發(fā)信臺電源優(yōu)化方案的思考

陳衛(wèi)文 林智堅

摘 要：本文通過對汕頭海岸電臺及發(fā)信臺目前供電的現(xiàn)狀進行分析，得出目前供電系統(tǒng)存在的問題及缺陷，提出優(yōu)化和解決的辦法，確保發(fā)信臺遇險應(yīng)急通信能夠得到更為可靠的供電保障。

關(guān)鍵詞：發(fā)信臺 電源供給 發(fā)電機 UPS

1.汕頭海岸電臺發(fā)信臺供電系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問題

汕頭海岸電臺目前承擔(dān)著覆蓋范圍內(nèi)A1、A2海區(qū)的遇險、緊急、安全、日常海上無線電通信等功能，是為履行國際海事組織（IMO）公約而建設(shè)起來的集近、中、遠距離水上無線電通信功能的船岸無線電通信系統(tǒng)，涵蓋了HF/MF/VHF等頻段，具備了SSB/FM無線電話和NBDP/ DSC無線電報等功能，承擔(dān)著船舶遇險報警、安全通信、海上安全信息播發(fā)等任務(wù)，是船舶航行安全必不可少的一套通信保障系統(tǒng)，它包括了收信臺、發(fā)信臺和無線電話臺，其中收信臺和無線電話臺位于汕頭海事局辦公大樓，與汕頭海事搜尋救助分中心同址，由市電、應(yīng)急發(fā)電機及1臺48KVA APC英飛系列UPS供電，電力供應(yīng)情況可靠穩(wěn)定。

汕頭海岸電臺發(fā)信臺現(xiàn)位于汕頭保稅區(qū)，主要設(shè)備有3臺1Kw中/高頻發(fā)射機，承擔(dān)海岸電臺中/高頻電報和電話的發(fā)射任務(wù)，用電功率較大。汕頭保稅區(qū)遠離中心城區(qū)，地理位置比較偏僻，經(jīng)濟發(fā)展相對滯后，導(dǎo)致保稅區(qū)內(nèi)市電供應(yīng)不穩(wěn)，停電時有發(fā)生，并且電壓波動較大。發(fā)型臺目前主要由市電供電，同時輔以一臺30kW柴油發(fā)電機組以及低壓配電柜1臺，當(dāng)應(yīng)急發(fā)電機檢測市電斷電時，立即啟動發(fā)電，通過穩(wěn)壓器進行送電。由于汕頭由于應(yīng)急發(fā)電機屬于內(nèi)燃機發(fā)電，一旦市電斷電而發(fā)電機突發(fā)故障無法及時啟動，會導(dǎo)致發(fā)信機無法工作，使整個汕頭搜救區(qū)的DSC報警系統(tǒng)癱瘓，后果不堪設(shè)想。

2.供電系統(tǒng)完善的構(gòu)想設(shè)計

為了確保DSC報警系統(tǒng)全天候的工作，從應(yīng)急通信的層面為海上的救助提供堅強的保障，履行國家賦予海岸電臺的重要職責(zé)，對海岸電臺的供電系統(tǒng)重新的規(guī)劃改造成為必要，主要是徹底完善發(fā)信臺的應(yīng)急供電系統(tǒng)，達到萬無一失。設(shè)計構(gòu)想是配套兩個應(yīng)急電源供電，當(dāng)一個電源發(fā)生故障時，另外一個電源不應(yīng)同時受到損壞。為了保證系統(tǒng)正常運行，設(shè)計的方案是在發(fā)信臺保留原來的柴油發(fā)電機等供配電設(shè)備，增加配置UPS，具體配置見表1。

2.1 UPS配置

UPS的配置應(yīng)根據(jù)發(fā)信臺設(shè)備的用電功率以結(jié)合其他因素做精確計算后進行配置，經(jīng)統(tǒng)計，目前發(fā)信臺正在運行的設(shè)備及所需功率如表2。

由表2可以得知，發(fā)信臺供電功率7KW，取功率因數(shù)為0.8，則所需UPS的視在功率為8.75KVA，結(jié)合產(chǎn)品的實際參數(shù)，應(yīng)配備UPS的視在功率為10KVA。另外，根據(jù)觀察，近三年來發(fā)信臺的最長停電時間為4小時，為確保UPS具有充分的后備時間，本方案擬將后備時間增加到5小時配置。

