廣播電力系統(tǒng)改造方案設計與實施

張蓓蓓

(河北廣播電視臺,石家莊 050021)

2017-05-25

張蓓蓓(1984-)，女，工程師，主要從事廣電播出技術保障和技術管理工作。

廣播電力系統(tǒng)改造方案設計與實施

張蓓蓓

(河北廣播電視臺,石家莊 050021)

首先介紹了某廣播電臺配電室運行狀況，在分析和總結現(xiàn)有系統(tǒng)的基礎上，指出了廣播電力系統(tǒng)存在的問題，提出了改造方案，并且指出改造后對提高廣播電力保障的重要意義。

廣播電力系統(tǒng)；變壓器；一級負荷

1 概述

隨著科學技術的發(fā)展，廣播電視節(jié)目的制作、播出、傳輸、覆蓋等各個環(huán)節(jié)的技術系統(tǒng)越來越龐大、設備配置越來越復雜、承擔的播出任務越來越重，但是，所有的播出運行都離不開電，且廣播電力系統(tǒng)對供電有許多特殊性要求。根據(jù)近年來有關播出主管部門的調(diào)查統(tǒng)計，全國廣播電視安全播出事故中，因電力原因造成的停播事故占事故總次數(shù)的40%～60%，一旦播出用電發(fā)生故障，易造成停播事故，對廣電系統(tǒng)的安全播出工作造成了嚴重威脅。因此，供電系統(tǒng)的安全對廣播電視的安全播出至關重要。

該文研究的播出用電屬于一級負荷，廣電系統(tǒng)一級負荷對供電電源系統(tǒng)的基本要求如下：采用2個或多個獨立電源供電；變配電室應具備電源自動互投(高壓或低壓)條件；對于特別重要的負荷必須配置應急電源；播出供電系統(tǒng)設備配置應在能保證播出的情況下可進行分路分段停電檢修。

2 廣播用電系統(tǒng)基本情況

電臺配電室目前對5個播出單位及辦公樓、居民樓等辦公生活用電供電。

2.1 高壓系統(tǒng)

配電系統(tǒng)高壓接入來自不同變電站的兩路外電，符合2個獨立電源供電要求。一路為一個負載1 600 kVA的變壓器出線柜；另一路為2個變壓器出線柜，各負載1臺800 kVA變壓器。

2.2 低壓系統(tǒng)

一路為專用線路，有1 600 kVA變壓器1臺，所帶負載為播出用電、辦公用中央空調(diào)機組用電、辦公用電及居民區(qū)部分生活用電等。

另一路為公共線路，有2臺800 kVA變壓器，所帶負載為播出用電、部分居民生活用電及辦公用電等。

2.3 備用電源

系統(tǒng)備用電源為2007年8月出廠自動啟動發(fā)電機THLV165PB-AN1臺和1993年6月出廠的6135AZD手動啟動發(fā)電機1臺，主要參數(shù)見表1。

表1 啟動發(fā)動機主要參數(shù)

型號功率/KW電壓/V頻率/HZ額定電流/A接線方式THLV165PB-AN16540050297.73相6135AZD12040050216.53相

配電室播出負荷為5個單位，播出備用發(fā)電機可以負載其中3個播出單位。由于發(fā)電機組配備較早，其他2個播出單位的播出負荷批準的時間滯后，發(fā)電機組的容量不能滿足所有播出負荷的要求。

3 廣播用電系統(tǒng)存在的問題

此單位廣播用電存在嚴重安全隱患，不符合國家對播出用電的相關規(guī)定，急需改造。主要問題如下：高壓不具有互為備用的工藝專用變壓器。低壓系統(tǒng)中沒有專用的工藝變壓器。不具備引自不同工藝專用變壓器的獨立低壓回路自備電源的容量不能完全滿足現(xiàn)有的播出用電負荷。

