远山台站供电系统浅析

崔军

摘 要：经济的快速发展带动了民航运输业的发展，空管系统为越来越多的航班提供空中交通管理服务。要想安全、顺畅地完成空管服务，就需要以可靠的设备保障为基础。空管监视和通信保障设备的正常运行在一定程度上取决于供电的可靠性。以某山雷达站为例，简要分析了远山台站供电系统的相关内容，并为供电系统提出了几点维护建议，与相关工作人员分享经验。

关键词：空管系统；对空通信；UPS；远山台站

中图分类号：TM732 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.12.119

对于空管系统来说，为了扩大覆盖空域，需要建设多个远山台站用于安装更多的监视雷达，对空域进行全覆盖，消除雷达之间的盲区和本身的顶空盲区，并且在雷达站安装甚高频对空通信设备，为飞机提供全方位的对空通信服务，以确保飞行安全。因此，空管远山台站建设尤为重要。其中，最基础的也是最重要的就是台站供电系统。下面，笔者以某山雷达站供电系统为例，简要介绍了远山台站的供电配置。

1 概况

某山雷达站位于山区，周围数公里之内荒无人烟。多年来，它主要作为林场观察哨所使用，没有稳定的市电提供。要想在此建设民航空管雷达站和甚高频站，首先要解决的就是供电问题，严格遵守民用航空台站建设的供电要求。某山雷达站现装有S模式INDRA IRS-20MP/L二次监视雷达、PAE VHF十二信道和OTE VHF四信道对空通信系统、微波及光缆传输系统、视频安防监控等设备。随着飞行流量的增加，所属雷达及甚高频设备已经成为管制部门使用的主用系统，此站越来越重要。某山雷达站设计为无技术人员值守的远山台站，因此，供电系统的建设尤为重要。该雷达站接有两路市电，即北郊供电和南

郊供电，分别经过十几千米电杆架设，送来的两路11 kVA高压电经过高低压转换，降为标准三相电作为设备的市电输入。

2 供电系统框图

某山雷达站的供电方式主要分为以下几类，它们之间并非简单的上下级关系：①市电输入，分为北郊供电和南郊供电；②80 kW柴油发电机组供电；③UPS不间断电源供电，包括2组UPS；④24 V和48 V直流电源柜供电。该雷达站的供电情况如图1所示。

图1为某山雷达站供电框图，北郊和南郊两路11 kVA的高压电经变电站分别送至配电间高低压转换柜，转换为380 V的三相电，分别进入市电进线控制柜，然后再到联络柜。联络柜的作用是使两路市电互为冗余，形成市电的双重保护。从联络柜输出后，一路市电至低压配电柜，与柴油发电机组输出共同作为油机市电互投柜的输入送至 UPS-A；另外一路市电首先与柴油发电机组输出共同作为另一路油机互投柜的输入，再经由低压输出柜后送至UPS-B。至此，外部供电全部完成。此处，柴油发电机组由2台80 kW的冗余组成，2台机组互为主备，经逻辑输出柜后送至两路油机互投。由图1可知，2路UPS供电互为冗余，共同送至雷达机房配电柜，任何一台UPS故障都不会导致设备供电中断，它能够为所属的INDRA二次雷达、VHF设备、传输、视频监控和其他设备供电。24 V和48 V的直流供电也是首先由UPS提供的，经过专门的直流供电柜为VHF和传输系统提供备用的直流电。

3 不间断电源配置和柴油发电机组

不间断电源简称“UPS”，它是由变流器、开关和储能装置构成的。在市电输入故障时，它用以维持负载供电的连续性。作为交流电源与设备之间的接口，它具有两路电源之间不间断的相互切换和保护功能。某山雷达站采用在线式（On-Line）UPS，基本组成为整流器＼充电器、逆变器、静态旁路开关、手动维修旁路开关和电池组。当UPS正常运行时，交流输入为负载供电，为电池组充电。储能供电和恢复运行方式是在交流输入中断后，也就是我们常说的UPS供电。UPS只有在内部故障、电流尖峰和人工停止状态下才会选择旁路工作方式。在对UPS进行故障检修时，在选取维修方式时要注意，此时的负载供电不受保护。某山雷达站配备了2台不间断电源（UPS-A和UPS-B），采取的是并联冗余连接方式。在正常状态下，它们各自负担50%的负载运行，任何一台UPS故障都不会影响终端负载设备的正常运行。

