文/陸明輝 修慶波 馬國春

我站現(xiàn)有主備二路10Kv高壓外電，二路外電均來自于我市區(qū)電業(yè)局下屬的同一個高壓變電所，其供電源頭為一個。由于市區(qū)城市改造發(fā)展快速，各地施工地極多，城市高壓線路破壞性故障概率增多，還因我站地處高山，夏天雨季易受雷擊等原因造成我站外電中斷及故障現(xiàn)象頻發(fā)，能否在緊急情況下及時采取有效措施快速提供機房設備的供電，避免或縮短停播時間，是當前我基站工作人員面臨的嚴肅問題，也是供電系統(tǒng)改進應用的主要目的。本文主要涉及經變壓后的380/220V低壓饋電線路與低壓配電設備組成的低壓供電系統(tǒng)。

1.不間斷供電改進

為了提高供電可靠性，引入兩路高壓電源，一路主用，一路備用。兩路高壓電源經兩臺變壓器降壓，在低壓配電柜互為備份，每臺變壓器均能全負荷供電。改進前，基站變壓器為裸露的，變壓后的低壓線以架空方式進入機房，經多年使用，變壓器老舊，線路老化，且由于基站地處山區(qū)，考慮到防火、防雷等需求，此次改進淘汰了原有裸露變壓器，選用了戶外預裝式變電站，經變電站進機房的低壓線由架空方式改為按相關標準進行的直埋鋪設，極大地提高了用電安全。

進入機房的兩路低壓外電在低壓柜進行互鎖，并能夠自動切換，當一路外電中斷時，會自動倒換到另一路工作。改進前利用交流接觸器的電磁吸合特性，自行設計倒換開關實現(xiàn)以上功能。經長時間使用，弊端是開關沒有密閉性，曾有小動物進入引發(fā)電路卡斷故障，還有因觸點銹蝕引起接觸不良等原因，所以經對比采購一體化的密閉自動轉換開關替代。

為了達到不間斷供電，在兩路市電中斷時，配備了發(fā)電機，可自行供電。以前的發(fā)電機房距離機房較遠，且發(fā)電機和外電無自動倒換和自啟動功能，曾幾次遇到過兩路外電斷電，值班人員需要自啟動發(fā)電機以應急的情況。由于發(fā)電機室遠離機房，且有事發(fā)時為冬天的季節(jié)，發(fā)動機啟動需要預熱，這就大大延誤了啟動發(fā)電機應急的時間，造成停播事故。為杜絕此類事故再發(fā)，此次改進改換了變壓器室位置，使其緊挨機房配電室并恒溫，并對線路進行重新設計，采購了新型發(fā)電機，帶有手自一體啟動功能。改進后無論是對于自動控制還是人為處理，都大大提高了效率。

為了確保設備用電真正地不中斷、無瞬變，也因我站還承擔調頻發(fā)射任務，需要保障380V交流供電不間斷，因此在兩路外電和發(fā)電機后續(xù)電路之后安裝了UPS。

以上供電線路的路徑轉換由手動開關完成。以下為不間斷供電示意圖：

2.設備的選用和使用

2.1 自動倒換開關

此自動倒換開關選用正泰電器的NZ7系列自動轉換開關，帶有控制器可在控制器上設置參數(shù)，并進行自動手動模式切換，當自動模式失效時（倒換開關偶然會碰到倒換失敗的情況），此時用手動模式倒換。

2.1.1正常使用時，合兩路電，斷開發(fā)動機

兩路電，常用的設為主路，另一路設為備路。當一路電不正常，停電或缺相、掉相時，主、備路外電由自動倒換開關進行自動倒換。當主路、備路全部停電時，斷開備路，合上發(fā)電機，啟動發(fā)電機。

2.1.2 自動倒換開關控制器

可進行自動、手動模式設置，并根據實際情況設置相應參數(shù)，如欠電壓、過電壓、兩路電轉換延時，電源模式設置等。

2.2 穩(wěn)壓器

我站兩路外電都不是專線，存在電壓過高、不穩(wěn)并且斷續(xù)無常等問題。由于用電設備的增加以及穩(wěn)定度的需要，就需要用到穩(wěn)壓器。穩(wěn)壓器的工作范圍是有限的，一般不超過323～455V。這就需要根據外電實際情況，選用穩(wěn)壓器，如三相外電電壓波動超過穩(wěn)壓器工作范圍，就需要考慮特制穩(wěn)壓器，以期能夠使用，輸出穩(wěn)定的380V三相電壓。

