無(wú)功補(bǔ)償在廣播電視工程中的應(yīng)用

詹志平廈門(mén)市集美區(qū)廣播電視臺(tái)，福建廈門(mén)　361021

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無(wú)功補(bǔ)償在廣播電視工程中的應(yīng)用

詹志平
廈門(mén)市集美區(qū)廣播電視臺(tái)，福建廈門(mén)361021

摘要由于現(xiàn)有的廣播電視工程中很多部分的負(fù)載量較大，會(huì)產(chǎn)生較高的無(wú)功功率。本文首先分析了廣播電視項(xiàng)目中的建造特定以及用電負(fù)載的特性，并且具體分析了發(fā)射塔和發(fā)射臺(tái)部分的負(fù)載特點(diǎn)。進(jìn)而給出廣播電視項(xiàng)目的無(wú)功補(bǔ)償策略，包括傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償策略分析，提出了本文的廣播電視項(xiàng)目的TAPF的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)。最后，給出廣播電視項(xiàng)目的TAPF的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)用在某廣播電臺(tái)的效果解析。

關(guān)鍵詞負(fù)載量；無(wú)功功率；發(fā)射塔；發(fā)射臺(tái)；TAPF

在廣播電視的項(xiàng)目中由于空調(diào)以及水泵等相關(guān)模塊的負(fù)載量非常大，能夠得到比較高的無(wú)功功率，并且很多電子高科技裝置以及調(diào)光模塊的硅柜裝置均能夠得到很多諧波型電流，進(jìn)而對(duì)廣播電視行業(yè)的無(wú)功補(bǔ)償模塊發(fā)生作用，對(duì)功率因素的優(yōu)化產(chǎn)生障礙，并且對(duì)無(wú)功補(bǔ)償模塊產(chǎn)生損壞。

無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)能夠在電網(wǎng)中大道提升功率因子，并且減弱供電的變壓裝置和輸送模塊的損失，能夠提升供電的效應(yīng)，并且改進(jìn)電能供應(yīng)狀況。若采取不當(dāng)則會(huì)產(chǎn)生供電裝置的電壓模塊的變動(dòng)，并且造成諧波部分增加等很多不足之處。

選取無(wú)功補(bǔ)償方法能夠獲取這樣的效應(yīng)，首先提升低壓電網(wǎng)模塊以及用電設(shè)備的功率因子，能夠削弱使用者的費(fèi)用輸出，并且形成節(jié)約電能的主要方法；提升電網(wǎng)中電壓部分的質(zhì)量，并且保障裝置的持續(xù)性，進(jìn)而提升裝置的使用時(shí)間；減弱電能的損失，并且根據(jù)各自負(fù)載的狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)力部分分配。

從20世紀(jì)60年代開(kāi)始，發(fā)達(dá)國(guó)家研究出同步模式的調(diào)相裝置［1］，該裝置通過(guò)勵(lì)磁運(yùn)作的方式給裝置產(chǎn)生無(wú)功功率；70年代之后，同步調(diào)相裝置被靜止類型的無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)代替，該技術(shù)在FACT策略的方式下進(jìn)行構(gòu)建［2］，之后發(fā)展為飽和類型的電抗裝置，晶閘管類型的電容裝置；在80年代之后，靜止無(wú)功調(diào)相裝置在美國(guó)研究成功，并且逐漸在美國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)家相繼推出和應(yīng)用；90年代，國(guó)內(nèi)科研者研究的TSVG［3］無(wú)功產(chǎn)生電源由ASVG無(wú)功功率供電裝置以及TSC類型的可控?zé)o功類型的補(bǔ)償系統(tǒng)相組合；近來(lái)美國(guó)西屋企業(yè)采用光觸發(fā)模式作為中心，實(shí)現(xiàn)高持續(xù)性以及測(cè)控性的技術(shù)，并且和裝置進(jìn)行銜接能夠?qū)崿F(xiàn)高可靠性的運(yùn)作模式。

