梧州249臺電力系統(tǒng)故障診斷提醒系統(tǒng)

高鵬 劉莊 陳俊行 林逍遙

（廣西廣播電視技術中心梧州分中心）

無線發(fā)射臺站長時間、大范圍的停播很多是由于電力系統(tǒng)故障引起。電力線路的故障時具有很多共有的特點。一是位置隱蔽：機房的電力鏈路復雜，有些機房還有多個鏈路，沒電時無法直接找到故障點。二是設備關聯(lián)：電力線路故障關聯(lián)到機房的其他眾多設備或系統(tǒng)，有動一點引全部的可能。三是安全：電力故障時，特別在夜晚時常引起值班人員精神高度緊張，延誤或影響了安全工作。機房值班中怎么做好電力線路的故障檢查和快速修復是保障機房安全播出的一項重要工作。

一、臺站迫切需要對電力實時監(jiān)測

梧州249臺也像其他發(fā)射臺站一樣，也時常受電力線路故障的困擾。除市電停電后發(fā)電機自動啟動恢復供電外，還存在一些較難處理的故障，如發(fā)生過ATS后空氣開關跳閘引起的部分線路停電，花費較長的時間才查到問題所在。又如一些空氣開關跳閘，只是造成開關脫扣，開關操作桿沒有真正的跳下，給值班員尋找故障點制造了困惑。有一套直接的判斷線路故障點方法一直是一線值班人員的愿望。

其他行業(yè)特別是對電力依賴比較嚴重的行業(yè)，也已有成熟的電力在線監(jiān)測報警系統(tǒng)，但對于我們發(fā)射機房還沒有這方面的應用。一是費用較高、二是機房電路設計不統(tǒng)一，線路由于各原因凌亂。于是梧州249臺根據(jù)自臺站實際情況，使用最安全基礎的技術采集電力信號，制作出一套電力線路在線監(jiān)測與報警系統(tǒng)。

二、梧州249臺電力系統(tǒng)介紹

梧州249臺電力線路基本以用電設備特點和整個大樓設備位置設計，同時根據(jù)技術中心整體要求安裝有各條備份線路。各個設備節(jié)點包括主備發(fā)電機、外電供電主備線纜、穩(wěn)壓線路與直通及數(shù)個備份轉(zhuǎn)換開關等。由于整體供配電電路圖較大，這里做一簡單介紹：市電經(jīng)過隔離開關雙電纜輸?shù)蕉菣C房總配電柜；主備發(fā)電機在發(fā)電機房多個轉(zhuǎn)換開關切換后一條輸?shù)蕉菣C房總配電柜，一條線纜直接倒三樓配電柜；二樓ATS經(jīng)2條（另有一條梧州市發(fā)射機房用電）線路到三路配電柜；三樓設有穩(wěn)壓設備和直通設備開關。經(jīng)過這些線路后，電源被配送到各用電設備。

三、監(jiān)測方案設計介紹

為了設計出能采集這些多路電力信號，又要安全穩(wěn)定能上時間運行的在線監(jiān)測系統(tǒng)。項目使用了最基本的電力采樣器件，如繼電器、三相智能缺相錯相保護器等轉(zhuǎn)換高電壓信號。為了值班人員安全，設計顯示電路時采用低電壓LED燈珠顯示電力線路。電力采集線路和顯示處理電路使用光耦連接。

所有采集繼電器或其他器件接線點都在開關后，并在L線上接有保險絲等保護裝置，避免影響主電路。繼電器輸出端（常開組）連接光耦輸出端的負（使用12V直流電），之間的連接線使用超五類網(wǎng)線即可。 光耦連接電路如圖2所示。

圖2中12V直流電經(jīng)過限流電阻光電耦合器AK腳和指示LED燈珠后，再過電力采繼電器常開觸點（有外電時閉合）后光耦（4N25）工作。光耦輸出接三極管后驅(qū)動小型繼電器RL2。RL2觸點連接電力線路顯示LED燈組工作。當外電正常后，實現(xiàn)用的LED燈組將模擬電力線路的鏈路進行顯示工作。LED模擬電路如圖3所示,LED為電力線路走向，較大多色LED為各種開關狀態(tài)指示（綠色代表通電，紅色代表此處故障）。

為了實現(xiàn)整個電路顯示報警功能，系統(tǒng)增加電路輔助監(jiān)測，輔助實現(xiàn)電力線纜中開關故障位置，使用元件如圖4所示。74LS148將各個開關狀態(tài)編碼，之后再使用74LS138優(yōu)先解碼器解出各路狀態(tài)，用于指示出是哪個開關出現(xiàn)問題，而不是在有沒電開關不影響整個電路時而LED顯示錯誤。比如，切換了備用電纜工作、備用開關工作或跳過某個開關而機房正常運行的情況。74LS138優(yōu)先編碼器用其最基本的判斷功能當最末端用電設備正常工作時，將屏蔽其他無電線路報警，同時無電線路LED不亮即可。

此外各個電力線路段的工作狀態(tài)還可以輸給單片機（圖5）做一個簡單判斷，在模擬線路LED板上使用七段數(shù)碼管指示出具體編號，如開關一樓開關K1故障，將在數(shù)碼管上顯示1-K1。當最終用電設備（如發(fā)射機系統(tǒng)所接入的配電柜）沒有電時，將會發(fā)出聲音做提醒報警。

四、小結(jié)

通過安裝在在監(jiān)控機房的控制幕墻上的顯示板，整個機房的配電主線路直觀的呈現(xiàn)在值班員的眼前。節(jié)點器件如開關等為稍大LED突出顯示，更加直觀。經(jīng)過近3年多的使用，此在線式電力線路監(jiān)測故障報警系統(tǒng)將極大的緩解本臺值班人員對電力系統(tǒng)的緊張，為線路故障搶修提供參考，降低對故障的判斷時間，提高安全播出系數(shù)。