发射台自备应急电源配置原则

摘要：本文阐述了广播电视发射台自备应急电源的配置原则、配置依据、配置方案和安装接线要求，介绍了自备应急电源设备的选型方法和选购注意事项，并对自备应急电源投入运行后的维护管理提出了要求。

关键词：自备应急电源；配置原则；安装；维护管理

1现状分析

广播电视发射台安全不间断播出是保证国家政令畅通，保证群众享有国家基本公共文化服务的重要途径。惠家塬发射台地处偏远山顶，其主要职能是为周边村民提供广播电视公共文化服务，但因资金投入不足等诸多原因，目前只有一路农电供应，每年夏季因周围农田灌溉用电量激增，导致欠压、断电事故频发。在欠压的情况下，会造成发射设备运行不稳定，输出功率不达标，同时也严重影响着设备寿命，一旦市电失电，必然造成停播，严重影响发射台的安全不间断转播工作。台站平均每年因电力突发事故导致的被动停播，占总停播比例的80%。《广播电视安全播出管理规定》无线发射台实施细则规定：三级保障等级以上，尤其是单路供电的广播电视发射台必须配置自备电源。自备电源是台站安全播出设施及相关管理中的重要环节，合理配置应急电源，是供电不稳定情况下确保不间断安全播出的重要保障手段，能够有效提升发射台应对突发电力事件的能力，有效避免因电力中断引发的安全播出事故。

2配置原则和依据

（1）配置原则发射台自备应急电源配置必须遵循安全、可靠、经济、合理的原则，一是自备应急电源的容量，要满足全部保证安全播出的负荷的正常运行；二是自备应急电源的配置要根据保证安全播出的负荷的特性，根据启动时间、持续供电时间、切换方式、电能质量、适应场所等多种技术性能，进行综合考虑分析，科学合理选择应急电源的种类；三是自备应急电源设备，必须符合国家相关的安全、消防、节能、环保等技术规范和行业标准，确保应急电源安全可靠。（2）配置依据配置自备应急电源，必须依据《广播电视安全播出管理规定》和《重要电力用户供电电源及自备应急电源配置技术规范》。

3配置方案

惠家塬发射台为市级二级发射台站，发射系统重要负荷允许断电时间为分钟级，结合当地市电的电能质量、供电特性以及以往失电经验综合考虑，发射台应配置2种自备电源：一是在线式UPS不间断电源，用以连接重要设备的市电进行稳压稳频处理以及市电与自发电之间的无缝切换；二是柴油发电机组，用以保证在市电长时间断电的情况下，保障重要负载的电力供应不间断。

3.1自备应急电源配置技术要求

自备应急电源配置技术要求：一是自备应急电源在时效上，必须符合重要负荷允许断电的时间要求；二是自备应急电源的功率容量，必须满足设计负荷要求；三是自备应急电源提供的电能质量和持续供电，要满足负荷要求。

3.2自备应急电源安装要求

《重要电力用户供电电源及自备应急电源配置技术规范》的要求有以下6个。一是自备应急电源和市电电源要分别独立设置开关，二者不能共同使用，要在自备应急电源系统与市电电源系统之间设置一个明显的断开点，以防自备应急电源向电网进行反向送电。二是要对手动操作开关配置机械闭锁装置，要对电动操作开关设置逻辑控制或电气闭锁装置，确保在市电电源开关不退出运行时，备用电源开关就不能投入运行；或备用电源不退出运行时，市电电源也不能投入运行。三是为了尽量缩短供电中断的时间，我们设置了双电源自动切换装置，保障负载在最短的时间内恢复安全高效运行。四是设置了市电电源、备用电源电压监视装置，确保在双电源自动切换状态下，当市电电源、备用电源都不能正常运行时，任何一路电源开关不能出现自动合闸；当有一路电源具备运行条件时，必须经过人工操作，才能投入运行，防止设备突然加压，造成人身伤害；当市电断电，备用电源起动时，电压监视装置监视备用电源是否达到额定电压，确保备用电源有足够的容量，相对总负荷要有一定的冗余度，能保障大容量负荷的正常启动，之后，再逐路恢复负载供电，避免备用电源带负荷启动。五是一路负载只能设置一个备用电源，不能同时设置几路备用电源；当负载回路短路或其他短路时，因故障不能及时根除，导致其电源失效时，要确保备用电源不会自动投入运行，以免造成事故或危险。六是备用电源的保护装置和保护动作值的设置，要科学合理，确保自备应急电源能长久稳定运行。