本文主要分析了主要的廣播電視平臺(tái)的主要設(shè)備，廣播點(diǎn)速度核心，廣播電視發(fā)射裝置以及廣播電視發(fā)射臺(tái)裝置的無(wú)功負(fù)載特點(diǎn)，并且給出了廣播電視平臺(tái)的策劃模塊中針對(duì)無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆椒ㄒ约案倪M(jìn)策略。

1　廣播電視項(xiàng)目中的用電負(fù)載解析

1.1廣播電視項(xiàng)目中的用電負(fù)載特性

1.1.1廣播電視項(xiàng)目中的建造使用特性

廣播電視項(xiàng)目中的建造使用特性能夠?qū)V電的項(xiàng)目劃分為，廣電核心，廣電的發(fā)射裝置，廣電的發(fā)射平臺(tái)。此外，廣電核心劃分為廣播以及電視欄目的創(chuàng)造模塊，傳送模塊，發(fā)送模塊以及播放模塊，并且室內(nèi)裝置了大型，中型，小型的演播平臺(tái)，以及編輯中心，語(yǔ)音的錄制中心，多媒體的資源監(jiān)管核心等。典型的項(xiàng)目包含中央電視臺(tái)，國(guó)際廣播電視臺(tái)和中央人民廣播電視臺(tái)等項(xiàng)目。廣播電視塔通常稱為地區(qū)性的典型建筑，并且加入了參觀、商品、飲食等性能。此外還有國(guó)家級(jí)別的保密項(xiàng)目，如2021播放臺(tái)等。

2.1.2廣播電視項(xiàng)目中的用電負(fù)載特點(diǎn)

廣播電視項(xiàng)目中的用電負(fù)載主要分布在制造，傳送，發(fā)射以及播放這4個(gè)主要模塊，這4個(gè)主要模塊主要選取很多高科技商品，并且基于直播的節(jié)目繁多，因而對(duì)于用電模塊的持續(xù)性的標(biāo)準(zhǔn)也逐漸加深，并且選取UPS供電裝置加強(qiáng)電源部分的持續(xù)性，此外在廣電的建造體系中還包含空調(diào)裝置，水泵裝置，電梯裝置等功率因子比較低的負(fù)載模塊，此外照明體系以及演播廳的燈光模塊是整個(gè)建筑的主要負(fù)載部分。

1.2廣播電視項(xiàng)目中發(fā)射塔模塊的負(fù)載特性

以某廣播發(fā)射塔裝置作為實(shí)例，由于發(fā)射塔的總體的建造面積達(dá)到500m2左右，并且發(fā)射塔模塊主要包含發(fā)射性能。此外，其副建筑的總體面積大約為4 500m2左右。整體項(xiàng)目的耗電量大約在820kW左右。本項(xiàng)目選取單側(cè)單獨(dú)的10kV的供電模塊實(shí)現(xiàn)供電，并且將高壓供電平臺(tái)轉(zhuǎn)換為單母線連線的模式，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)之時(shí)，能夠讓兩側(cè)的電源一起供電，并且打開(kāi)主要聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)，讓各個(gè)供電部分帶動(dòng)一系列負(fù)載，若某個(gè)供電部分產(chǎn)生問(wèn)題之時(shí)，則母聯(lián)開(kāi)關(guān)自動(dòng)運(yùn)行，各個(gè)供電模塊都承載各自負(fù)載部分。電壓模塊則依照負(fù)載的特點(diǎn)給出兩臺(tái)變壓裝置，并且選取單母線的接線方式，若母線開(kāi)關(guān)階段，則分段操作，若某臺(tái)變壓裝置由于問(wèn)題或者檢修不能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，則手動(dòng)閉合母聯(lián)開(kāi)關(guān)，并且采用另一臺(tái)變壓裝置給兩部分母線提供負(fù)載。

1.3廣播電視項(xiàng)目中發(fā)射臺(tái)模塊的負(fù)載特性

以某城的發(fā)射臺(tái)裝置為示例，該項(xiàng)目的總功率值是540kW，并且選取道路兩側(cè)的10kV的高電壓供電模式，該模式選取主機(jī)和備機(jī)的供電方案。并且選取單母線結(jié)構(gòu)的接線方法，此外選取主供電裝置給電，并且采用備用供電裝置的手動(dòng)連入模式。所選取的變壓裝置為400KVA，并且D模式的接線模式。

