蘆文海

（新疆維吾爾自治區(qū)廣播電視局五二三臺，新疆 昌吉 831100）

1 大功率短波發(fā)射臺供配電系統(tǒng)運行現(xiàn)狀

1.1 可能出現(xiàn)的問題

大功率短波發(fā)射臺供配電系統(tǒng)在運行過程中可能出現(xiàn)以下問題。

（1）溫度較高引起系統(tǒng)設備損壞。在溫度較高的情況下，系統(tǒng)中的金屬材料溫度升高會加速金屬材料表面氧化，使金屬材料強度下降、接觸電阻上升，還會加快絕緣材料的老化速度，使其絕緣性能下降。

（2）相電缺失引起系統(tǒng)電壓不足。電壓不足或電壓波動較大會影響系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。尤其是在相電缺失的情況下，電壓會大幅度下降，使系統(tǒng)運行、線路和設備等都受到損害［1］。

（3）短波發(fā)射臺供配電系統(tǒng)內(nèi)部結構復雜，包含許多導線和設備，一旦出現(xiàn)接觸不良的問題，就會使接觸電阻加大，導致設備和導線出現(xiàn)發(fā)熱情況而引發(fā)線路燒斷等故障，影響整個系統(tǒng)的安全運行。

1.2 原因分析

電源、設備、線路及變壓器是引起大功率短波發(fā)射臺供配電系統(tǒng)運行穩(wěn)定性下降的主要因素［2］。例如，電壓偏差問題主要是由于變壓器絕緣老化、相電缺失、內(nèi)部短路及導線絕緣劣化引起電壓波動導致；線路損壞是線路短路和超負荷運行引起的；系統(tǒng)設備問題主要是設備長時間運行致其性能有所下降，如果對設備維護不當就會發(fā)生擊穿和燒毀現(xiàn)象。

2 大功率短波發(fā)射臺供配電系統(tǒng)配置及其優(yōu)化措施

2.1 大功率短波發(fā)射臺供配電系統(tǒng)的配置

2.1.1 外部電源設置

根據(jù)《廣播電視安全播出管理規(guī)定》，外部電源應分級設置。

（1）一級無線發(fā)射臺。一級無線發(fā)射臺覆蓋范圍較廣，為滿足電力可靠性要求，必須接入兩路外電，設置一路專線，且對應的變電站不同。運行過程中一路電源出現(xiàn)故障時，另一路可正常運行。同時，應該設置發(fā)電機組和不間斷電源UPS，實現(xiàn)獨立供電。兩路電源都出現(xiàn)故障或者發(fā)射臺檢修時，自備電源可補充供電［3］。但是，大功率短波發(fā)射臺的用電功率較大，自備電源并不現(xiàn)實。需要在發(fā)射臺設計階段分析當?shù)仉娏闆r，與供電部門密切聯(lián)系，以滿足大功率短波發(fā)射臺的供電需求。規(guī)劃設計大功率老臺站時，應該設計兩條線路電源，其中一條為專線。擴容建設時，要考慮將之前非專線的電路改為專線，并適當增加線路容量，保證在其中一條專線故障的情況下，其余電路可正常運行。為避免外界環(huán)境因素對線路的影響，可在供電線路長度合適且經(jīng)濟和技術允許的條件下穿管地埋10 kV電纜。

（2）二級無線發(fā)射臺。二級發(fā)射臺應接入兩路線路電源，且其中一路為專線。各個地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平不同，其中欠發(fā)達地區(qū)的市縣級發(fā)射臺供電設施建設落后，對二級發(fā)射臺的外電路沒有明確要求，可通過在低壓設備端預留應急發(fā)電接口的模式，在出現(xiàn)故障時提供電力［4］。二級發(fā)射臺是地市級發(fā)射臺，數(shù)量多且覆蓋范圍廣，因此該類發(fā)射臺的外線基本上可確保雙路供電。此外，有一定比例的臺站的外部電源來源于不同的變壓器，緊急情況下也可提供至少一路外部專線電源。

（3）三級無線發(fā)射臺。大部分三級發(fā)射臺只有一路外電，有的甚至是農(nóng)電?？紤]到架設兩路外電難度較大，同時大功率發(fā)射臺不能自建電源，為減少臺站因供電不足而引起停播事故，必須加強技術引入，完善外部電源設置，爭取引入兩路外電，且一路為專線。

2.1.2 供配電系統(tǒng)配置

大功率短波發(fā)射臺的供配電系統(tǒng)由高低壓開關柜、變壓器、無功補償及控制保護回路構成。根據(jù)《廣播電視安全播出管理規(guī)定》，供配電系統(tǒng)也應分級設置。