某山雷达站并联安装2台80 kW的柴油发电机组，在2台机组的公共端安装有逻辑柜。其作用是，当市电中断时，为主用发电机下达启动指令；当主用发电机柴油耗尽后，启动备用发电机，逻辑转换可以设置为自动或人工。通常情况下，为了保证供电正常，逻辑柜的设置采用自动的方式。

4 直流供电配置

根据设备的需要，采用2种规格的输出电压，即24 V和-48 V。24 V直流电供给对空通信设备，以保证在市电中断、油机故障、UPS电池供电耗尽或发生故障的极端情况下，对空通信设备依然可用，为管制提供不间断的对空通信服务；而-48 V直流电供给备用路的传输设备，比如PCM-B、倒换设备、微波备用电源等。由于主用路采用常规UPS供电，当发生上述极端情况时，主用路已经失去功能，而备用路在直流供电条件下可以坚持数个小时，完全可以坚持到极端情况排除。直流供电柜采用模块化设计、组合式结构，由整流器、监控屏、交直流配电、机柜和电池组等组成，带通信接口RS232C或TCP/IP（RJ45）接口，能够实现本地集中监控和远距离监控。三相交流电经过交流配电为12台整流器供电（根据负载配置不同数量），整流器把交流电变为稳定的直流电，所有整流器输出并联，通过分流器、熔断器与电池并联，同时，由直流配电分配给直流负载。

5 供电系统维护

某山雷达站自2012年投入运行以来，现有供电系统能够满足远山通信台站的设备要求，仅在2015年对供电系统进行过一次改造，原因是改造前的A路供电未安装油机市电互投柜（如图1所示），导致市电双路中断后油机不能为UPS-A供电。如果出现这种情况的时间过长，待UPS-A电池组放干后，UPS-A会自我保护，停止供电。这样做，虽然不会影响通信设备的正常工作，但是，长期以往，会导致电池损坏。因此，要改造加装A路油机互投柜，保证UPS和设备能够正常工作。下面总结几点供电系统的日常维护经验，希望能为同仁提供帮助。

5.1 空开断路器的选择和避雷

空开在配电系统中是非常关键的器件。在工作过程中，首先要区分断路器是交流空开还是直流空开，要关注其额定电流、额定电压、限流等级、分断能力和脱扣特性等重要指标参数。大部分的小型空开都具有过载与短路双重保护功能，一般还兼有隔离功能。因此，在选择空开时，不仅要考虑本级的需求，还要考虑供电路径中上下级的关系。上下级空开必须考虑选择性保护，如果不符合要求，就会导致故障扩大化。另外，还要安装空开避雷器，防止雷击引发的故障。

5.2 雷雨季节的防雷措施

远山台站多处于地势较高的地方，因此，在雷雨季节，雷雨对供电系统的影响十分突出。在雷雨天气，通常会人为关断南郊、北郊供电，阻止雷电流从市电路传入机房导致设备故障。

5.3 UPS的检查

在检查UPS时，要从功能、目的出发，即提供不间断的电源，每年换季维护都要对电池组进行放电测试，模拟实际场景，直接断掉UPS的输入，而非机内电池测试。UPS作为空管保障的设备之一，要保证其工作环境。对于此类电源设备的检查，要实时关注风扇工作是否正常，以保证机内的工作温度，使用红外测温仪对所有电源设备，包括空开等进行测温检测，以此消除电路异常和短路的情况。

5.4 柴油发电机组的检查

某山雷达站周检都要进行启动检查，在极端气候条件下，这项工作尤为重要。它能保证油机随时启动。另外，要严格按照厂家的要求更换机油、机滤，加强对启动电瓶和防冻液的检查，每隔2年更换一次防冻液。

6 结束语

对于远山台站来说，供电系统不仅要考虑不间断电源、柴油发电机组、直流配电柜等大型设备的选择情况，看其是否能够满足通信保障的要求，还要检查空开断路器、避雷器、电缆等细节，任何异常都可能会给供电系统带来的致命故障，影响通信保障。供电系统是一个全面的综合性保障体系，设计出发点绝不能单纯放在系统中的某一点，而是应该通盘考虑，以通信保障为最终目的。

参考文献

[1]中国民用航空总局空中交通管理局，中国民用航空总局第二研究所.MH/T 4003—1996 航空无线电导航台和空中交通管制雷达站设置场地规范[S].北京：中国民航出版社，1996.

〔编辑：白洁〕