新發(fā)電機(jī)組嵌入舊供配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)供電自動(dòng)化方案

（廣西廣播電視技術(shù)中心欽州分中心）

1 引言

近期，我分中心通過(guò)招標(biāo)購(gòu)買(mǎi)，獲得了一部500kW柴油發(fā)電機(jī)組，用以更換轉(zhuǎn)播臺(tái)現(xiàn)有的已無(wú)法滿足使用的260kW柴油發(fā)電機(jī)組。當(dāng)機(jī)組到達(dá)臺(tái)站后，立即組織技術(shù)人員配合生產(chǎn)廠家于兩天時(shí)間內(nèi)將新發(fā)電機(jī)組安裝到位并投入使用，為臺(tái)站的安全播出提供了有力保障。

但由于該機(jī)組的設(shè)計(jì)與原有舊機(jī)組不完全相同，導(dǎo)致該機(jī)組無(wú)法像原有機(jī)組那樣嵌入現(xiàn)有的供配電系統(tǒng)使用，致使該機(jī)組無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制供電輸出，由此一來(lái)一旦臺(tái)站遇到外電停電，就只能使用人工手動(dòng)控制切換的方式來(lái)使用該發(fā)電機(jī)輸出對(duì)臺(tái)站進(jìn)行供電，不但延長(zhǎng)了臺(tái)站的停播時(shí)間，也大大提高了臺(tái)站技術(shù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度及緊張程度，對(duì)臺(tái)站的安全播出造成極大不利影響。對(duì)此問(wèn)題，分中心經(jīng)過(guò)技術(shù)攻關(guān)最終得以解決。本文就科泰500kW柴油發(fā)電機(jī)組如何嵌入現(xiàn)有供配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制供電輸出進(jìn)行說(shuō)明。

2 本臺(tái)原有供配電系統(tǒng)分析

要將該發(fā)電機(jī)組嵌入我臺(tái)供配電系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制供電輸出，以達(dá)到供電自動(dòng)化的目的，目前只有兩種改造方案可供選擇，一是更換現(xiàn)有配電柜，使用新發(fā)電機(jī)配套的配電柜；二是改造現(xiàn)有配電柜，使新發(fā)電機(jī)能夠與現(xiàn)有配電柜配合使用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化切換供電輸出。

從表面上來(lái)看，使用第一種改造方案無(wú)疑是最簡(jiǎn)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(wèn)題，看起來(lái)似乎是最好的選擇，但在經(jīng)過(guò)研究分析后卻發(fā)現(xiàn)，該方案在實(shí)際操作上卻是最難以實(shí)施的，它不僅要求將原有的配電柜從現(xiàn)有的線路上拆除出來(lái)，還要將新的配電柜安裝到位并準(zhǔn)確無(wú)誤的將原有供配電線路再連接到新配電柜上使用，技術(shù)人員要將直徑達(dá)到240平方毫米的電纜進(jìn)行大量的拆裝，工作量之大是令人難以想象的，如此一來(lái)不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還對(duì)臺(tái)站的安全播出造成極大影響。因此，第二種方案：改造現(xiàn)有配電柜配合新機(jī)組使用無(wú)疑就成了最好的選擇。但要改造現(xiàn)有的配電柜就必須考慮配電柜內(nèi)的ATS，只有現(xiàn)有的ATS能夠與新發(fā)電機(jī)組配合使用才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換供電輸出的目的，因此研究現(xiàn)有的ATS（圖1）如何配合新發(fā)電機(jī)組使用就成了最關(guān)鍵的問(wèn)題。

圖1 現(xiàn)有ATS切換開(kāi)關(guān)