4 采取的對策

4.1 改造方案

根據(jù)現(xiàn)行的國家電力設計標準和上述問題，對照國家廣電總局62號令的要求，結合配電室的實際情況，需對廣播電力系統(tǒng)進行以下改造。

a. 高壓系統(tǒng)改造。增加變壓器出線柜，使播出用電高壓出線部分相對獨立。

b. 工藝電分離改造。增設專用的變壓器，將播出用電與辦公、居民用電分離。

c. 變壓器改造。變壓器增加低壓聯(lián)絡或高壓聯(lián)絡，使變壓器可以相互備用。

d. 低壓回路系統(tǒng)改造。使用專用低壓配電柜，使低壓從變壓器出線送往播出單位的供電線路成獨立回路。

4.2 改造措施

方案一：新建工藝電機房，放置新增的高壓變壓器出線柜。原高壓開關柜基本不動，原第一路變壓器出線柜和第二路1臺變壓器出線柜，作為開關柜向新建機房供電；新建機房每一路進線需要1臺進線柜，2臺變壓器出線柜，由新增的變壓器出線柜向新增的播出專用變壓器和原變壓器供電。此方案的缺點：高壓控制分布在2個機房內(nèi)。增加了變壓器出線柜，增加了故障路由和故障點，會影響播出用電的安全保障。給以后的停電操作帶來不便。對于操作員來說，越簡單、越容易掌握越好，越簡單越利于正確操作。給高壓設備的管理增加困難。一端操作另一端必須設專人值守，防止誤操作和有人誤進入帶電間隔。改造成本減少相對有限。

方案二：新增高壓變壓器出線柜放置在原高壓室內(nèi)，將原變壓器出線柜3臺全部撤出，更換5臺柜體的面板寬度比較小的新的KYN28(KZN-12)或XGT8或ABB或LKE變壓器出線柜。此方案要做異型高壓柜，對于異型柜的母線連接方式、異型柜的穩(wěn)定性和可靠性，都需要進一步考察咨詢，所以供電局用電監(jiān)察不建議使用此方案。

方案三：新增高壓變壓器出線柜放置在原高壓室內(nèi)，將原來的9面高壓開關柜全部拆除，更換11面柜體面板寬度較為小的新的XGT8或ABB或LKE變壓器出線柜，較之前新增兩面工藝電出線柜。新建工藝機房，放置互為備用的2臺工藝專用變壓器，12面工藝用電低壓柜，東西兩側各6面。經(jīng)過多方面綜合考慮，此種方法滿足工藝電分離、增設備用變壓器、有獨立回路等改造要求，且安全性更高、操作性更強、穩(wěn)定性和可靠性更好，最為合適，故采用此方案。

根據(jù)機房尺寸、柜體安全距離和柜體尺寸，備選變壓器出線柜見表2所示。

表2 備選變壓器參數(shù)

品牌型號尺寸/mm3KYN28(KZN-12)650(800)×1500×2300XGT8-12700×900×2300ABB550×1320×2200LKE650×1000×2200

ABB與LKE是國際知名品牌，質(zhì)量優(yōu)、信譽好，同時造價也高，超出項目預算；KYN28(KZN-12)為鎧裝中置式交流金屬封閉開關柜設備，是移動式高壓開關柜，移動開關柜主母線的插接會增加故障點；XGT8-12是箱型固定式戶內(nèi)交流金屬封閉式開關設備，針對播出安全保障、穩(wěn)定性、成本、實用方面等綜合考慮，最終選擇XGT8-12變壓器出線柜。

4.3 改造項目實施

4.3.1 高壓增容

原高壓配電室9面高壓開關柜全部拆除，更換11面XGT8-12箱型固定式戶內(nèi)交流金屬封閉式變壓器出線柜，新增的兩面工藝出線柜，為兩路高壓部分各增加一面，實現(xiàn)廣播專用工藝電高壓分離。

4.3.2 新建工藝電機房

在原配電室旁新建工藝電機房，新舊機房間鋪設電纜溝，使用阻燃的鎧裝交聯(lián)聚乙烯絕緣的高壓電纜，連接原配電室新增的工藝電高壓變壓器出線柜與新機房的工藝電專用變壓器。高壓開關柜操作電源及與后臺連接的信號線亦通過電纜溝連接。購置120LW空調(diào)2臺，對新建工藝電機房設備進行降溫，保障設備正常安全運行。

4.3.3 新工藝電機房設備配置

新工藝電機房配置工藝電專用變壓器2臺及低壓配電柜12面，實現(xiàn)工藝電分離；增設工藝電備用變壓器，形成從工藝電專用變壓器至工藝電低壓配電再至播出單位，獨立的工藝電低壓回路。

購置安裝的2臺SCB10-500 kVA變壓器,雙路供電一主一備，同時供電同時使用。

配置低壓配電柜12面，其中工藝電低壓總盤2面、低壓補償柜2面、低壓聯(lián)絡柜1面、雙電源互投柜2面、饋電輸出柜5面。微機后臺控制系統(tǒng)1套，對工藝用電系統(tǒng)實現(xiàn)在線監(jiān)測。新增變壓器中性點工作接地裝置，與舊的變壓器接地線并接使用，增加變壓器中性點接地的可靠性和穩(wěn)定性，更好的保障播出用電安全。

