廣播發(fā)射臺(tái)站電力監(jiān)測箱設(shè)計(jì)及應(yīng)用

■文/傅雪鵬　馮梅玲　張智軍　劉春江

廣播發(fā)射臺(tái)站電力監(jiān)測箱設(shè)計(jì)及應(yīng)用

■文/傅雪鵬馮梅玲張智軍劉春江

近年來，隨著“西新工程”的不斷深入開展，經(jīng)過多年的努力建設(shè)，我們中西部地區(qū)的廣播影視事業(yè)得到長足發(fā)展和進(jìn)步，新疆、西藏、內(nèi)蒙以及四川等地的廣播節(jié)目覆蓋率和覆蓋時(shí)長得到較大提高，但是部分地區(qū)發(fā)射臺(tái)站仍然存在因?yàn)殡娏χ袛嗟纫蛩貙?dǎo)致廣播節(jié)目播出中斷的問題，本文作者結(jié)合實(shí)際工程建設(shè)需要，設(shè)計(jì)了一種針對380v電源的缺相、斷電和恢復(fù)供電進(jìn)行聲光報(bào)警提示的電力監(jiān)測箱，在實(shí)際廣播發(fā)射工作中得到良好應(yīng)用，簡單有效地解決了380V電源的缺相和斷電等影響廣播節(jié)目播出的問題。

廣播發(fā)射臺(tái)站；電力監(jiān)測

引言

對廣播發(fā)射臺(tái)站而言，供電保障十分重要，直接關(guān)系到廣播電視節(jié)目能否正常播出［1］。當(dāng)前對于發(fā)射臺(tái)站中電力的監(jiān)測和報(bào)警提示主要采用兩種方式：一是采用消防系統(tǒng)建設(shè)中的電力箱進(jìn)行監(jiān)測報(bào)警，二是在自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中將電力監(jiān)測作為一個(gè)相對獨(dú)立的重要組成部分進(jìn)行設(shè)計(jì)［2］［3］。但這兩種方式都有其缺陷。采用第一種方式主要實(shí)現(xiàn)了斷電報(bào)警，但是何時(shí)恢復(fù)供電往往缺少報(bào)警提示，況且假如三相電中缺相或相序發(fā)生變化時(shí)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并報(bào)警提示；采用第二種方式進(jìn)行電力監(jiān)測，往往建設(shè)成本又較高，增加了發(fā)射臺(tái)站運(yùn)行維護(hù)不必要的成本支出。在充分分析發(fā)射臺(tái)站電力監(jiān)測實(shí)際需求的情況下，筆者針對性地設(shè)計(jì)了一個(gè)電力監(jiān)測報(bào)警電路，簡單有效地實(shí)現(xiàn)了對380V電源的監(jiān)測報(bào)警提示。

1. 電力監(jiān)測需求分析

廣播發(fā)射機(jī)由380V的動(dòng)力電供電工作，為保證斷電或缺相后值班人員及時(shí)進(jìn)行響應(yīng)和處置，同時(shí)當(dāng)恢復(fù)供電時(shí)值班人員也能及時(shí)采用相應(yīng)的處置措施，需要對380V電源的斷電、缺相和斷電后恢復(fù)供電進(jìn)行聲光報(bào)警提示?？紤]到發(fā)射機(jī)的工作區(qū)域一般是由配電室、機(jī)房和值班室?guī)讉€(gè)區(qū)域組成，各工作區(qū)域之間相互可能緊鄰被墻壁隔開也可能間隔有段距離，因此電力監(jiān)測報(bào)警器一般需要由兩個(gè)部分組成，如下圖：

其中的感應(yīng)監(jiān)測模塊主要是實(shí)現(xiàn)對380V電源的缺相、斷電和恢復(fù)供電進(jìn)行感應(yīng)監(jiān)測，同時(shí)產(chǎn)生24V或12V的報(bào)警驅(qū)動(dòng)信號(hào)，安裝于配電室內(nèi)；報(bào)警提示模塊主要是實(shí)現(xiàn)對上述電力異常情況進(jìn)行聲光報(bào)警，一般安裝于機(jī)房或值班室內(nèi)；

