广播电视发射传输供配电系统现存问题及优化改造实践

2024-05-04郝斌

通信电源技术 2024年1期

郝斌

（山西广播电视无线管理中心，山西临汾 041000）

0 引言

广播电视信号的稳定传输和广泛覆盖，对于丰富人们的精神文化生活、传播国家政策以及促进社会进步具有举足轻重的意义。然而，随着技术的发展和系统的连续运行，这些传统的发射传输供配电系统逐渐暴露出一些问题。设备老化导致系统性能的下降，能源利用率低引起社会资源的浪费，供电不稳定会影响节目的实时传输，而其中所蕴含的安全隐患可能导致系统故障和人员伤亡[1]。因此，优化改造广播电视发射传输供配电系统的研究具有重要的现实意义。

1 广播电视发射传输供配电系统概述

广播电视发射传输供配电系统是一种用于保障广播电视信号发射和传输的电力系统，主要由电源设备、配电设备、继电保护设备、调度自动化系统等部分组成。这个系统负责为广播电视信号发射塔、广播电视节目制作中心、有线电视网络等设施提供稳定、可靠的电力供应，是广播电视系统安全运行的关键环节。

在广播电视发射传输供配电系统中，电源设备主要包括发电机、不间断电源（Uninterruptible Power Supply，UPS）、蓄电池等，负责提供稳定的电力来源；配电设备负责将电源分配到各个广播电视设施，确保电力的有效利用；继电保护设备主要起到保护电力系统安全运行的作用，可以防止短路、过载等问题的发生；调度自动化系统则负责监控和控制整个供配电系统的运行情况，提高系统的自动化水平[2]。

2 广播电视发射传输供配电系统的现存问题

2.1 系统设备配置老化

随着科学技术的进步，广播电视领域设备的更新换代速度加快，原有的设备配置逐渐难以满足新时代广播电视技术的要求。部分广播电视发射传输供配电系统在建设之初，由于资金、技术等因素，采用的设备配置相对较低。随着时间的推移，设备的老化问题逐渐显现。设备配置老化问题给广播电视发射传输供配电系统带来了一系列负面影响。一方面，设备老化可能会导致系统的稳定性下降，增加故障发生的风险，降低系统安全性，给广播电视信号的传输带来隐患。另一方面，设备老化可能导致系统能耗增加，增加广播电视发射传输供配电系统的运行成本。

2.2 能源利用率低

在广播电视发射传输供配电系统中，能源利用率低是一个普遍存在的问题，会对广播电视系统的运行效率、成本和经济效益产生负面影响。设备能耗较高、缺乏有效的能源管理策略以及能源审计和优化工作不足等，都是导致能源利用率低的主要原因。

设备能耗较高是因为广播电视发射传输供配电系统包含了各种电力设备，如发电机、变压器、配电设备等。这些设备在运行过程中会产生一定的能耗，而如果设备性能较差、运行效率较低，则会导致更高的能耗。同时，由于许多广播电视单位在能源管理方面缺乏科学的规划和策略，导致能源浪费现象较为严重。例如，未能根据系统负荷变化进行适时调整，导致能源消耗过大；未能采取有效的节能技术来降低能耗等。而广播电视发射传输供配电系统的能源审计和优化工作是提高能源利用率的重要手段，但是因为许多广播电视单位未能定期开展能源审计，所以导致未能及时发现和解决能源浪费问题，也未能根据审计结果进行针对性的改进[3]。

2.3 供电不稳定

供电不稳定是许多广播电视发射传输供配电系统存在的另一个关键问题。这一问题对广播电视系统的正常运行产生了极大的影响，可能会导致广播电视信号传输中断、画面质量下降等。

一是电源质量不佳。广播电视发射传输供配电系统对于电源质量的要求较高，如果电源中含有大量的谐波、波动、闪变等杂质，则会导致系统内设备运行异常，从而影响供电稳定性。二是供电网络结构不合理。合理的供电网络结构对于保证供电稳定性至关重要，否则可能导致供电线路过长、电压下降等问题，从而影响供电稳定性。三是缺乏有效的监控和预警机制。对于供电不稳定问题，及时发现并采取应对措施是确保系统稳定运行的关键。如果缺乏有效的监控和预警机制，则可能导致故障发生后才被发现，影响广播电视信号的传输。

3 广播电视发射传输供配电系统的优化改造实践

3.1 加强系统设备配置的更新与升级

3.1.1 采用先进设备与技术

为了提高系统的运行效率、降低能耗和维护成本，采用先进设备与技术进行优化改造至关重要。在设备选型方面，应充分考虑技术的成熟度、可靠性以及经济性。例如，采用高效节能的开关电源、高频整流器和逆变器等设备，可以有效降低系统的能耗，提高能效比。同时，选用具有高可靠性和长寿命的元器件，有助于降低维护成本和延长设备使用寿命。在系统规划设计方面，应充分运用现代控制理论与技术，实现对整个供电网络的智能监控与远程管理。供配电智能监控系统应实现与视频、图像及智能报警等信息硬件及其配置工具的联动，以采集系统联动所需的信息，从而实现对相关设备运行参数、运行环境的综合监控。

