淺析高山臺(tái)供配電系統(tǒng)建設(shè)

貴州省廣播電視局七九四臺(tái) 譚夢(mèng)華

供配電系統(tǒng)是廣播電視安全播出四大系統(tǒng)之一，是廣播電視信號(hào)安全傳輸?shù)哪芰吭慈绾谓ㄔO(shè)一套符合國(guó)家廣電總局62號(hào)令要求的供配電系統(tǒng)，全面提升安全播出保障能力，顯得尤為重要。長(zhǎng)期在受復(fù)雜地質(zhì)、氣候等諸多不明因素影響的高山臺(tái)從事技術(shù)崗工作，深知高山臺(tái)供配電系統(tǒng)建設(shè)的重要性。

高山臺(tái)的建臺(tái)初衷是為周邊地區(qū)提供信號(hào)源，電磁波的固有特性就決定了高山臺(tái)的選址，通常建設(shè)在邊遠(yuǎn)的高海拔的大山頂。距離城區(qū)較遠(yuǎn)，交通不便利，供水供電困難，氣候復(fù)雜多變等特點(diǎn)，故一直素有“邊遠(yuǎn)艱苦臺(tái)站”之稱。按照62號(hào)令的標(biāo)準(zhǔn)要求，建設(shè)一套較好的供配電系統(tǒng)，才能夠保障廣播電視的安全播出。

1 高壓架空輸電

按照等級(jí)劃分，高山臺(tái)站通常屬于廣播電視安全播出二級(jí)臺(tái)站，二級(jí)臺(tái)站供配電系統(tǒng)要求：應(yīng)該有兩路外電，均為專線，其中一路發(fā)生故障時(shí)，另外一路不應(yīng)該同時(shí)受到影響，即兩路外電相互獨(dú)立。

高壓輸電的要求可以概括為八個(gè)字：安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)。做好高壓輸電，關(guān)鍵涉及以下幾個(gè)方面。

1.1 變電站的選擇

高山臺(tái)供電要求為專線，所謂專線，指從變電站出來(lái)之后，不允許亂搭亂接，直接輸送到臺(tái)站高壓配電室的專用電纜。盡量選擇距離臺(tái)站較近的變電站，為考慮建設(shè)成本和便于后期維護(hù)，也要避免兩個(gè)變電站受上一級(jí)站點(diǎn)停電影響。

1.2 電纜線路選擇

確定了變電站之后，架設(shè)線路的選擇也很重要，綜合考慮架設(shè)線路主要考慮以下幾個(gè)方面的因素：一是要避開(kāi)地質(zhì)條件不穩(wěn)定的區(qū)域，二是盡量避開(kāi)居住集中的村寨，三是盡量避開(kāi)可以垂釣的河流、池塘等，四是要考慮線路沿線的森林和灌木叢，五是要綜合考慮輸電線纜架設(shè)成本。

1.3 真空斷路器

安裝真空斷路器，為線纜保護(hù)和檢修維護(hù)之用。在輸電導(dǎo)線的兩端，各安裝一個(gè)，變電站端可以切斷整條線路電源，而臺(tái)站端可以為高壓供配電系統(tǒng)的檢修維護(hù)提供斷電操作提供方便。在輸電途中，根據(jù)導(dǎo)線的長(zhǎng)度綜合考慮，適當(dāng)增加幾個(gè)真空斷路器，為線路故障時(shí)用“二分法”快速排查故障點(diǎn)之用，為檢修維護(hù)提供便利。

1.4 安全技術(shù)要求

綜合發(fā)射用電及生活用電的用電功率量，10KV的高壓能夠滿足一個(gè)普通高山臺(tái)站的用電功率需求，所有的架設(shè)的硬件設(shè)施技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求必須在10KV以上。在一些特殊區(qū)域架設(shè)輸電線纜，比如垂釣的河流的上方、民房周圍等，要采用帶有絕緣層的線。線路（6-10kV）通過(guò)居民區(qū)不小于6.5m，線路（6-10kV）通過(guò)非居民區(qū)不小于5.5m。在輸電線路一路走來(lái)快進(jìn)入臺(tái)站高壓配電室的最后500m，用絕緣電纜埋地下更為安全。

在使用新架設(shè)的高壓線纜進(jìn)行輸電之前，對(duì)輸電線纜做耐壓測(cè)試很有必要，對(duì)于10KV的高壓線纜，耐壓測(cè)試加壓通常在30-40KV時(shí)，聽(tīng)不到明顯的嗤嗤嗤的放電聲音，即認(rèn)為線纜耐壓檢測(cè)通過(guò)。

圖1 高壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)圖

2 高壓配電

高壓配電的核心是高壓開(kāi)關(guān)柜，高壓開(kāi)關(guān)柜是一種室內(nèi)高壓配電裝置，為控制、監(jiān)測(cè)、保護(hù)高壓線路和變壓器之用，開(kāi)關(guān)柜內(nèi)安裝有開(kāi)關(guān)設(shè)備、保護(hù)電器、監(jiān)測(cè)儀表和母線、絕緣子等。