3.3自备应急电源的选型

3.3.1柴油发电机组选购注意事项柴油发电机是现在广泛应用的一种小型发电设备，它是以柴油机为原动机，带动发电机发电的一种动力机械，整套机组一般由柴油机、发电机、燃油箱、控制箱、启动和控制用蓄电瓶、应急柜、保护装置等部件组成。选购柴油发电机组时，要注意以下7个事项。一是要注意kVA和kW的区别，kVA是视在功率，kW是有效功率，1kVA等于0.8kW，所以购买时，要注意单位换算。二是要注意额定功率和备用功率的关系，备用功率为1.1倍的额定功率，备用功率只能在12小时连续运行中使用1小时，切勿把备用功率当作额定功率。三是注意区分柴油机的马力与千瓦的关系，1马力等于0.735kW，1kW等于1.36马力，如把柴油机马力当作千瓦，容易造成选型功率冗余不足。四是柴油机功率与发电机的功率不能配置成一样大，一般规定柴油机功率不小于发电机功率的10%，因为有机械损耗，用小于发电机功率的柴油机来配置机组，俗称小马拉大车，容易导致机组寿命降低，维修频繁，浪费高额的维修费。五是注意柴油发电机组的品质，不能只关注柴油机或发电机品牌，不知道机组品牌，不知道产地，任何一台柴油发电机组不可能由一家企业独立制作，我们应该全面了解发电机组当中的柴油机、发电机、控制柜的品牌。六是要注意柴油发电机组的“四保护”功能，即高水温熄火保护、低油压熄火保护、过电流熄火保护、过负载熄火保护，不要把不带“四保护”的发电机组当成保护功能齐全的发电机组。10kW以上的机组必须自带普通仪表和空气开关，大型发电机组和自动化控制系统的发电机组必须具备四保护的功能。七是要注意发电机组的具体配件，比如有没有消音器、油箱、输油管、水箱、风扇，用什么电瓶，用多大容量电瓶等。3.3.2柴油发电机组功率核算及技术要求惠家塬发射台地处偏远，山高路陡，天然气、市政供暖等管道铺设代价高昂，后期维护困难，故台站市政能源供应只有电能，每到冬天，一旦市电断电，职工无法取暖、做饭，基本生活受阻，更没法正常工作，所以配置柴油发电机组的容量不仅要考虑发射系统用电，还要考虑工作人员的生活用电，尤其是冬季职工生活取暖用电。按照设备、工作、生活总用电量120%的冗余，确定柴油发电机组额定功率为250kW，额定电压为三相四线制380V/220V，额定转速为1500rpm；并且是可靠性高、维护简单、可长期连续运行的无刷全铜励磁柴油发电机组。3.3.3UPS不间断电源UPS不间断电源是一种以逆变器和电池组为主要组成部分的恒压恒频的储能装置，可以为发射系统中特别重要的负荷提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS不间断电源将市电稳压后，供应给负载使用，此时的UPS不间断电源就是一台交流市电稳压器，同时它还给机内电池充电；当市电失电（事故停电）时，UPS不间断电源立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法，继续向负载供应220V交流电，使负载维持正常工作，并保护负载软硬件不受损坏。UPS不间断电源对电压过大或电压过低，都能提供保护。3.3.4UPS不间断电源容量及后备时间UPS不间断电源是一级负荷中特别重要的负荷供电，其供电范围，包括发射系统前端全部节传设备及中央级发射设备等。惠家塬发射台特别重要负荷的总负载约为6kW,考虑当地市电电能质量，设计用在线式UPS不间断电源（在线式UPS不间断电源有较好的稳压稳频功能）。在线式UPS不间断电源输出功率因数为0.8，最佳工作状态的负载为70%~80%，所以设计UPS不间断电源的容量为9.375kVA，故选用10kVA的容量。考虑柴油发电机组在西北地区冬季极端寒冷天气的情况下，启动时间较长等因素，设计UPS不间断电源的后备时间约为2小时，因为其常用的单节电池电压为12V，而电池组的电压为192V，所以需要16节12V的电池。