各臺(tái)變壓裝置的低壓母線部分的負(fù)荷，當(dāng)某臺(tái)變壓裝置產(chǎn)生障礙，則低壓的母聯(lián)斷路裝置的手動(dòng)進(jìn)入，采用另外一臺(tái)變壓裝置實(shí)現(xiàn)負(fù)載的測(cè)算。

2　廣播電視項(xiàng)目的無(wú)功補(bǔ)償策略

2.1傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償策略

2.1.1隨時(shí)地?zé)o功補(bǔ)償

針對(duì)照明負(fù)載中的金鹵燈模型，高壓鈉燈等功率因子較為低的燈具模型，需要選取鎮(zhèn)流裝置，觸發(fā)裝置以及補(bǔ)償電容裝置測(cè)控內(nèi)部以及燈具，并且實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)多于0.9的準(zhǔn)則。

2.1.2跟蹤補(bǔ)償?shù)哪Ｐ?/p>

依據(jù)現(xiàn)有的解析方案，能夠得到廣播電視項(xiàng)目無(wú)功功率大約為整個(gè)裝機(jī)的總體容量的30%左右，此外，整個(gè)工程的規(guī)模越大，則需要實(shí)現(xiàn)的無(wú)功補(bǔ)償方向就會(huì)增多，并且將低壓電容裝置聯(lián)合在400V的母線之上，選取分組投切的補(bǔ)償方法能夠使得功率因子達(dá)到電力企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.3電容補(bǔ)償及不足

在實(shí)際中選取電容補(bǔ)償?shù)牟呗蕴嵘β室蜃?，能夠使得功率因子滿足當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)需求，但是選取電容補(bǔ)償策略包含很多不足：

1）電容裝置獲取的諧波電流和基波電流之間進(jìn)行疊合，使得電容裝置的有效電流增多，并且使得溫度增加；2）電容裝置所獲取的諧波電壓以及基波電壓進(jìn)行疊合，并且增大了電容裝置的電壓最大值部分，并且使其發(fā)生破損；3）所采用的電容裝置容易和廣播電視項(xiàng)目的裝置產(chǎn)生諧振，并且把諧波部分增大，使得電容模塊發(fā)生損傷，進(jìn)而對(duì)其他用電裝置產(chǎn)生威脅。

因而，本文選取動(dòng)態(tài)的無(wú)功補(bǔ)償模式。

2.2廣播電視項(xiàng)目的TAPF的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)

TAPF的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)主要結(jié)合APF的供電系統(tǒng)和TSC裝置的可控硅的無(wú)功補(bǔ)償裝置相互綜合，并且將這兩者構(gòu)建為完整的平臺(tái)，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)有源濾波策略以及動(dòng)態(tài)模式的無(wú)功濾波方案。

2.2.1TAPF的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)介紹

TAPF的有源濾波以及無(wú)功補(bǔ)償裝置的測(cè)控平臺(tái)能夠同時(shí)針對(duì)裝置的諧波電流以及無(wú)功電流實(shí)現(xiàn)隨時(shí)的測(cè)算以及解析，并且能夠?qū)崿F(xiàn)裝置所必須的諧波電流和無(wú)功功率的功率補(bǔ)償，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)好的結(jié)果。

2.2.2TAPF的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

1）TAPF的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)主要選取PWM的測(cè)控變流裝置構(gòu)建有源模式的電力濾波裝置，并且融合雙路測(cè)控方案以及快速DSP芯片，達(dá)到迅速測(cè)算符合電流之中的諧波量，并且針對(duì)輸出電流實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償，獲取好的濾波效果；2）TAPF的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)能夠針對(duì)負(fù)載實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)模式的追蹤，并且迅速響應(yīng)，其測(cè)控具有持續(xù)性，操作方法簡(jiǎn)潔和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)銜接并不需要考量交流裝置的相序；3）TAPF的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)功率因子的迅速補(bǔ)償，并且能夠?qū)崿F(xiàn)切換的模式中沒(méi)有涌流部分的襲擊，沒(méi)有過(guò)電壓現(xiàn)象以及電弧的燃燒狀況發(fā)生。

