廣播電視發(fā)射臺(tái)供電系統(tǒng)增容改造研究

王 琳

（東港市融媒體中心，遼寧 丹東 118300）

0 引 言

國家廣播電視總局發(fā)布的《廣播電視和網(wǎng)絡(luò)視聽“十四五”科技發(fā)展規(guī)劃》提出，持續(xù)優(yōu)化地面數(shù)字電視、調(diào)頻廣播、中短波廣播等無線覆蓋網(wǎng)絡(luò)在公共服務(wù)領(lǐng)域的效能，推進(jìn)地面無線電視高清化，研究利用AI語音語義分析等關(guān)鍵技術(shù)，提升精準(zhǔn)覆蓋能力。發(fā)射臺(tái)作為廣播電視無線覆蓋網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，其所能夠適應(yīng)的無線信號(hào)傳輸能力要求，會(huì)直接影響地面無線電視高清化推進(jìn)的進(jìn)度，進(jìn)而影響精準(zhǔn)覆蓋的效果。正是基于此，包括中央、省級(jí)、市級(jí)的廣播電視媒體均積極推動(dòng)發(fā)射臺(tái)的技術(shù)改造，以更好地適應(yīng)廣播電視媒體領(lǐng)域的發(fā)展要求。其中，較多普遍關(guān)注的問題就是發(fā)射臺(tái)供電系統(tǒng)的增容改造。這主要是由于廣播電視業(yè)務(wù)不斷增多以及信號(hào)發(fā)射的要求提升，原有的供電系統(tǒng)在容量上已經(jīng)難以完全滿足相應(yīng)的要求。

1 廣播電視發(fā)射臺(tái)供電系統(tǒng)概述

廣播電視發(fā)射臺(tái)供電系統(tǒng)是為廣播電視發(fā)射臺(tái)提供電力能源支持的重要配套系統(tǒng)[1]。就目前廣播電視發(fā)射臺(tái)供電系統(tǒng)的運(yùn)行而言，其主要由供配電系統(tǒng)、UPS電源系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)系統(tǒng)以及微機(jī)五防系統(tǒng)構(gòu)成[2]。

供配電系統(tǒng)是承擔(dān)為發(fā)射臺(tái)輸送和分配電能任務(wù)的系統(tǒng)，其主要由供電線路、變電站和用電設(shè)備三部分組成。其中，供電線路將電力能源從電網(wǎng)或者上級(jí)變電站輸送至發(fā)射臺(tái)的供電系統(tǒng)中，是將外部電源輸入發(fā)射臺(tái)的主要通道。變電站是供配電系統(tǒng)的核心部分，其主要通過變電站內(nèi)的變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、母線電力電纜等一次設(shè)備將輸入的電壓進(jìn)行變換、分配，并經(jīng)配電設(shè)備輸送給各用電設(shè)備。用電設(shè)備是用于輔助供電系統(tǒng)運(yùn)行的相關(guān)設(shè)備，通常也被稱為二次設(shè)備，主要包括監(jiān)測(cè)、測(cè)量、控制和保護(hù)一次設(shè)備和供電線路運(yùn)行的輔助性設(shè)備。

USP電源系統(tǒng)又稱為不間斷電源系統(tǒng)，通過系統(tǒng)內(nèi)部的電池組進(jìn)行電能的儲(chǔ)備。當(dāng)外部的市電發(fā)生停電情況時(shí)，USP電源系統(tǒng)可以接替市電，成為持續(xù)向發(fā)射臺(tái)供電的來源。

發(fā)電機(jī)系統(tǒng)是進(jìn)行電力生產(chǎn)和向發(fā)射臺(tái)提供電力支持的系統(tǒng)。當(dāng)廣播電視發(fā)射臺(tái)供電系統(tǒng)出現(xiàn)短時(shí)間停電，或者因?yàn)樵O(shè)備故障而發(fā)生緊急斷電后，發(fā)電機(jī)系統(tǒng)會(huì)被啟動(dòng)，用于不間斷地為發(fā)射臺(tái)提供電力支持。

微機(jī)五防系統(tǒng)由操作票生成系統(tǒng)、操作票培訓(xùn)系統(tǒng)、模擬預(yù)演系統(tǒng)以及維護(hù)系統(tǒng)等構(gòu)成，是用于防止高壓開關(guān)設(shè)備出現(xiàn)電氣誤操作的裝置。該系統(tǒng)主要通過電腦鑰匙接收主機(jī)在運(yùn)行中發(fā)出的各類操作票，并根據(jù)操作票的內(nèi)容對(duì)電編碼鎖和機(jī)械編碼鎖進(jìn)行解鎖，并對(duì)操作人員的實(shí)際操作行為進(jìn)行監(jiān)控，其主要的功能就是“五防”，即防止未接地線合刀閘、防止帶電掛接地線、防止誤入帶電間隔、防止誤分與誤合刀閘、防止帶負(fù)荷拉刀閘及合刀閘。