4设备安装与接线

4.1柴油发电机组的安装与接线

台站将柴油发电机安装在发射台后院的一间空房内，此房离发射机房约30m，方便向机房送电；发电机距市电变压器约40m，相互间影响小；发电机距离职工办公用房较远，产生的噪声对职工办公生活影响较小。柴油发电机房设计有ATS双电源切换柜，切换柜里面有2个核心部件，分别是隔离开关和电压监测控制器。柴油发电机的输出连接双电源柜的进线，双电源柜的出线通过地埋送到发射机房的配电柜，与市电进入同一个总线端子。同时，从市电的总电源开关，引出一条电压信号监测线，接到柴油发电机房的双电源控制柜的电压监测器，在市电失电的情况下，电压监测器监测到市电电压为零时，隔离开关断开负载回路，将供电线路从市电切换到备用电源，此时柴油发电机组开启，电压监测控制器在柴油发电机组输出电压稳定后，才允许合闸，向负载送电。

4.2UPS不间断电源的安装与接线

设计的在线式UPS不间断电源为节传前端设备及中央8套和中央4套节目的2个频点的2部发射机供电。从市电的负载端引出一根线连接UPS不间断电源，UPS不间断电源输出连接前端节传机柜和发射机1、发射机2。在UPS不间断电源正常工作状态下，3个负载端的供电都是必经UPS不间断电源(对3个负载起到稳压稳频不间断供电），当UPS不间断电源发生故障时，系统会断开UPS不间断电源，从旁路直接向3个负载端供电，有效预防了UPS不间断电源故障情况下，不会对负载产生影响。

5柴油发电机组的运行维护与管理

柴油发电机组安装投入运行后，其日常的管理与维护尤其重要，科学合理的管理与保养维护，可有效延长机组的使用寿命。为此，我们制定了发电机管理制度、发电机房管理制度、手动/自动倒闸操作程序、控制和其他附属系统的维护共4项维护管理制度，并悬挂于柴油发电机房。（1）发电机管理制度定期对柴油发电机组进行安全检查、预防性测试、启机测试和切换装置的切换测试等，做好安全用电隐患排查，使危险因素处于随时可控的状态。一是检查冷却水位和水质；二是定期清洗冷却系统；三是检查和调节风扇皮带的张力，检查恒温器；四是每周启动一次柴油发电机组，并运转15分钟，检查柴油发电机组启动及运行情况，并做好记录；五是在使用柴油发电机组时，要密切关注柴油发电机组的水温、油温、机油压力及运转情况，并加强用电设备的巡查力度；六是定期（至少每年一次）进行应急演练。（2）发电机房管理制度平日应锁牢发电机房门，非工作人员不得进入；发电机房要保持干净整洁，不得堆放杂物；每日对发电机房及机房环境进行安全巡查，确保柴油发电机组、油箱、线缆的安全；夏季要注意观察机房是否漏水；冬季要保证机房温度，确保机组能随时正常启动；观察机房通风系统是否正常。（3）控制和其他辅助系统的维护控制和辅助系统虽不是机组的主体，但要完成智能控制、自动保护、转换开关的连锁控制、数据监测及传输、启动电池的充电等功能，离不开控制和辅助系统，它对整个系统的正常运行起着至关重要的作用，其具体要求如下：检查自动启动、停止及ATS连控功能是否正常；定期进行机组“四保护”功能模拟测试（高温保护、低压保护、过载保护、过电流保护）；检查充电器和预热单元是否正常；检查机组参数的采样及显示是否正常。

6结语

电力供应是发射台正常运行的安全保障，合理配置自备应急电源，可有效应对突发电力事件，可有效预防因电力中断引发的停播事件，可有效提高发射台安全播出的保障能力。

参考文献：

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作者：石景东 白虎平 白强强 李锐 赵婷 单位：榆林市广播电视中心