在低壓總盤預留630 kVA移動發(fā)電車接口，用來滿足雙路外電同時停電時，外接供電公司的移動發(fā)電車，可以對現(xiàn)有的所有播出設備提供應急供電。配置互鎖機構，可避免與外電沖突，以保證供電安全。

低壓聯(lián)絡柜，用來完成引自兩路不同外電的變壓器相互備用。播出專用變壓器的相互備用由封閉母線連接實現(xiàn)。配置互鎖機構，避免與外電沖突，以保證安全。

雙電源互投柜為現(xiàn)有165 kVA自啟發(fā)電機預留接口一處，當兩路外電中一路故障停電時，自啟發(fā)電機自動啟動，通過聯(lián)絡互鎖機構自動投切至停電線路，作為備用電源使用。配置互鎖機構，可避免與外電沖突，以保證安全。

兩路低壓饋電輸出柜中，都設有雙電源切換裝置ALE，可實現(xiàn)兩路外電的互投，以保障監(jiān)測臺和無線傳媒一主一備播出用電，當一路市電出現(xiàn)故障時，自動切換至另一路市電，實現(xiàn)市電與市電的相互切換。

4.3.4 質(zhì)量標準

選用國內(nèi)外知名品牌并符合方案設計要求。符合現(xiàn)行的國家電力標準和規(guī)范，符合現(xiàn)行的國家廣播電視行業(yè)標準和規(guī)范。電氣裝置安裝工程參照電氣設備交接試驗標準GB 5015-2006；低壓電器施工及驗收規(guī)范GB 50254-2013。嚴格遵守各項安全制度。

4.3 配電系統(tǒng)技術參數(shù)

配電系統(tǒng)高壓柜型號為XGT8，符合GB 3906，IEC 298 并滿足DL 401. 402. 403. 404,達到“五防”閉鎖要求，額定電壓12 kV，額定電流1 250 A，額定熱穩(wěn)定電流31.5 kA，控制電壓220 V，真空斷路器型號為VS1-12/1250-31.5 kA；低壓柜型號MNS3.0原裝柜，額定頻率50 Hz，額定電流1 000 A，電纜型號ZR-YJV22-3X240/10，符合質(zhì)量保證體系ISO 9001認證、全國工業(yè)品生產(chǎn)許可證、有消防產(chǎn)品安全認證、3C認證；變壓器型號SCB10-500/10，接線方式三相，額定容量500 kVA，額定頻率50 Hz，外殼防護等級IP20，絕緣等級F。

5 改造效果

5.1 改造后的設備供電方式

a. 高壓部分。新增2臺變壓器出線柜，負責給播出專用變壓器供電，實現(xiàn)工藝電高壓分離。

b. 播出專用變壓器放置于新建工藝電機房，新工藝機房只設播出配電設備，只對播出單位供電。

5.2 改造后的設備運行方式

a. 2臺播出專用變壓器互為備用。當1臺發(fā)生故障或由高壓變壓器出線柜引至播出專用變壓器的電纜出現(xiàn)故障時，通過連鎖開關和封閉母線可實現(xiàn)兩臺播出專用變壓器相互備用。

b. 165 kW發(fā)電機為臺播出備用電源，在兩路市電中的一路發(fā)生故障時，可自動啟動，作為播出備用電源。

c. 630 kW移動發(fā)電車的接口，保障自備發(fā)電機組故障時，由供電局的移動發(fā)電車接入，負載現(xiàn)在的所有播出負荷并保障播出負荷正常運行。

6 結束語

廣播電力系統(tǒng)改造后，工藝電接入兩路外電，滿足兩路高壓外線進電要求，其中一路為專線，當一路外電發(fā)生故障時，可自動或手動切換，且線路上不再并接其他單位的用電，實現(xiàn)高壓工藝電分離。對應高壓外線有2臺專用工藝變壓器，同時供電，同時使用。單路市電停電時，每單臺變壓器可帶全部工藝負荷。播出供電系統(tǒng)設備配置能在保證播出的情況下可進行分路分段停電檢修，并配置了應急電源。低壓工藝用電也實現(xiàn)了獨立回路的配置要求。廣播電力系統(tǒng)經(jīng)過工藝電分離改造后，具備更規(guī)范、科學、安全的設備配置和管理，為廣播安全播出提供更有力的保障。

Reformation Project Design and Implement of Broadcast Electric System

Zhang Beibei

(Hebei Broadcast Television Station,Shijiazhuang 050021，China)

This paper introduces the operation conditions of electric power room in broadcast and television system,and on the base of analysis and summarize on the existing system,points out the problems and proposes the reformation project,and presents the important sense.

broadcast and television system;transformer;first load

TM727.4

A

1001-9898(2017)05-0059-04

本文責任編輯：丁 力