電路還可以根據(jù)需要對相應接口進行擴展，例如當光纜中斷時遇到應急操作，可以通過手機等方式對電路進行一些強制性操作，但那需要對操作人員進行相關的等級限制。今后在新建的村村通臺站安裝類似電路（有的線路也可在直屬臺參考實施如主備電瓶切換等），既能減輕維護人員的工作壓力，又能節(jié)約分中心的維護成本，同時也符合無人值班的要求。