2 廣播電視發(fā)射臺(tái)供電系統(tǒng)增容改造的具體方案

供電系統(tǒng)增容改造，是由于廣播電視發(fā)射臺(tái)原有的供電系統(tǒng)難以完全滿足當(dāng)前及今后廣播電視信號(hào)傳輸和發(fā)射的需要，且存在供電不穩(wěn)定、不可靠風(fēng)險(xiǎn)的情況，而對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行增容處理的行為[3]。供電系統(tǒng)的復(fù)雜性、穩(wěn)定性和可靠性方面的高標(biāo)準(zhǔn)要求，決定了發(fā)射臺(tái)供電系統(tǒng)的增容改變并不是一件簡(jiǎn)單的事情，需要在保證每臺(tái)變壓器承受發(fā)射臺(tái)的用電負(fù)荷的同時(shí)，為后續(xù)發(fā)射臺(tái)信號(hào)傳輸和發(fā)射任務(wù)所需要的電能供給提供支持。結(jié)合這種技術(shù)背景，下面對(duì)廣播電視發(fā)射臺(tái)供電系統(tǒng)增容改造的方案進(jìn)行分析說明。

2.1 配電變壓器選型方案

配電變壓器選型，是廣播電視發(fā)射臺(tái)供電系統(tǒng)增容改造的核心內(nèi)容。目前，市場(chǎng)上可供選擇的配電變壓器主要有油浸式變壓器和干式變壓器兩類。其中，浸油式變壓器的優(yōu)勢(shì)是變壓器的絕緣性能和導(dǎo)熱性能好，價(jià)格相對(duì)低；劣勢(shì)是變壓器的可燃性高，對(duì)人體和環(huán)境的負(fù)面影響比較大，且易老化，維修成本較高[4]。干式變壓器的優(yōu)勢(shì)是無油、對(duì)建筑物的耐火等級(jí)要求較低，適合在地下和高層建筑空間中安裝使用。并且，該類變壓器的耐油、耐火、防塵、防潮性能也優(yōu)于傳統(tǒng)浸油式變壓器；劣勢(shì)是價(jià)格偏高，且對(duì)維護(hù)保養(yǎng)的技術(shù)性要求較高[5]。

在實(shí)際的供電系統(tǒng)增容改造過程中，對(duì)配電變壓器的選型要根據(jù)變壓器的性能、成本、技術(shù)要求等方面進(jìn)行綜合性的考慮。從性能方面看，油浸式變壓器會(huì)隨著使用年限的延長而發(fā)生老化等情況，并且容易對(duì)人體健康和環(huán)境狀況產(chǎn)生負(fù)面性的影響。而干式變壓器具有的無污染、無油、損耗低、抗高溫等特點(diǎn)，能夠更好地滿足廣播電視發(fā)射臺(tái)對(duì)供電系統(tǒng)增容方面的性能要求。從采購成本方面看，一方面，油浸式變壓器的采購和使用成本相對(duì)較高；另一方面，油浸式變壓器的故障修復(fù)較簡(jiǎn)單，修復(fù)成本偏低，而干式變壓器的故障修復(fù)尤其是零部件替換成本較高。從技術(shù)要求方面看，油浸式變壓器發(fā)生的故障往往是局部性的，對(duì)故障部位進(jìn)行維修后，即可恢復(fù)使用，而干式變壓器在使用過程中一旦出現(xiàn)線圈損壞，則整臺(tái)機(jī)器就會(huì)報(bào)廢，并且在發(fā)生繞組故障后，就需要對(duì)整個(gè)變壓器的設(shè)置進(jìn)行調(diào)整，技術(shù)性更復(fù)雜[6]。

結(jié)合上述分析，廣播電視臺(tái)要結(jié)合發(fā)射臺(tái)供電系統(tǒng)增容改造的實(shí)際任務(wù)和需求進(jìn)行靈活的選擇。例如，在資金相對(duì)有限的情況下，可以選擇使用油浸式變壓器，而在資金相對(duì)充足的情況下，可以選擇使用干式變壓器；在維修技術(shù)人才相對(duì)缺乏的情