整個(gè)電力監(jiān)測箱需要具備如下功能：

（1）缺相、相序發(fā)生變化或者斷電時(shí)，能進(jìn)行聲光報(bào)警提示；

（2）恢復(fù)供電時(shí)能進(jìn)行聲光報(bào)警提示且報(bào)警提示信號(hào)與第（1）種情況不同；

（3）聲光報(bào)警信號(hào)維持時(shí)間的長短可以在一定范圍內(nèi)設(shè)定，超過規(guī)定時(shí)常后報(bào)警信號(hào)自動(dòng)停止且不影響下次電力異常時(shí)的報(bào)警提示動(dòng)作；

（4）聲光報(bào)警過程中，可以一鍵切斷報(bào)警信號(hào)，以免干擾工作人員采取相應(yīng)的處置措施；

（5）可以直觀反應(yīng)當(dāng)前的報(bào)警信號(hào)是處于切斷還是接通狀態(tài)，以提示工作人員平時(shí)將報(bào)警信號(hào)設(shè)置為接通狀態(tài)。

（6）當(dāng)外部電源中斷后，電力監(jiān)測箱要能夠依靠自身電源維持2個(gè)小時(shí)以上時(shí)間的監(jiān)測功能。

2.電路設(shè)計(jì)及功能分析

整個(gè)電力監(jiān)測箱的核心功能在于對380V電源的缺相、相序變化、斷電和恢復(fù)供電進(jìn)行監(jiān)測，筆者采用斷相和相序保護(hù)繼電器進(jìn)行380V斷電或缺相的監(jiān)測，使用12V直流電源加上普通繼電器的常開觸點(diǎn)和接通延時(shí)繼電器的常閉觸點(diǎn)進(jìn)行報(bào)警信號(hào)的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)該功能，這部分電路的原理如圖2所示：

圖2　電力監(jiān)測箱核心電路原理示意圖

圖中，繼電器1與2為普通的雙刀雙擲繼電器，延時(shí)繼電器1與延時(shí)繼電器2為接通延時(shí)繼電器，當(dāng)相序保護(hù)器發(fā)現(xiàn)380V缺相、相序發(fā)生錯(cuò)誤或者斷電，觸點(diǎn)由常閉狀態(tài)打到常開狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)繼電器1的線圈工作，將12V電源通過其常開接點(diǎn)送入延時(shí)繼電器的驅(qū)動(dòng)線圈進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，延時(shí)繼電器的常閉觸點(diǎn)接紅色報(bào)警提示等，這時(shí)由延時(shí)繼電器的延時(shí)接通特性，導(dǎo)致12V電源通過常閉觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)報(bào)警發(fā)出紅色聲光報(bào)警，當(dāng)延時(shí)時(shí)間到達(dá)之后，延時(shí)繼電器的常閉觸點(diǎn)斷開，從而導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)報(bào)警的12V電源斷開，報(bào)警信號(hào)停止；當(dāng)恢復(fù)供電時(shí)，繼電器2和接通延時(shí)繼電器2同樣驅(qū)動(dòng)報(bào)警器發(fā)出藍(lán)色聲光報(bào)警提示電力恢復(fù)。

使用PROTEL進(jìn)行電路原理圖的繪制和PCB圖的layout，原理圖如圖3所示：

圖3　報(bào)警電路原理圖

線路連線說明如下：

1）380V的三相和地線接入漏電保護(hù)器，漏電保護(hù)器的三相輸出接入相序保護(hù)器K8DS-PH1的L1L2L3三腳進(jìn)行缺相和相序監(jiān)測；

2）12V信號(hào)接入相序保護(hù)器K8DS-PH1繼電器側(cè)公共端11腳；

3） 相序保護(hù)器K8DS-PH1繼電器側(cè)的常閉觸點(diǎn)12接入繼電器R1的驅(qū)動(dòng)線圈的13腳，R1的14腳接地，對繼電器R1進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；

4）R1的雙刀的公共端9腳和12腳接12V，9腳對應(yīng)的常開觸點(diǎn)5腳接延時(shí)繼電器RD1的常閉觸點(diǎn)8腳，RD1的5腳接到端子排的18腳進(jìn)行斷電報(bào)警驅(qū)動(dòng)； R1的12腳對應(yīng)的常開觸點(diǎn)8接繼電器RD1線圈的7腳，同時(shí)RD1的2腳接地，實(shí)現(xiàn)了使用R1的一組常開觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)RD1線圈的功能；

5）RD1的5腳接到端子排的13腳后，通過13腳的另一側(cè)接到面板上開關(guān)的一個(gè)觸點(diǎn)上，觸點(diǎn)的另一個(gè)接線點(diǎn)接至端子排的14腳，14腳送至紅色報(bào)警燈的正極，紅色報(bào)警燈的負(fù)極接至12V的地線，以上是斷電或缺相報(bào)警過程。