一級播出負荷的電源系統(tǒng)應該配置備用變壓器。主備變壓器可根據(jù)需要采取自動或手動的切換控制方式。發(fā)射臺控制設備與信號源設備使用UPS供電，且主備播出設備和雙電源播出設備應分別接在不同的供電回路上。配置設備時，兩路外線應分段運行，并根據(jù)需求設置多個變壓器。主備變壓器應分別引入不同的外電母線段，保持獨立。運行過程中，即使其中一路外電出現(xiàn)問題，另一路也可通過母線及時補充。

二級播出負荷的供配電系統(tǒng)的變壓器是不同的。接線模式為單母線分段，操作時可根據(jù)需要選擇手動模式或自動模式。信號源設備配置了UPS供電，主備播出設備和雙電源播出設備分別引入不同的供電回路。二級播出負荷引入兩路外電，同時安裝高可靠的母線開關柜，設置兩個變壓器接入到各自對應的母線段上。兩臺變壓器以并列的形式獨立運行，技術變壓器只為技術系統(tǒng)供電，生活變壓器只為辦公和生活供電。在技術段外電供電故障時，另一路外電可及時投入使用。

三級播出負荷供電系統(tǒng)應安裝兩個獨立低壓回路，且保證至少兩種控制模式。發(fā)射臺發(fā)射控制設備與信號源設備采用UPS供電。由于三級播出負荷沒有對高壓系統(tǒng)設備的配置提出硬性要求，變壓器的容量較小，大部分為單路供電形式。出于安全播出和安全用電的考慮，未來建設中應加快實現(xiàn)兩路外電供電，設置室內(nèi)高壓設備，并至少配置技術類和生活類兩臺變壓器。

2.2 大功率短波發(fā)射臺供配電系統(tǒng)的優(yōu)化措施

2.2.1 高壓接入系統(tǒng)方案優(yōu)化

高壓接入系統(tǒng)時采用雙外路供電方式。兩路電路在實際應用時具有互為備用和并列運行的特點，可設置高壓自動/手動倒換投切裝置，其中一路出現(xiàn)故障時，另一路不受到干擾且可以作為備用電源承擔整個系統(tǒng)的供電負荷。設計供電線路時，應綜合考慮施工可行性、施工成本、安全性以及后期維護等多種因素。

2.2.2 變配電系統(tǒng)優(yōu)化

由于短波發(fā)射臺機房一般設置在塔頂，因此變配電室一般有兩座。在底層變配電室應設置至少4臺變壓器，且包含高壓柜、計量柜、出線柜及變壓器柜等設施。配置直流屏和低壓柜，控制整個系統(tǒng)供電負荷運行。此外，應在標高位置設置4臺變壓器、低壓柜及環(huán)網(wǎng)柜，為主要發(fā)射機供電。

2.2.3 低壓配電系統(tǒng)優(yōu)化

低壓配電系統(tǒng)中，一組主接線由兩臺變壓器控制，采用單母線分段運行的形式。運行過程中，如果一臺變壓器故障，可通過手動操作的方式啟閉，使另一臺變壓器負責兩段母線所有負荷運行供電。低壓配電系統(tǒng)選擇放射式和樹干式相結合的模式作為配電方式，其中放射式主要為單臺容量較大的負荷供電，樹干式為一般照明供電。

2.2.4 應急供電設施優(yōu)化

在整個供配電系統(tǒng)中，發(fā)射機是關鍵負荷。為確保發(fā)射機連續(xù)供電，必須在發(fā)電機中設置UPS和EPS應急電源。在消防控制室設置疏散和照明標志，且標志采用EPS供電方式。在設備室設置應急供電設施，避免突然斷電引起停播事故。此外，應對重要負荷進行可靠保護。例如：低壓配電系統(tǒng)中安裝發(fā)電機組，且基于微機保護方式進行保護；在進線處為滿足主變保護要求，設置過流和速斷保護。

2.2.5 設備監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化

監(jiān)控系統(tǒng)的作用是實時動態(tài)監(jiān)督短波發(fā)射臺供配電系統(tǒng)的運行情況。監(jiān)控系統(tǒng)采用分布式分層結構，采用模塊化設計方式，使高低壓配電柜和變壓器等設施通過通信接口與監(jiān)控系統(tǒng)相連。監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)控整個短波發(fā)射臺的供配電系統(tǒng)及具體設備，及時發(fā)現(xiàn)異常情況并提醒維修人員處理，避免故障擴大影響整個供配電系統(tǒng)。