況下，宜選擇油浸式變壓器，有懂干式變壓器維修技術(shù)的人員時(shí)，宜選用干式變壓器。

2.2 鐵磁諧振消除裝置選型

鐵磁諧振消除裝置是一種高容量非線性電阻器，主要起到阻尼和限流的作用。就廣播電視發(fā)射臺(tái)供電系統(tǒng)而言，鐵磁諧振過電壓是較為常見的過電壓情況，該電壓不僅具有持續(xù)時(shí)間長的特點(diǎn)，且對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有較大的影響[7]。在增加發(fā)射臺(tái)供電變壓器的同時(shí)，也要對(duì)供電系統(tǒng)原來配套的鐵磁諧振消除裝置進(jìn)行升級(jí)改造。

考慮到廣播電視發(fā)射臺(tái)原有供電系統(tǒng)配套使用的鐵磁諧振消除裝置多是避雷器以及PR柜等消諧裝置，在使用一段時(shí)候后會(huì)出現(xiàn)損壞的情況，在實(shí)際的供電系統(tǒng)增容改造過程中，要對(duì)供電系統(tǒng)中的所有電壓互感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)運(yùn)行性能或者效果偏低的互感器進(jìn)行更換，并對(duì)相應(yīng)的配套鐵磁諧振消除裝置進(jìn)行更換。

在對(duì)鐵磁諧振消除裝置進(jìn)行更換時(shí)，要根據(jù)裝置的兼容性、尺寸大小等進(jìn)行實(shí)際的測(cè)試，并盡可能地選擇新一代微機(jī)型消除裝置，以提升消除鐵磁諧振的能力和效果。

3 廣播電視發(fā)射臺(tái)供電系統(tǒng)增容改造過程中需要注意的問題

廣播電視發(fā)射臺(tái)供電系統(tǒng)增容改造，是在保留系統(tǒng)中原有的能夠繼續(xù)運(yùn)行和利用的設(shè)備的基礎(chǔ)上，增加新的供電設(shè)備，以提高供電系統(tǒng)整體的供電能力和效果。在實(shí)際的增容改造過程中，除了關(guān)注新設(shè)備的各項(xiàng)指標(biāo)以外，還要采取相應(yīng)的措施來促進(jìn)新設(shè)備與舊設(shè)備的兼容性，并降低增容改造后系統(tǒng)運(yùn)行的效果。因此，除了考慮上述兩方面的增容改造內(nèi)容外，還需要重點(diǎn)注意以下兩方面內(nèi)容的調(diào)整與優(yōu)化。

3.1 同步改造變壓器噪聲處理裝置

噪聲，是變壓器運(yùn)行過程中產(chǎn)生的聲音。過大的噪聲，會(huì)對(duì)工作人員和系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)面的影響。因此，在對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行增容改造的同時(shí)，還要對(duì)變壓器的噪聲處理裝置進(jìn)行處理。例如，安裝干式變壓器后，考慮到該類型變壓器的噪聲主要有伸縮噪聲、裝配工藝噪聲、硅鋼片結(jié)構(gòu)噪聲以及設(shè)備部分部件振動(dòng)的情況，要在變壓器的底座安裝隔振材料，并將相應(yīng)的接觸位置調(diào)整為彈性接觸，最后對(duì)變壓器的螺絲進(jìn)行檢查緊固，以此來保證改造后的變壓器降噪效果[8]。當(dāng)然，也可以采用以往在配電房四周安裝相應(yīng)的吸聲材料的方式來降低變壓器運(yùn)行中產(chǎn)生的噪音。

3.2 改進(jìn)低壓無功電容補(bǔ)償柜

低壓無功電容補(bǔ)償柜是用于補(bǔ)償?shù)蛪簾o功電流、減輕系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷、增加系統(tǒng)可使用容量的裝置。目前，發(fā)射臺(tái)供電系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的無功補(bǔ)償主要有分相電容補(bǔ)償、三相混合補(bǔ)償以及電容自動(dòng)補(bǔ)償?shù)?。其中，三相混合電容補(bǔ)償比較適合在發(fā)射臺(tái)供電系統(tǒng)中使用。在對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行增容改造后，要對(duì)系統(tǒng)原有的低壓無功電容補(bǔ)償柜進(jìn)行檢查，如果存在老化、炸裂、漏液等現(xiàn)象，要進(jìn)行相應(yīng)的處理[9]。

4 結(jié) 語

廣播電視發(fā)射臺(tái)供電系統(tǒng)增容改造，是當(dāng)前推進(jìn)廣播電視信號(hào)傳輸和發(fā)射穩(wěn)定性、可靠性的現(xiàn)實(shí)性要求，直接影響到廣播電視系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量與效果。在實(shí)際的增容改造過程中，要注意對(duì)配電變壓器和鐵磁諧振消除裝置類型的科學(xué)選擇，同時(shí)也要在改造過程中或者改造后，對(duì)變壓器噪聲處理裝置和低壓無功電容補(bǔ)償柜進(jìn)行同步的改造提升，以保證增容改造后的整體效果。