高壓開(kāi)關(guān)柜主要有固定式和手車式兩大類型，其中固定式高壓開(kāi)關(guān)柜所有電器部件都固定在臺(tái)架上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用性強(qiáng)，應(yīng)用相對(duì)手車式更為廣泛。固定式高壓開(kāi)關(guān)柜的主要型號(hào)有GG-1A(F)型，該種類型的高壓開(kāi)關(guān)柜裝設(shè)了防止電器誤碼操作和保障人身安全的閉鎖裝置。能夠有效防止誤分、誤合斷路器，能夠有效防止帶負(fù)荷誤拉、誤合隔離開(kāi)關(guān)，能夠防止帶電誤掛地線，防止帶接地誤合隔離開(kāi)關(guān)，能夠防止人員誤入帶電隔離等。

按照62號(hào)令的要求，變壓器要能夠?qū)崿F(xiàn)互投，以滿足高山臺(tái)高壓供配電系統(tǒng)建設(shè)需求，圖1所示的高壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)是一種參考方案。

斷路器控制回路電路由幾部分組成：一是發(fā)出跳、合閘命令的控制機(jī)構(gòu)（如控制開(kāi)關(guān)、控制按鈕等），二是執(zhí)行命令的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及命令傳送機(jī)構(gòu)（如繼電器、接觸器的觸點(diǎn)等）。

斷路器控制回路要求如下：一是要能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)或者自動(dòng)跳、合閘；二是要能夠監(jiān)視監(jiān)控回路操作電源，跳、合閘的完好性，能夠保護(hù)二次回路中可能出現(xiàn)的短路或者過(guò)負(fù)荷；三是跳、合閘命令執(zhí)行后，命令脈沖應(yīng)該及時(shí)解除；四是要有能反映斷路器的手動(dòng)和自動(dòng)跳、合閘的位置信號(hào)；五是斷路器控制選擇要設(shè)計(jì)為“自投不自復(fù)”等。

整個(gè)高壓開(kāi)關(guān)柜是高壓電能輸送進(jìn)入臺(tái)站的第一站，防雷做得好不好，關(guān)系著整個(gè)高壓配電系統(tǒng)的安全。防雷主要還是靠安裝避雷器，來(lái)防止電涌破壞。常用避雷器主要有管型避雷器和氧化鋅避雷器，這兩種避雷器保護(hù)性能優(yōu)、質(zhì)量輕、耐污穢、性能穩(wěn)定。選擇避雷器的容量時(shí)，盡量選擇余量較大的，或者多并聯(lián)一組，防止被雷電擊穿。

3 自備電源

受電力公司停電影響，雷雨天氣、凌凍天氣等因素的影響，兩路外電存在同時(shí)故障的可能性。按照國(guó)家廣電總局62號(hào)令的要求，高山臺(tái)需配置自備電源。自備電源中，柴油發(fā)電機(jī)是最為普遍的，結(jié)合高山臺(tái)的實(shí)際，配置一臺(tái)大功率柴油發(fā)電機(jī)，帶檢測(cè)無(wú)電智能啟動(dòng)功能。圖2是柴油發(fā)電機(jī)接入供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖。

圖2 自備電源接入供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖

按照?qǐng)D2的方案，把自備電源接入到供配電系統(tǒng)中，柴油發(fā)電機(jī)控制面板智能控制發(fā)電機(jī)的啟停。手動(dòng)開(kāi)關(guān)K1是發(fā)電機(jī)的輸出開(kāi)關(guān)，手動(dòng)開(kāi)關(guān)K2是柴油發(fā)電機(jī)接入1路還是接入2路的選擇開(kāi)關(guān)。自動(dòng)開(kāi)關(guān)S1、S2帶自動(dòng)倒換功能，當(dāng)檢測(cè)到主路有電的情況下，開(kāi)關(guān)倒向主路；當(dāng)檢測(cè)到主路無(wú)電是，開(kāi)關(guān)倒向柴油發(fā)電機(jī)。手動(dòng)開(kāi)關(guān)S3則是用電選擇切換開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)倒向1路，則選擇接通1#變壓器的輸出，開(kāi)關(guān)倒向2路，則選擇接通2#變壓器的輸出。

4 UPS電源

在條件較為艱苦的高山臺(tái)站，兩路高壓，自備柴油發(fā)電機(jī)，幾乎不存在停電原因造成的全臺(tái)性停播事故，但是按照國(guó)家廣電總局62號(hào)令的要求，發(fā)射控制設(shè)備和信號(hào)源設(shè)備應(yīng)采用UPS供電，UPS電池組后備時(shí)間應(yīng)滿足實(shí)際負(fù)荷工作30min以上。借鑒這一思路，高山臺(tái)可以配置大功率UPS電源，對(duì)所有發(fā)射設(shè)備進(jìn)行UPS供電，確保對(duì)發(fā)射設(shè)備供電連續(xù)不間斷，圖3是UPS供電設(shè)計(jì)框圖。

圖3 ups接入供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖

結(jié)語(yǔ)：通過(guò)對(duì)國(guó)家廣電總局62號(hào)令關(guān)于供配電系統(tǒng)要求的解讀，結(jié)合高山臺(tái)供配電系統(tǒng)建設(shè)的實(shí)際，從變電站的選址、輸電線纜的架設(shè)及相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，到高壓配電系統(tǒng)的核心（高壓開(kāi)關(guān)柜）建設(shè)，再到自備電源的接入、ups不間斷供電保障，全面介紹了高山臺(tái)供配電系統(tǒng)建設(shè)。這樣的建設(shè)既滿足62號(hào)令的要求，又符合高山臺(tái)實(shí)際，能夠?yàn)閺V播電視的安全播出提供可靠的供配電保障。