6）相序保護(hù)器K8DS-PH1繼電器側(cè)的常開觸點(diǎn)14接入繼電器R2的驅(qū)動(dòng)線圈的13腳，14腳接地，對繼電器R2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；

7）R2的雙刀的公共端9腳和12腳接12V，9腳對應(yīng)的常開觸點(diǎn)5腳接延時(shí)繼電器RD2的常閉觸點(diǎn)8腳，RD2的5腳接到端子排的20腳進(jìn)行斷電報(bào)警驅(qū)動(dòng)； R2的12腳對應(yīng)的常開觸點(diǎn)8接繼電器RD2線圈的7腳，同時(shí)RD2的2腳接地，實(shí)現(xiàn)了使用R2的一組常開觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)RD1線圈的功能；

8）RD2的5腳接到端子排的15腳后，通過15腳的另一側(cè)接到面板上開關(guān)的一個(gè)觸點(diǎn)上，開關(guān)觸點(diǎn)的另一個(gè)接線點(diǎn)接至端子排的16腳，16腳送至藍(lán)色報(bào)警燈的正極，藍(lán)色報(bào)警燈的負(fù)極接至12V的地線，以上是恢復(fù)供電報(bào)警過程。

另外，使用12V對面板上的開關(guān)指示等進(jìn)行供電，若開關(guān)按下，則指示燈亮，表示可以進(jìn)行正常的報(bào)警，若開關(guān)彈起，指示燈滅，不能進(jìn)行聲光報(bào)警。同時(shí)使用在線式UPS電源保證外部電力中斷時(shí)，電力監(jiān)測箱能夠正常工作。完成設(shè)計(jì)及裝配的電力監(jiān)測箱如圖4和圖5所示（聲光報(bào)警器安裝于值班室內(nèi)，通過接線排連接報(bào)警驅(qū)動(dòng)信號(hào)線進(jìn)行驅(qū)動(dòng)報(bào)警，圖中未展示）：

圖4　電力監(jiān)測箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

圖5　電力監(jiān)測箱前面板結(jié)構(gòu)示意圖

3.總結(jié)

文中設(shè)計(jì)的電力檢測報(bào)警電路能夠很好地實(shí)現(xiàn)發(fā)射臺(tái)站電力監(jiān)測報(bào)警中提出的缺相、相序發(fā)生變化或者斷電時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警提示；恢復(fù)供電時(shí)能進(jìn)行聲光報(bào)警提示且報(bào)警提示信號(hào)與前者不同；聲光報(bào)警信號(hào)維持時(shí)間的長短可以在一定范圍內(nèi)設(shè)定，超過規(guī)定時(shí)常后報(bào)警信號(hào)自動(dòng)停止，且不影響下次電力異常時(shí)的報(bào)警提示動(dòng)作；聲光報(bào)警過程中，可以一鍵切斷報(bào)警信號(hào)；可以直觀反應(yīng)當(dāng)前的報(bào)警信號(hào)是處于切斷還是接通狀態(tài)以及當(dāng)外部電源中斷后，電力監(jiān)測箱要能夠依靠自身電源維持2個(gè)小時(shí)以上時(shí)間等6方面的功能，目前在新疆地區(qū)多個(gè)發(fā)射臺(tái)站已經(jīng)得到實(shí)際應(yīng)用，良好地解決了380V電力異常導(dǎo)致停播時(shí)間較長的問題，將因?yàn)殡娏Ξ惓?dǎo)致的停播時(shí)間降低到值班人員的最快反應(yīng)時(shí)間。

［1］ 劉宏杰.高山發(fā)射臺(tái)電力監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］. 廣播與電視技術(shù)，2016（04）：101-104.

［2］羅明，張韜，羅又赤等.廣播臺(tái)網(wǎng)智能化自動(dòng)化供電及監(jiān)控管理系統(tǒng)［J］.廣播與電視技術(shù)，2011（03）：86-89.

［3］劉宏杰.多路供電遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.寧波：寧波大學(xué)，2012.

（作者單位：中國廣播電影電視社會(huì)組織聯(lián)合會(huì)/中央電視臺(tái)總編室/國家新聞出版廣電總局廣播科學(xué)研究院）

TN943；TN913

A

1671-0134（2016）09-053-03

10.19483/j.cnki.11-4653/n.2016.09.019