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      電臺(tái)直播車電源設(shè)計(jì)及應(yīng)用

      2016-12-20 11:37:57吳麗娟蔡杰南通市通州區(qū)廣播電視臺(tái)
      視聽界(廣播電視技術(shù)) 2016年5期
      關(guān)鍵詞:原車電瓶電臺(tái)

      吳麗娟 蔡杰 南通市通州區(qū)廣播電視臺(tái)

      電臺(tái)直播車電源設(shè)計(jì)及應(yīng)用

      吳麗娟 蔡杰 南通市通州區(qū)廣播電視臺(tái)

      電源系統(tǒng)是電臺(tái)直播車各種設(shè)備的動(dòng)力,它的設(shè)計(jì)及使用好壞將直接影響電臺(tái)直播的安全,是不可忽視的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。本文介紹了電臺(tái)直播車電源系統(tǒng)的要求,以及直播車電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用。

      電源 供、配電 UPS

      一、前言

      隨著廣播電視事業(yè)的迅速發(fā)展,廣播節(jié)目競(jìng)爭(zhēng)壓力增大,電臺(tái)直播車作為一個(gè)重要的技術(shù)裝備,是電臺(tái)直播和宣傳的必要手段。通州電臺(tái)根據(jù)自身的實(shí)際使用需求和經(jīng)濟(jì)實(shí)力,購(gòu)置了一臺(tái)高性價(jià)比的電臺(tái)直播車。電源系統(tǒng)是直播車工作過程中最為重要的基礎(chǔ)保障,它的穩(wěn)定性、可靠性直接影響轉(zhuǎn)播車內(nèi)其他設(shè)備的工作狀態(tài),因此合理設(shè)計(jì)電源設(shè)備,是電臺(tái)直播車順利運(yùn)行的重要保證。

      二 、現(xiàn)場(chǎng)直播電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求

      (1)作為直播車,供電系統(tǒng)應(yīng)該至少有兩路獨(dú)立的電源互為備份,并配置在線不間斷電源UPS,以便對(duì)系統(tǒng)中的重要設(shè)備進(jìn)行不間斷供電,以提高電源的可靠性、穩(wěn)定性。

      (2)直播車在現(xiàn)場(chǎng)接市電時(shí)應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的電源開關(guān),避開空調(diào)等用電開關(guān)柜;車內(nèi)裝漏電檢測(cè)告警裝置;各設(shè)備電源接線最好采用接線端子方式,不宜采用一般的民用接線板,以避免因車輛振動(dòng)造成個(gè)別設(shè)備電源插頭虛接而出現(xiàn)故障。在設(shè)計(jì)直播車時(shí)要特別注意對(duì)電源各部分配件的品質(zhì)要求,盡量減少因設(shè)計(jì)施工造成系統(tǒng)缺陷。

      (3)直播工作區(qū)內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)噪聲應(yīng)低于40db。汽車行駛過程中,采用汽車自帶空調(diào)系統(tǒng)對(duì)駕駛區(qū)、直播工作區(qū)提供冷暖;在固定場(chǎng)所使用時(shí),采用頂置2匹空調(diào)(由市電供電)對(duì)駕駛區(qū)、直播工作區(qū)提供冷暖。

      三 供、配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

      供、配電作為整個(gè)直播車的核心,根據(jù)實(shí)際需要,設(shè)計(jì)市電直通、UPS、蓄電池逆變?nèi)N供電方式,本電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)沒有采用2套UPS互備主要是考慮減輕車體的承重,而且也節(jié)約了經(jīng)費(fèi)。

      (1)市電直通

      主要在現(xiàn)場(chǎng)直播和擴(kuò)音時(shí)使用。此路電源由隔離變壓器保障用電安全,同時(shí)接入了車內(nèi)頂置空調(diào)和功放、車頂外照明燈等用電量大的設(shè)備。采用220VAC 50HZ輸入模式,并配備電動(dòng)電源線纜盤及電源接頭作為市電輸入線纜??稍诂F(xiàn)場(chǎng)周邊80米的距離內(nèi)借用市電給車上所有電器設(shè)備供電,同時(shí)可對(duì)車上的蓄電池充電。