此外，在技术应用方面应不断探索新技术的应用，以适应广播电视发射传输供配电系统的发展需求。例如：采用新型的无功补偿技术，可以提高系统的功率因数，降低线损；采用光纤通信技术，可以实现高速、远距离的信号传输，提高传输质量；采用分布式供电技术，可以实现负载均衡和故障隔离，提高系统的稳定性。

3.1.2 提升设备维护水平

广播电视发射传输供配电系统的维护管理水平是非常重要的。一方面，可以采取四级保护方式提高系统的安全性和可靠性。一级保护主要针对电源系统的短路、过载等故障进行保护；二级保护主要针对电缆线路的漏电、接地故障进行保护；三级保护主要针对设备的过热、过压、欠压等故障进行保护；四级保护主要针对设备的关键部件进行实时监测和预警，防止因部件故障导致整个系统失效。通过四级保护方式，可以确保广播电视发射传输供配电系统的稳定运行，降低设备故障率，延长设备使用寿命。另一方面，对系统的核心设备进行高端配置是提升设备维护水平的关键。核心设备包括变压器、开关柜、电源模块等，其性能直接影响整个系统的运行稳定性。在设备配置更新与升级过程中，应充分考虑设备的性能、可靠性、安全性以及经济性等因素，选择性能优越、品质可靠的高端配置设备[4]。这样不仅能够提高系统的整体性能，还能够降低故障率，减少设备的维修次数和成本，从而提高设备维护水平。

3.2 提高系统能源利用率

3.2.1 采用智能调度策略

智能调度策略是指通过智能化手段对电力设备进行调度和管理，以实现能源的最优利用和节约。在供配电系统中引入智能调度策略可以实现负荷预测和动态分配。通过对用户用电负荷的实时监测和分析，系统可以准确预测用户的用电需求，并根据预测结果合理分配电力资源，避免电能的浪费。同时，可以根据电网运行情况和负荷变化情况，动态调整电力设备的运行状态，以提高供电效率。除此之外，智能调度策略可以通过优化电力设备的工作参数来实现能源的高效利用[5]。例如，可以根据电力设备的运行状态和负荷需求，合理调整设备的运行参数，如电压、电流等，以达到最佳的能效比。在这些基础上，智能调度策略可以通过将各个供配电系统的数据集中到能源管理系统，实现对能源消耗的全面监测和分析。通过对能源数据的实时采集和处理，可以及时发现能源的异常消耗情况，并采取相应的措施进行调整与管理，以实现能源的最大化利用和节约。

3.2.2 开展能源审计和优化

通过深入了解系统的能源消耗情况，找出问题并采取相应的改进措施，可以提高系统的能源利用效率，为广播电视事业的发展提供可靠的电力支持。开展能源审计是了解系统能源消耗情况的重要手段。通过全面、系统的能源审计，可以对广播电视发射传输供配电系统的能源使用情况进行深入分析，找出能源浪费和低效使用的环节。例如，通过对设备的能耗数据进行统计和分析，可以发现哪些设备存在能耗过高的问题，以及是否存在不合理的使用方式。这些信息可以为后续的优化工作提供依据。在开展能源审计的基础上，针对存在的问题进行具体的优化措施。例如：对于能耗较高的设备，可以考虑更换高效能的设备或采用节能技术；对于不合理的使用方式，可以进行调整和管理，确保设备的合理运行与有效利用。

3.3 优化供电稳定性

3.3.1 改善供电网络结构

系统的供电稳定性与供电网络结构息息相关。供电网络结构可以通过调整供电设备的布置和连接方式来改善。合理的设备布置能够减小线路的损耗，降低电压波动，提高供电质量。例如，可以将高功率的设备分散布置，减少电流在输电线路中的集中流动，从而减小线路的损耗。同时，可以通过合理连接电源和负载，使得供电系统的负荷分布更加均衡，减少电网的不平衡现象。此外，供电设备的监测和预警必不可少。利用智能电表和远程监控系统，建立完善的设备故障报警和处理机制，可以实时监测电能消耗情况和电压变化趋势，及时调整供电设备的运行状态，以保证供电的稳定性。

3.3.2 实施电能质量治理

在广播电视发射传输供配电系统的优化改造实践中，实施电能治理策略是优化供电稳定性的重要手段。一方面，实施电能治理策略可以从源头减少电力系统中的不稳定因素。通过合理规划和布局，合理选择电源点、变电站的位置和容量等，可以最大限度降低电力系统对外部环境的影响。例如，合理选择供电设备和线路的电压等级，避免因过电压或欠电压而引起的供电故障。还可以采用分布式能源供应模式，将供电负荷分散到多个小型电源点，减少供电系统的负荷集中，降低供电系统的不稳定性[6]。另一方面，实施电能治理策略可以促进可再生能源的利用和清洁能源的发展。通过推广太阳能、风能等可再生能源的发电技术，并结合储能装置的应用，实现对可再生能源的有效利用和管理。这不仅可以减少对传统能源的依赖，还可以有效缓解能源供需紧张的问题，提高供电系统的稳定性和可持续性。