3 現(xiàn)有ATS開(kāi)關(guān)的工作原理

ATS切換開(kāi)關(guān)一般由三部分組成，其中包括：開(kāi)關(guān)本體、驅(qū)動(dòng)保持機(jī)構(gòu)及控制器。經(jīng)過(guò)仔細(xì)觀察及研究，我們基本掌握了我臺(tái)現(xiàn)有配電柜內(nèi)的ATS切換開(kāi)關(guān)的大致構(gòu)成，該ATS可分為兩大部分：驅(qū)動(dòng)保持機(jī)構(gòu)和開(kāi)關(guān)本體，未帶有控制器，因此該ATS不能實(shí)現(xiàn)自身的自動(dòng)控制，僅能通過(guò)接受外部指令來(lái)控制切換輸出。其中驅(qū)動(dòng)控制部分的輸入端分別為8B、N1與10B、N2（N1/N2為零線），為無(wú)源端子口，可使用AC220V電壓供電輸入使用。開(kāi)關(guān)本體K3為雙觸頭開(kāi)關(guān)，ATS根據(jù)輸入指令電壓選擇接通K3中的一組節(jié)點(diǎn)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(duì)該ATS進(jìn)行了測(cè)試，使用兩組220V交流電源同時(shí)輸入ATS的8B、N1與10B、N2輸入點(diǎn)，此時(shí)ATS沒(méi)有任何動(dòng)作，當(dāng)我們斷開(kāi)8B組輸入電源時(shí)，ATS立即出現(xiàn)切換動(dòng)作，切換了輸出觸點(diǎn)；我們?cè)俳踊?B組電源時(shí)，ATS又立即動(dòng)作，切換了輸出觸點(diǎn)，此時(shí)再斷開(kāi)10B組電源，ATS沒(méi)有再動(dòng)作。

通過(guò)以上測(cè)試，我們得出以下結(jié)論：該ATS使用220V交流電源作為切換控制信號(hào)及供電電源，具備自投自復(fù)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(fā)電機(jī)雙電源自動(dòng)切換原理

4 新發(fā)電機(jī)組與現(xiàn)有ATS切換開(kāi)關(guān)的連接

圖4 發(fā)電機(jī)組控制部分繼電器GOR

經(jīng)過(guò)與新發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)廠家的溝通，我們得知，新機(jī)組控制ATS切換開(kāi)關(guān)的繼電器為GOR（發(fā)電機(jī)帶載繼電器）（圖4），接線端標(biāo)號(hào)為160-163，其中162、163為一組常閉觸點(diǎn)，連接的是市電220V電源，160、161為常開(kāi)觸點(diǎn)，連接的是發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的220V電源。結(jié)合對(duì)ATS開(kāi)關(guān)自動(dòng)切換的原理分析可見(jiàn)，此ATS開(kāi)關(guān)的切換可由該繼電器GOR來(lái)控制。其中GOR常閉觸點(diǎn)（162163）可連接ATS的8B組輸入點(diǎn)，作為控制常用市電電源的控制點(diǎn)，常開(kāi)觸點(diǎn)（160161）連接ATS的10B組輸入點(diǎn)，作為控制備用的發(fā)電機(jī)輸出供電電源（圖5）。

圖5 發(fā)電機(jī)組ATS控制繼電器GOR

在市電正常狀態(tài)下，市電經(jīng)采樣線端8A，通過(guò)連接線串聯(lián)接入GOR常閉觸點(diǎn)，再經(jīng)線端8B輸入至ATS設(shè)備驅(qū)動(dòng)部分，此時(shí)ATS設(shè)備驅(qū)動(dòng)部分市電供電狀態(tài)接通，ATS開(kāi)關(guān)本體觸點(diǎn)工作在市電狀態(tài)。當(dāng)市電異常時(shí)，發(fā)電機(jī)經(jīng)過(guò)自檢啟動(dòng)并檢測(cè)輸出電壓正常后，機(jī)組控制器輸出指令控制GOR繼電器動(dòng)作，此時(shí)GOR常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。發(fā)電機(jī)輸出電壓經(jīng)采樣線端10A連接至GOR常開(kāi)點(diǎn)，最后經(jīng)線端10B輸入給ATS設(shè)備驅(qū)動(dòng)部分，此時(shí)ATS驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)立即切換使用發(fā)電機(jī)供電輸出（圖6）。

按以上方案，將ATS與發(fā)電機(jī)組連接完成后，通過(guò)人工模擬測(cè)試，原有的配電柜已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)正常的自動(dòng)切換，無(wú)需再使用人工的模式來(lái)倒換供配電的輸出。

5 總結(jié)

本改造方案為現(xiàn)有廣播電視轉(zhuǎn)播臺(tái)站的供配電系統(tǒng)設(shè)備改造帶來(lái)便利，既提高了臺(tái)站新舊設(shè)備搭配使用的自動(dòng)化程度，也降低了臺(tái)站留守技術(shù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度及緊張程度，為臺(tái)站的安全播出提供了更有力的保障。

[1]GB/T 14048.11-2002,低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第6部分：多功能電氣第1篇：自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器[S].

[2]曲德剛, 徐建兵. 合理選擇與使用自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器(ATSE)[J]. 建筑電氣, 2005, 24(1):4-8.

圖6 新發(fā)電機(jī)組和原ATS設(shè)備的連接原理圖