3 短波發(fā)射臺供配電系統(tǒng)常見故障和預防措施

3.1 常見故障分析

3.1.1 變壓器設備故障

變壓器在長期運行過程中受到自然環(huán)境的影響，容易出現(xiàn)材料老化、局部磨損以及功能退化等問題。短波發(fā)射臺的供配電系統(tǒng)中，變壓器承擔著將其他形式的能量轉為系統(tǒng)可用電能的作用，一旦出現(xiàn)故障，必定影響整個系統(tǒng)的運行。如果技術人員未及時發(fā)現(xiàn)故障，同時未規(guī)范操作電源，還可能引發(fā)電源燒毀事故。

3.1.2 線路設備故障

線路設備是供配電系統(tǒng)的重要組成部分。線路設備出現(xiàn)短路或斷路現(xiàn)象會引起設備停止運行，可能導致整個系統(tǒng)無法正常運行甚至燒毀設備。短路問題會使周圍線路受到影響，加劇短波發(fā)射臺供配電系統(tǒng)線路老化。隨著線路老化程度的加劇，系統(tǒng)輸送的電力質(zhì)量下降，可能導致發(fā)射臺不能正常發(fā)射信號，影響廣播電視的正常播出。線路設計不合理也會提高線路故障發(fā)生的概率，如線路交錯的位置是斷路故障發(fā)生的主要位置，會影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

3.1.3 設備線路漏電問題

漏電問題是廣播電視設備的常見故障之一。設備漏電不但浪費電力資源，還會帶來嚴重的安全問題，甚至威脅人員的人身安全。而在漏電狀態(tài)下繼續(xù)啟動系統(tǒng)設備或設備在沒有安裝保護設施的情況下繼續(xù)運行，將會進一步增加故障發(fā)生的概率。

3.2 相關預防措施

3.2.1 加強設備巡檢維修

為避免發(fā)生上述故障，必須加強對設備的巡檢維修工作。以完善的設備維修制度為基礎，安排專業(yè)技術人員在明確檢修內(nèi)容和檢修周期的情況下，做好設備運行狀態(tài)的檢查和記錄。檢查周期一般按周、按月計算。檢修過程中，發(fā)現(xiàn)任何安全隱患或故障問題都要及時上報，并根據(jù)檢修流程采取必要的措施，以及時解決問題。

3.2.2 優(yōu)化系統(tǒng)布置

系統(tǒng)布置科學合理，不僅有利于系統(tǒng)設備及線路的安裝維修，而且避免了設備之間的相互干擾，可降低線路出現(xiàn)串聯(lián)和短路事故的概率［5］。系統(tǒng)布置過程要求工程師必須嚴格按照技術要求開展設計工作，做好設備的選型和布置工作?？稍诒匾恢煤侠碓O置變壓器和穩(wěn)壓器，起到穩(wěn)定系統(tǒng)線路電流電壓的作用［6］。需確保所有高低壓配電柜和變壓器都在變配電室中放置，且所有變壓器在過載時也能長期穩(wěn)定運行。所有高低壓配電設備應滿足項目所在地海拔的使用要求。布置線路走向時，應盡量做到橫平豎直，同時做好線路保護，避免對其他管道設施產(chǎn)生影響。對于與信號發(fā)射機比較靠近的線路，應設置電磁防護設施，以免線路中的電流對發(fā)射機的信號造成影響［7］。

3.2.3 安裝漏電預防和監(jiān)測裝置

為避免線路設備漏電對整個系統(tǒng)造成不利影響，降低設備元件擊穿和觸電等事故的發(fā)生概率，必須設置必要的漏電防護措施和設備，為技術人員提供安全保障，同時也可使技術人員及時發(fā)現(xiàn)漏電的位置與類型，以便提前采取應急處理措施。防漏電設施的設計和安裝必須嚴格遵守相關技術標準，確保防護設施的基本性能。

4 結 語

大功率短波發(fā)射臺供配電系統(tǒng)中的變壓器、電源、導線及各種電器設備容易受到多種因素的影響而出現(xiàn)問題。問題一旦擴大，會影響整個供配電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。為確保發(fā)射臺供配電系統(tǒng)正常供電，保障發(fā)射臺正常播出，必須從實際出發(fā)，加強系統(tǒng)的設置和優(yōu)化，同時針對常見故障問題采取必要的預防維護措施，深入分析原因，并從電源、設備及線路等方面加以完善，提高廣播電視系統(tǒng)的運行質(zhì)量，促進廣播電視事業(yè)不斷發(fā)展。