2.2 UPS電池配置

U P S電池的配置按如下公式計算：

C=（P*T）/（Vbat*η*K）

其中：C為蓄電池容量，單位為（Ah）；P為UPS的輸出功率，單位為（W）：T為后備時間，單位為（h）；Vbat為電池組電壓（本方案選配UPS電源的直流工作電壓為240V），；η為UPS電池逆變效率（本方案取0.94）；K為電池放電效率，按表3對應(yīng)選?。?/p>

由前述可知：P=7000W、T=5h。另外，由于后備時間為5小時，對應(yīng)表3，K取0.9

所以C = （ P * T ） / （ V b a t *η*K）=7000*5/240*0.94*0.9=172.07 Ah，因此，應(yīng)選取12V，100Ah電池2組，數(shù)量m=2*240/12=40（個）

2.3 系統(tǒng)的完善方案

應(yīng)急發(fā)電機和UPS相結(jié)合的應(yīng)急供電系統(tǒng)其構(gòu)想就是將UPS作為儲能設(shè)備，當(dāng)市電停電時，由UPS直接供電，通過對UPS儲能電池SOC（SOC全稱是State of Charge，荷電狀態(tài)，也稱剩余電量，代表的是電池使用一段時間或長期擱置不用后的剩余容量與其完全充電狀態(tài)的容量的比值常用百分?jǐn)?shù)表示。其取值范圍為0-1，當(dāng)soc=0時表示電池放電完全，當(dāng)soc=1是表示電池完全充滿。）進行實時監(jiān)測，當(dāng)電池SOC低于50%時，應(yīng)急發(fā)電機自動啟動向UPS的儲能電池進行充電，UPS正常進行供電。當(dāng)UPS處在待機狀態(tài)時，電池SOC低于正常值時，應(yīng)急發(fā)電機自動啟動對儲能電池進行充電，使儲能電池的SOC始終處于高位。

從消防安全的角度考慮，防止發(fā)電機和UPS因火災(zāi)同時失去功能，油機房需在院內(nèi)單獨建設(shè)，距辦公樓≥20m，對不能滿足該條件的站點，可以根據(jù)現(xiàn)有條件安排，但油機房應(yīng)做防噪音處理。

基本步驟如圖1。

3.供電設(shè)備的監(jiān)控

3.1 UPS監(jiān)控

對UPS的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測管理，但不對UPS進行控制。通過UPS自帶的智能通訊接口和相應(yīng)的通訊協(xié)議內(nèi)容，實時顯示并保存UPS的運行參數(shù)、運行狀態(tài)，儲能電池soc參數(shù)及報警信息進行實時監(jiān)測；能用直觀的圖形來指示UPS的運行狀態(tài)。實時判斷UPS的部件是否發(fā)生報警，當(dāng)UPS的某部件發(fā)生故障或越限時，監(jiān)控主系統(tǒng)發(fā)出報警。

3.2 柴油發(fā)電機監(jiān)測

實時監(jiān)測柴油發(fā)電機的運行狀態(tài)、報警信息及運行參數(shù)，并對柴油發(fā)電機的輸出電源的質(zhì)量進行監(jiān)測。在動力機房室，通過發(fā)電機廠家提供的專用智能通訊接口，及相應(yīng)的通訊協(xié)議，軟件工程師將根據(jù)此編集驅(qū)動，導(dǎo)入系統(tǒng)平臺進行實時監(jiān)測；實時地監(jiān)視柴油機的起停狀態(tài)，各相電壓，電流，頻率等參數(shù)進行監(jiān)測。

4.結(jié)束語

綜上所述，DSC系統(tǒng)的不間斷工作，是為船舶安全航行提供保障，在緊急和遇險的關(guān)鍵時刻能充分發(fā)揮“順風(fēng)耳”的作用，所謂“練兵千日用兵一時”，產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益，發(fā)信機應(yīng)急供電系統(tǒng)的有效正常起到十分顯著的作用，因此確保應(yīng)急電源的有效性顯得極其重要，希望本文的分析能為此提供參考。

參考文獻：

[1]（海岸電臺總體及工藝設(shè)計規(guī)范）（STJ/ T341-96）.