3kW中波发射机三相交流电源故障分析

欧阳志铭

福建省广播电视传输发射中心五〇一台 福建省 漳州市 363000

引 言

笔者所在台站采用的是上海明珠厂生产的TS-03C 3kW全固态PDM中波广播发射机。TS-03C 3kW全固态PDM中波发射机有三种供电电压监测电路，分别是三相交流电源监测电路、低压整流电源监测电路及主整流电源监测电路。其中三相交流电源监测电路的监测对象是外部交流供电三相380V的线电压，当发射机工作中三相交流电异常，则发射机会电源封锁关机。

1 电路原理

1.1 三相交流电源

全固态中波发射机只能在允许的电源电压和工作频率变化范围内正常运行并实施正确的保护措施。若超出正常范围，保护电路无法正常反应，就确保不了发射机的安全工作。发射机正常工作电源电压范围一般在额定值的±10%左右，超出这个范围，发射机就会实施保护性关机，所以外电要先经过自动补偿式电力稳压器稳压后再送到发射机，从而满足发射机的工作要求，保证发射机及其他设备安全可靠地工作。

中波发射台的电源是由市电或柴油发电机发电（备用电源）经过电力稳压器稳压再通过配电柜送到各个发射机，是交流380V三相四线。三相交流电是由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120°角的交流电路组成的电力系统。

相电压指每根火线与地线间的电压，其有效值用UA、UB、UC表示，正常情况UA=UB=UC=220V；线电压指火线间的电压，其有效值用UAB、UBC、UCA表示，正常情况UAB=UBC=UCA=380V。因为三相交流电源的三个线圈产生的交流电压相位相差120°，三个线圈作星形连接时，线电压等于相电压的根号3倍。日常电路讲的电压380V是三相四线制供电时的线电压，220V是三相四线制供电时的线电压的相电压。

1.2 三相交流电源采样电路

三相交流电源采样电路（TS-03C3kW全固态PDM中波发射机的8A1B板）如图1所示，ab、bc、ca三个线电压经过降压、整流、滤波、分压后取得样值电压，输出到三相交流电源监测电路。在外电为380V时，样值电压约为9V的直流电平，三相的三个样值电压均为相同，再经过三相交流监测电路如图2中的1kΩ的电阻和25kΩ的电位器调整为6V的直流电平。

图1 三相交流电源采样电路图

1.3 三相交流电源监测电路

TS-03C 3kW全固态PDM中波发射机的控制监测器中，电源检测电路分为三相交流电源检测电路、低压整流电源检测电路和主整电源检测电路。这三种电路分别检测三种供电电压，当电压超限，则发出故障保护指令和报警信号，以保证设备安全。其中三相交流电源检测电路对外部交流供电三相380V的线电压进行检测。

三相交流电源监测电路输入的三个样值电压来自三相交流电源采样电路。三个样值电压分别由隔离二极管送到上限电压比较器U101A；由隔离电阻送到下限电压比较器U101C。低功耗电压比较器LM339和外围元器件构成反馈通路具有方向性的迟滞电压比较强。U101A用于上限电压监测，上限电压为6.9V，三个样值电压分别经D101、D102、D103三个二极管后并接在一起，输入到U101A的反相输入端，这样电压高的采样电压就接入比较器的反相端。U101C用于下限电压监测，下限电压为5.1V，三个采样电压分别经R104、R105、R106三个100K电阻后并接到U101C的同相输入端，这三个电阻构成求平均值电路，即U101C的同相端的电压值是三个采样电压的平均值。因为被监测的基准电压设定为6V，而上限电压为6.9V，下限电压为5.1V，所以发射机的三相电源电压的允许变化范围为380（1±15%）V。如图2所示。

图2 三相交流电源监测电路图

当三相交流电压在380（1±15%）V范围内时，两个电压比较器都输出高电平，“交流正常-P”为高电平，“380V”LED绿灯亮。“交流报警-X”和主电源封锁也为高电平。当三相交流电源电压或者某一相电源电压超过设定的上下限电压时，U101A或U101C的输出为低电平，使得U116A输出低电平。U120C为低电平，使主电源封锁。U124B、U108输出低电平，“交流报警-X”为低电平。U111“交流故障-P”为低电平使控制监控器面板上的“380V”LED红灯亮。

无论是上限超限还是下限超限后，当电压恢复到380（1±15%）V范围内时，检测电路没有马上给出电源正常信号，只有当交流电压变化到低于最高限定值380（1±15%）V一定数值是，检测电路才会自动清除故障指令，给出交流电源正常信号。这一功能由电阻R111、R112和二极管D104、D105及U124A来实现。当上限超限后，U101A输出低电平，R111通过二极管D104接低电平，则U101A的门限电平由电阻R107、R108、R111分压决定，门限电压为6.3V，只有被检测的样值电压低于6.3V，U101A才会清除输出的故障指令。当下限超限后，U101C输出低电平，该电平经U124A转为高电平，该高电平通过二极管D105加到R112上，则U101C的门限电平由电阻R109、R110、R112、R193分压决定，门限电压为5.7V，只有被检测的样值电压高于5.7V，U101C才会清除输出的故障指令。被检测的样值电压要在5.7V到6.3V范围之间，经过换算，即三相交流电压必须回到380（1±5%）V范围内，检测电路才能自动清除输出的故障指令。如果手动开机后，交流电压回落到380（1±15%）V范围内，而没有回到380（1±5%）V范围内，则发射机没法自动清除交流故障指令，可通过手动关机再重新开低压，则可自动清除交流故障指令。

