高山台站电力供给系统优化改造

王兴虎

高山台站电力供给系统优化改造

王兴虎

（作者单位：六盘山电视调频转播台）

本文首先分析了高山台站殊环境下对配电设备运行安全影响因素，阐述了高海拔环境配电设备选用维护注意事项。列举了电力供给系统实例。

高海拔；电力供给；配电设备；避雷设施；技术改造措施

1　高海拔环境对配电设备的影响

低压配电系统海拔在2000 m以上，高压配电系统海拔在1000 m以上的地区统称为高海拔地区。下面是高海拔地区环境的影响因素。

1.1气压的影响

试验表明，海拔每升高1000m，平均气压则降低7.7～10.5kPa，外绝缘强度降低8～13%；以空气作为绝缘介质柜内各相导体间及对地电气间隙击穿电压下降。

在不同海拔海拔高度，常用电压等级净距如表1（单位：mm）。

表1

通常情况下中压开关柜外形均应增加以满足空气间隙的要求。如KYN28-12柜，在海拔1000m以下选用800mm宽柜型时，在海拔2000～3000m时必须选用1000mm宽柜型。当开关柜的外形尺寸受实际条件的限制无法增加时，应采用复合绝缘，复合绝缘的空气距离建议按表2选取。（单位：mm）

表2

1.2空气温度的影响

环境温度对开关柜中一、二次元器件（如断路器等）的可靠性有一定的影响，必要时要经过低温试验来验证产品的性能。传动组件的润滑方式必须满足低温环境的要求。对于电缆、铜排等导体一般进行产品设计时可不考虑高海拔对温升的影响。较大的温度变化使环氧树脂浇注的产品，如电流电压互感器、绝缘件等容易变形、龟裂，密封结构容易破裂。

1.3空气湿度的影响

高、低压成套开关柜在湿度较高的环境中如果接触到腐蚀性气体会转化为强酸，腐蚀开关柜的电路部分，改变导线的化学性质和物理性质，触点的传导性等，会使裸铜母线的颜色变化，母线接合点的导电率降低，从而导致过热。如果是一次线路出现问题，将出现温升过热，接地故障等事故；如果是二次线路出现问题，出现误分，误合或拒动作或误报等等缺陷，直接影响产品的运行功能，破坏供电系统的稳定性。结构零件的腐蚀也会直接或间接影响产品的性能，尤其一些承担动热稳定性的应力的结构零件，如母线横梁等，导致结构强度不够，最后影响成套开关设备的性能，如耐受短路强度等等；柜体结构紧固件的腐蚀也是常见现象，紧固件的腐蚀将直接影响到结构的强度。

2　高海拔环境配电设备选用维护注意事项

在配电产品设计及维护时必须考虑到以上环境因素对配电设备的影响。

第一，中压开关柜内的断路器、电流互感器、穿墙套管、绝缘子、接地开关等元器件选用时其外形尺寸必须按照海拔高度进行修正，对于导体进行外敷绝缘材料也必须满足海拔高度要求，平时维护保养时特别注意绝缘件是否出现龟裂等现象，一旦出现必须进行维护和更换，导体若有发黑发蓝现象一般都是导体搭接面接触不良引起的过热，需要时时监测重点部位的温升，尤其是母线与断路器、母线与电缆连接处的温升，因为一旦这些地方温升过高会导致绝缘老化而引起短路或断路等严重事故。定时监测中压柜内安装的温湿度控制器，防止柜内出现凝露现象。二次回路也要定期进行巡查，以防止出现腐蚀导致的虚接及其它状况发生。

第二，当维护更换低压开关柜内的低压电器产品时，一般需要降容使用，对于使用说明书没有高海拔降容说明的低压电器的额定电流值可以保持不变，对于连续工作的大发热量电器，可适当降低电源等级使用。对于在使用说明书中有明确说明的，按说明书降容选用。更换维修低压电器时，特别注意元器件的进出线方向，否则易出现故障。

