小功率广播电视发射台站不间断自动化供电的实现方法

杨建国

小功率广播电视发射机作为地（州）及县广播电视节目的最后传输环节，在广播电视节目的有效覆盖工作中，有着十分重要的作用，担负着把党的方针政策传到千家万户的任务。在广播电视节目的播出管理工作中，广播电视节目对高质量、不间断播出有着非常严格的规定，实现“零”停播是各广播电视发射台站的总工作目标。在实际工作中，由于发射台站的供电质量得不到有效的保障，因外电原因造成的停播事故时有发生，不仅影响各广播电视台站的安全播出，恶劣的供电环境还直接损坏发射机设备，造成直接的经济损失。我们只要实现各台站供配电系统的自动化和智能化，实现发射机的安全、稳定及高质量的供电，达到各供电线路之间的“零”间隙切换，才能彻底避免因供电不稳造成的停播事故及设备损坏。

1 小功率发射台供配电情况分析

小功率发射台站的供电系统一般包括以下3个供电源。①主供电线路：较为稳定的供电线路，该线路是发射机的主要供电线路。②备路供电线路：该供电线路是完全独立于主供电线路的第二路供电线路。③自备发电机：是能够满足发射机供电要求，符合发射机用电技术要求的发电设备。

供电系统自动化实现的功能：在外线停电的时候保证发射机的零停播，给发射机提供稳定的不间断电能。

由于发射台站现有的供配电系统大部分具备主备供电线路的自动切换和发电机的自动启动功能。这些功能只能实现发射机供电线路的自动切换要求，无法实现广播发射的“零”停播要求。原因很简单，用一般的机械开关实现贮备线路的切换需要一些时间，特别是主、备供电线路同时停电的，启动发电机恢复发射机的正常播出需要更长的时间。所以我们要实现各供电线路之间的“零”间隙切换，必须增加一个满足发射机短时间供电要求的不间断供电设备，即能满足发射机供电功率的蓄电池组及大功率逆变器设备组成不间断电源（UPS），再通过相应的监测、控制执行模块可实现各供电线路之间的“零”间隙切换。

2 小功率发射台供配电系统的自动化思路

实现小功率发射台供配电系统的自动化，首先我们对主、备供电线路的供电状态及供电质量进行实时监测分析，判断主备供电线路的供电状态和供电质量。其次，实现发电机快速启动及其工作状态的实时监测判断，再次配备一套能带动台站所有发射机的不间断电源电源（UPS）。最后，利用嵌入式监控系统实现根据供电情况自动“零”间隙实现各供电源之间的自动切换。

（1）主、备供电线路工作状态的实时监测模块，如图1所示：对主、备供电线路电压、电流、三相电平衡情况、供电线路的电路电缆的表面温度、变压器的表面温度等参数进行实时采样，以上参数出现异态时，发出主路、备路或主备路供电线路出现异态申请。

图1 主、备供电线路工作状态的实时监测模块

（2）发电机监测控制模块：该模块主要完成发电机的启动、关闭及工作状态的监测任务。

（3）大功率不间断电源模块：主要由蓄电池组及大功率逆变器组成。完成自动投入式垫补各电源切换时的短时间停电，保证发射机在外电供电线路切换或启动发电机过程中的，连续不间断播出

3 自动化功能的实现

嵌入式多路供电状态监测及切换模块是该系统的核心，它主要完成主路供电线路、备路供电线路、发电机供电线路及大功率UPS供电线路之间的无缝隙自动调度，保证发生外电故障时的发射机的正常播出，如图2所示。

图2 多电源之间的无间隙自动切换模块的连接方框图

工作过程：平时循环监测主、备路及大功率不间断供电线路的工作状态，当主路供电线路发生故障而备路供电线路供电正常时，快速切换到备路供电线路上供电；当主、备供电线路都发生故障时，系统快速接通到大功率不间断供电线路上保证供电的同时，启动发电机，发电机正常供电以后，再快速接通到发电机供电线路中，再继续判断主、备供电线路的供电状态。一旦主、备路供电恢复正常、立即快速切换到主路供电线路或备路供电线路输出（主路供电线路优先，快速切换开关的切换速度在0.2 s以内）。再关闭发电机。