2 常见故障

故障现象为TS-03C中波发射机的控制监控器面板上380V亮红灯，无法开机，可以从五个方面进行检查。

2.1 保险丝

TS-03C中波发射机三相电源每相都有对应的保险丝，保险丝烧断是最经常出现的故障，也是最容易判断的，可以先对保险丝进行逐个排查。

2.2 控制检测器

保险丝都正常，可更换备用控制检测器（如无备用可先拆卸其他闲置的发射机上的控制检测器），如果故障消失，则故障在原控制检测器的三相交流电源监测电路，如果故障依旧，则故障在其他地方。

泪水顺着面颊流下，老人闭上了眼睛。林志回过头来，水仙芝正望着他。就在目光交接的一刹那，她低下了头。告别老师，林志默默无语，独自走向大堤。一切都是乱的，他想理出一个头绪来。

2.3 三相交流电源监测电路

判断故障在三相交流电源监测电路后，可以先通过观察电路元器件是否有虚焊、打火迹象，如有更换该元器件；如没有，可通过逐个检查三相交流电源监测电路的芯片U101、U111、U124、U116、U108来判断故障点。

2.4 检查三相电源采样电路两种常见故障

一种是取样变压器故障，另一种是可调电阻阻值偏移。

取样变压器故障可用万用表测量分别测量三路三相电源采样电路的样值电压，正常样值电压为9V，更换不正常的电源采样电路的取样变压器即可。

可调电阻阻值偏移故障现象是打开“低压”开关，各个指示灯和仪表都正常，开“主电源”开关时发现控制检测器面板380V亮红灯，无法开机。

检修需要初步判断故障点在三相电源采样电路，重点检查380V取样变压器，3路交流输出正常，检查整流输出电压——3路输出均为直压7.2V，正常应为9V，逐个调整可调电阻R4、R5、R6使取样整流输出电压为9V，开机试机正常。

可调电阻阻值偏移故障是因三相电源检测电路的下限电压为5.1V，当取样整流输出直流压为7.2V时，下限电压比较器U101C的同相输入端输入电压只有4.3V，低于下基准电压，从而下限电压比较器U101C输出低电平，U116A给出低电平，主电源封锁，U124B、U108给出低电平，由U111点亮控制发射机的监控器面板上的交流故障指示红灯。

2.5 配电柜到发射机的电缆线

如果是稳压柜到配电柜的电缆线故障，则不会是一台发射机单独出现故障，而是所有的发射机都出现故障，所以可排除。而配电柜到发射机的电缆线是一对一的，如果电缆线出现破损（如老鼠咬破损），可能造成缺相，380V也会亮红灯。中波发射台大部分都有备机，可先开备机，然后将配电柜该发射机的电源开关关断，接着更换该破损电缆线即可。

3 处理故障的步骤及应急处理方法

3.1 了解故障现象

3.2 分析判断故障点

开关机过程和各项检测电路密切相关。TS-03C3kW全固态PDM中波发射机开机过程如下：外电输入→开启“低压”开关→选择“控制方式”（“手动”“停止”“遥控”三挡）和功率状态（“高功率”“低功率”“调试”三种）→开启“主电源”开关→开启“播出”开关→调整音频电平（发射机内置音频衰减器，已调整和输入发射机的电平相匹配）→发射机播出。

可先通过开启发射机的“低压”开关，观察低压稳压器、调制推动器、高频激励器、控制检测器指示灯是否正常来判断故障点位置；接着开启发射机的“主电源”开关，观察中间放大器、调制/功率放大器、控制监控器指示灯是否正常来判断故障点位置；最后开启“播出”开关，观察调制/功率放大器、控制检测器、调谐回路指示灯和各仪表指针读数是否正常来判断故障点位置。

3.3 元器件的更换和调整

找到故障点，使用同规格型号的元器件进行更换；更换元器件后，对相关参数进行测量，如果偏离，应及时进行调整，使之达到原设计要求。

当三个采样变压器其中某个损坏而没有备件时，可如下应急处理：将损坏的采样变压器从故障的采用电路上取下；测量并记录下其它正常工作的采样电路的采样电压值V0；将故障的那路采样电压输出线和该路的分压器分开，接到正常工作的采样电压输出端，并重调分压电位器，使采样电压值等于V0；当有新的采样变压器时及时进行更换，并将已调整的电位器和新换变压器的两路采样电路的采样电压应重调到V0值。

结束语

只要将理论和实践相结合，做到知行合一，TS-03C 3kW全固态PDM中波发射机380V亮红灯故障就能第一时间妥善处理，避免停播事故发生。平时将相同的故障进行归纳分类，按照故障现象进行分析，多积累宝贵的实践经验，技术人员在维护工作时就能避免走弯路，及时处理故障，确保安全播出。希望本文对日常工作维护有所帮助。