2.3無(wú)功補(bǔ)償?shù)耐肚心Ｊ?/p>

2.3.1瞬時(shí)方式的投切策略并且本裝置主要采用LC串接方案以及電力半導(dǎo)體裝置實(shí)現(xiàn)投切。LC串接方案選取電容達(dá)到量的補(bǔ)償，若選取的電感參量比較大，體積也比較大時(shí)，其價(jià)值較大，并且采用調(diào)節(jié)電抗的模式實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率的補(bǔ)償，該方式反應(yīng)的速率很快，并且不需要太多的分化。

電力半導(dǎo)體裝置實(shí)現(xiàn)的補(bǔ)償方式，其選材較為便捷，但是會(huì)出現(xiàn)元件自身不能夠?qū)崿F(xiàn)迅速關(guān)斷的問(wèn)題，該方式的持續(xù)性較低，并且其保護(hù)方式需要進(jìn)一步優(yōu)化。

2.3.2混合方式的投切策略

本文的廣播電視項(xiàng)目的TAPF的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)實(shí)際上是上述兩種策略的混合，該方案相對(duì)于單一的投切模式來(lái)說(shuō)，適用區(qū)間較廣，并且能夠?qū)崿F(xiàn)較好的節(jié)能方法，此外本裝置同時(shí)選取分相模式的補(bǔ)償方案，能夠?qū)崿F(xiàn)線路模式的不均衡所帶來(lái)的損耗。

3　實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析

本文的廣播電視項(xiàng)目的TAPF的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)用在某廣播電臺(tái)后，并且考量在現(xiàn)實(shí)操作中，包含的大量非線性的負(fù)荷，其中包含調(diào)光模塊，配備電子鎮(zhèn)流裝置的熒光燈，UPS，變頻空調(diào)等部分。本文的測(cè)試點(diǎn)選取在配電室內(nèi)部的無(wú)功補(bǔ)償母線部分，測(cè)算整個(gè)項(xiàng)目所得的補(bǔ)償功率因數(shù)到達(dá)0.95左右。

選取的TAPF的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)變壓裝置的無(wú)功補(bǔ)償，并且占據(jù)的空間小，安裝簡(jiǎn)單。先前的某號(hào)柜諧波部分大并且產(chǎn)熱嚴(yán)重，最終實(shí)現(xiàn)了溫度的減低，此外某綜合樓宇的配電裝置的跳閘狀況得到抑制。處理了油機(jī)以及負(fù)荷之間的配準(zhǔn)，并且發(fā)電裝置能夠?qū)崿F(xiàn)整體帶動(dòng)負(fù)荷的能力。

4　結(jié)論

廣播電視工程中很多部分的負(fù)載量較大，會(huì)產(chǎn)生較高的無(wú)功功率。很多電子高科技裝置以及調(diào)光模塊的硅柜裝置均能夠得到很多諧波型電流，進(jìn)而對(duì)廣播電視行業(yè)的無(wú)功補(bǔ)償模塊發(fā)生作用，對(duì)功率因素的優(yōu)化產(chǎn)生障礙，并且對(duì)無(wú)功補(bǔ)償模塊產(chǎn)生損壞。

本開(kāi)題首先分析了廣播電視項(xiàng)目中的建造特定以及用電負(fù)載的特性，并且具體分析了發(fā)射塔和發(fā)射臺(tái)部分的負(fù)載特點(diǎn)。進(jìn)而給出廣播電視項(xiàng)目的無(wú)功補(bǔ)償策略，包括傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償策略分析，提出了本文的廣播電視項(xiàng)目的TAPF的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)。最后，給出廣播電視項(xiàng)目的TAPF的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)用在某廣播電臺(tái)的效果解析。

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中圖分類號(hào)G2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1674-6708（2016）165-0092-02

作者簡(jiǎn)介：詹志平，助理工程師，廈門(mén)市集美區(qū)廣播電視臺(tái)，研究方向?yàn)閺V播電視工程技術(shù)。