3　电力供给系统实例

六盘山电视调频转播台的电力供给系统由10kV高压外电线路、地埋10kV铠装电缆、变压器室、低压配电室、避雷网等设施组成。

3.110kV高压外电线路、地埋10kV铠装电缆

六盘山电视调频转播台建台初期是由柴油发电机供电的，之后通过电力部门架设了三路10kV高压供电线路，配备的额定容量35kVA的变压器，线路维护由六盘山电视调频转播台负责。由于高山台站自然环境十分恶劣，风雪冰雨特别是冬天的冰凌时常造成线路拉断、杆基塌方、电线杆杆斜、横担移位、绝缘瓷瓶短路等现象。因此，维护人员借鉴供电部门的规定结合实际环境逐渐摸索出一套可行办法：转角杆、横跨杆是双杆，拉线外多内少外紧内松，有些杆基水泥浇筑保证基础牢固，线路松紧适中，跌落保险要防风数量少，高压线路用的线改用高强度的、带绝缘护套的电缆线，保证森林防火的安全。地埋10kV铠装电缆按要求深度埋，要有保护电缆的套管和防雷措施以提高其安全性。

3.2变压器室和低压配电室

3条近千米10kV铠装电缆地埋引入变压器室，经高压隔离开关到变压器，变压器室更新安装2台变压器，其容量为315kVA。经变压380V后两路电源采用单母线分段接线，中间设自动切换联络开关，互为备用，接至低压配电室专用配电柜送给各发射设备及其他生活等用电。

3.3避雷设施

由于六盘山电视调频转播台地处高山顶峰，地质复杂雷击现象特别严重，所以避雷设施就很重要。首先在雷电的防护中应采取以下措施：①利用发射铁塔地网尽可能扩大保护范围；②联通接地网安全快速泄放雷电电流；③用避雷器进行多级保护；④进行等电位连接消除电位差。通常防雷接地的接地电阻是10Ω，实际有弱电设备的防雷都要求4Ω 或1Ω的接地电阻。六盘山台的地理位置及环境相对复杂，对其安全性及对环境的影响性要求严格，因此在设计及使用维护过程中需要采取相应的措施，以满足要求。综合上述避雷网等设施按一类防雷建筑物设置防雷系统接地电阻要求小于1Ω，实际测量是0.68Ω。

3.4配电系统

不论机房用电还是生活等用电，电力供给直接影响通信质量，严重时还会造成播出中断危及设备和人身安全。配电系统其实就是给各种发射设备的电力供应分配系统由最初的简单散乱到现在的合理优化布局，三相均流供电。配电系统的改进要考虑到以下几个原则：①充分考虑变压器、母线排、线路和断路器承受的负荷，不能过载运行；②尽量三相负荷相当均流供电，以免给供电系统带来隐患；③杜绝负荷串联式连接，杜绝连接点松动打火烧设备；④供电电源有主路电流和备路电流供电，不使用继电器控制开关，使用闸刀控制开关；⑤严禁随意串接插销板电源。综合上述，按照广电局62号令中对供电的要求，配电室于2014年进行改扩建工程，供配电采用三路10kV高压供电线路，低压两路电源采用单母线分段接线，中间设自动切换联络开关，互为备用。主要用电负荷为：电视、调频发射机房、风机房、微波机房、值班监控室的设备用电为一级负荷中的特别重要负荷，用主路供电电源；生活用电、应急照明、供暖用电、其他设备等用电为一级负荷，用备路供电电源。一路电源停电另一路电源通过中间自动切换联络开关保证供电正常。

4　结语

从上面的论述中，得出下面几点结论：①明白了特殊环境对配电设备运行安全的影响因素；②必须改变原有“重”发射机改造，“轻”配电系统更新改造的思维，供电系统出问题，所有机器都停播；③电力供给与保障由强电和弱电两部分组成，二者都应充分重视，不能厚此薄彼；④电力供给与保障离不开定期检测避雷设施的接地电阻，它关系到人员与设备的安全；⑤坚持预防为主，平时定期按要求检查，从细节处着手，常抓不懈，做到防患于未然，保证供电用电的安全。

王兴虎，无线电高级工程师，从事广播电视发射工作20多年，具有较丰富的实践经验。