此設計配備了兩臺穩(wěn)壓器，并有旁路功能。一為基站機房微波、調頻發(fā)射機等設備和機房照明、取暖等供電，設此為主穩(wěn)壓器。二為辦公樓等生活用電供電并給機房用主穩(wěn)壓器做備份。當主穩(wěn)壓器故障，不能正常工作時，將兩臺穩(wěn)壓器都關斷，將穩(wěn)壓器倒換開關放到備穩(wěn)壓器側，之后開啟備穩(wěn)壓器，此時要視實際情況觀察備穩(wěn)壓器電壓電流數(shù)據，因備穩(wěn)壓器還承擔生活用電，當超過一定電流值時，要切掉生活用電。當兩路穩(wěn)壓器均故障，不能提供穩(wěn)壓功能時，會造成斷電，這時要將穩(wěn)壓器旁路開關拉下，不經穩(wěn)壓直接提供外電，確保機房及時供電。

2.3 發(fā)電機

此次改進選用的柴油發(fā)電機負載大，運行可靠，容量為120KVA，帶有手自一體啟動功能，緊急情況下可以供給基站機房用電8小時以上。發(fā)電機和外電也經過正泰轉換開關互鎖。改進之初，發(fā)電機設為自啟模式，通過實際運行發(fā)現(xiàn)，當外電故障頻繁時段，尤其是出現(xiàn)連續(xù)瞬閃時，發(fā)電機因和外電互鎖備份，會頻繁地自啟動，在安裝UPS后，發(fā)電機設為手動模式，當外電閃斷頻繁時，用手動開關斷掉外電路徑，啟動發(fā)動機供電排除外電故障。

2.4 不間斷電源UPS

UPS，即一種交流不間斷供電電源系統(tǒng)。因我站調頻發(fā)射機等重要設備均使用交流供電，為保障供電無間斷，使用UPS做短時的供電保障。對比后采購了三臺山頓品牌的FX33系列UPS，每臺的容量60KVA，并聯(lián)使用。UPS平時旁路工作，外電對機房設備供電的同時，對UPS的蓄電池進行浮充，當外電中斷后，UPS可以對設備提供穩(wěn)定的380V交流電，滿足最大工作負荷30分鐘以上，真正做到供電不間斷。

3.實用的外電自動告警裝置

這是我站自主研制的停電、來電自動告警裝置，通過安裝外電信息自動告警裝置，使值班人員能夠及時掌握兩路外電信息，當某路外電缺失時做好應急準備。

原理圖：

XJ3為斷相與相序保護繼電器，經確認后正常工作。將開關K1 K2至停電告警檔。一旦供電缺失、缺相或錯相等故障發(fā)生，XJ3將停止工作，這時內部7、8腳接通。取自UPS的交流220V電壓經AC/DC交換后，輸出直流12V的啟動電壓，啟動警號，發(fā)出聲光告警，及時提醒值班人員有停電等故障信息。查看、檢查并做好應急準備。

這時將開關打至來電告警檔，當外電恢復正常后，XJ3正常工作。5、6腳接通，警號再次發(fā)出聲光告警，提醒值班人員外電恢復正常，應急解除。

結語

此次供電改進的應用，首要目標是以供電穩(wěn)定不間斷為主，是我基站歷經多次外電故障總結的最佳改進方案，已接近或達到國家通信局站供電一類標準。采用的是冗余的設計思想，雖原理看似簡單，但都是實際應用的經驗總結，基本可以杜絕因外電問題造成的設備信號傳輸中斷。隨著技術的進步，如能有兼顧經濟性、環(huán)保性、安全性的設備或改進方式的出現(xiàn)，是基站工作者最大的期許。

[1] 冀常鵬.現(xiàn)代通信電源[M].北京： 國防工業(yè)出版社 ，2010.

[2] 強生澤， 楊貴恒 ，李龍 ，等.現(xiàn)代通信電源系統(tǒng)原理與設計[M]. 北京：中國電力出版社， 2009.

[3] 杜潤宏.電工電子技術[M]. 北京：北京理工大學出版社，2015.