      (2)電池組和ups組成的電源組

      作為直播車在移動(dòng)播出時(shí)對(duì)直播和車載擴(kuò)音系統(tǒng)進(jìn)行供電的主要電源。

      (3)車載電池和逆變器組成的備用電源

      采用車載電池和逆變器提供220V交流電作為備用電源。直播車電源系統(tǒng)框圖如圖1所示。

      圖1 直播車電源系統(tǒng)框圖

      實(shí)際使用過程中,電源選擇開關(guān)操作面板如圖2所示。

      圖2 選擇開關(guān)

      (1)在行駛過程中,開關(guān)如圖2所示,打到1(UPS/逆變電源)上,保障直播車首先通過UPS供電,然后是逆變電源供電,保證直播不間斷。

      (2)停車情況下,采用市電供電,打到2(直通)上,將市電引入車內(nèi),經(jīng)過隔離變壓器,通過UPS對(duì)系統(tǒng)供電。

      (3)在轉(zhuǎn)播車使用完畢后,把開關(guān)打到0上。

      三 、各主要設(shè)備選型及使用

      3.1 UPS 電源

      由于受車體空間以及工作環(huán)境的限制,在轉(zhuǎn)播車UPS系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),盡量選擇體積小重量輕、有良好散熱效果等要求的UPS,同時(shí)在線不間斷UPS除了考慮各性能指標(biāo)外,還需考慮切換時(shí)間滿足設(shè)備的要求,外電斷電時(shí)UPS電池組的續(xù)航能力要足夠等。

      根據(jù)這些要求,我臺(tái)選用山特機(jī)架式RACK 3KS電源。此UPS的額定容量為3kVA,額定功率為2400W,額定電壓是220VAC,頻率為50/60Hz,配沈陽(yáng)松下12V65AH電池一組(8塊)確保不小于4小時(shí)正常播音的用電。

      此系列UPS為在線式架構(gòu),正弦波輸出,采用DSP數(shù)字控制技術(shù),有源輸入功率因數(shù)校正技術(shù)(PFC),寬輸入電壓頻率范圍。市電不穩(wěn)定時(shí),UPS供電模式的轉(zhuǎn)換時(shí)間為零,有效保證了負(fù)載運(yùn)行的安全性和可靠性。可選擇安裝Winpower CMC監(jiān)控卡、SNMP卡、RS485、AS400卡、EMD環(huán)境監(jiān)測(cè)器。使用UPS時(shí)需注意以下事項(xiàng):

      (1)保證UPS工作在良好的通風(fēng)環(huán)境中,遠(yuǎn)離陽(yáng)光的直射、遠(yuǎn)離熱源。在低溫下,未使用的UPS出現(xiàn)水凝現(xiàn)象時(shí),需要等UPS內(nèi)部完全干燥后再開機(jī)運(yùn)作,否則有電擊危險(xiǎn)。避免水或任何異物進(jìn)入U(xiǎn)PS。

      (2)如果UPS長(zhǎng)期處于未使用狀態(tài),建議每隔四到六個(gè)月對(duì)UPS充電一次;在高溫地區(qū),電池每隔二個(gè)月充、放電一次,連續(xù)充電時(shí)間不小于12小時(shí)。須帶50%以上的負(fù)載進(jìn)行放電,避免深度放電而損壞電池。

      (3)使用UPS時(shí),要注意它的開機(jī)和關(guān)機(jī)的順序,否則會(huì)降低UPS的使用壽命,甚至造成UPS電源損壞。UPS務(wù)必空載啟動(dòng),接著打開負(fù)載,避免在UPS啟動(dòng)時(shí)電流沖擊對(duì)電源造成損害;關(guān)機(jī)時(shí),要先關(guān)閉負(fù)載再關(guān)閉UPS電源。

      (4)UPS不能過載運(yùn)行

      (5)UPS周圍環(huán)境溫度務(wù)必保持在0-40攝氏度,溫度過高或過低將損壞UPS。

      3.2 逆變電源

      車載逆變電源是一種把DC/12V直流電轉(zhuǎn)換為AC/220V/50Hz交流電的車用電源轉(zhuǎn)換器。它的具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高和抗干擾強(qiáng)等特點(diǎn)。同時(shí)具備無電池啟動(dòng)功能,可以在電池存放250天的情況下仍可啟動(dòng)逆變電源。逆變電源必須在直播車點(diǎn)火發(fā)動(dòng)后方可啟動(dòng),以避免車體電池過放電,影響行車安全。

      本系統(tǒng)采用日不落SPT-3000逆變電源作為廣播直播設(shè)備的備份電源,輸出功率為3000W,切換時(shí)間為8ms,保證純正弦輸出,含有市電旁路、市電充電、逆變、UPS四種功能,并可耐受3倍額定功率啟動(dòng),帶載能力卓越。車輛行駛過程中,利用原車電瓶及備用電瓶為移動(dòng)直播、調(diào)頻設(shè)備供電,同時(shí)可以為UPS充電。逆變電源的控制板在控制面板上,只要將控制開關(guān)按下(打到ON上)即可打開設(shè)備。通過轉(zhuǎn)換開關(guān)即可為設(shè)備供電。

      直播車同時(shí)配備200AH松下免維護(hù)蓄電池作為備份電源。備用的200AH電池可以利用原車發(fā)電機(jī)組對(duì)其充電,同時(shí)配備充電機(jī)在市電接入時(shí)為其充電。配備電瓶隔離器對(duì)原車電瓶進(jìn)行保護(hù),輸入輸出完全隔離的設(shè)計(jì)可保證最大限度的濾除雜波,起到穩(wěn)壓濾波的作用。當(dāng)啟動(dòng)原車后,電壓值大于13.5V后隔離器吸合。原車電瓶和備用電池組合在一起,當(dāng)?shù)陀?2.9V時(shí)隔離器斷開,備用電池單獨(dú)為設(shè)備供電,保護(hù)原車電瓶。

      3.3 電源切換器

      當(dāng)打開UPS和逆變電源后,可通過雙電源切換器進(jìn)行手動(dòng)切換。其中UPS接在雙電源切換器的第一路上,逆變電源接在雙電源切換器的第二路上。雙電源切換器的操作如下:

      (1)打開第一個(gè)開關(guān),即把推子MASTER UPS1推上去,表示使用主路,切換器切換到第一路UPS上。

      (2)打開第二個(gè)開關(guān),即把推子SLAVE UPS2推上去,表示使用備用,切換器切換到逆變電源供電。

      (3)打開第三個(gè)開關(guān),即把推子OUTPUT推上去,表示閉合切換器的輸出開關(guān),即雙電源切換輸出。

      當(dāng)?shù)谝宦泛偷诙烽_關(guān)都打開時(shí)主路優(yōu)先。主路的電源無輸出時(shí),自動(dòng)切換到備用電源上。此時(shí)可以對(duì)應(yīng)打開設(shè)備、車內(nèi)燈和插座開關(guān)。

      逆變電源和UPS的功能相同,實(shí)現(xiàn)冗余備份的功能。當(dāng)其中的一條鏈路無法供電時(shí),開關(guān)可以自動(dòng)切換到另一路(確保本路是打開狀態(tài)下),實(shí)現(xiàn)冷備份。

      3.4 配電箱

      為了保證電源設(shè)備的安全操作與運(yùn)行,方便對(duì)各類電源進(jìn)行有效集中的控制與監(jiān)測(cè),轉(zhuǎn)播車內(nèi)應(yīng)設(shè)立一個(gè)配電箱。配電箱的位置一般安裝在技術(shù)區(qū)邊緣的位置,這樣既可以方便工程人員操作,又不會(huì)被其他人員誤碰。

      配電箱要求用全鋼板包圍起來,以避免對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生干擾。對(duì)電源系統(tǒng)各部分的監(jiān)測(cè)與操作,均可以通過對(duì)配電箱面板上裝置的操作來實(shí)現(xiàn)。

      3.5 外接輸入、輸出配電接口

      外接輸入面板位于副司機(jī)一側(cè)后門處,包括電源輸入、交流輸出和避雷器。使用時(shí)將電源輸入接口接入220V市電即可。輸出接口在打開UPS或逆變電源后可以輸出交流220V。直流設(shè)備包括支腿、應(yīng)急照明燈等利用原車電瓶供電。

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