广播发射台站电力监测箱设计及应用

■文/傅雪鹏　冯梅玲　张智军　刘春江

广播发射台站电力监测箱设计及应用

■文/傅雪鹏冯梅玲张智军刘春江

近年来，随着“西新工程”的不断深入开展，经过多年的努力建设，我们中西部地区的广播影视事业得到长足发展和进步，新疆、西藏、内蒙以及四川等地的广播节目覆盖率和覆盖时长得到较大提高，但是部分地区发射台站仍然存在因为电力中断等因素导致广播节目播出中断的问题，本文作者结合实际工程建设需要，设计了一种针对380v电源的缺相、断电和恢复供电进行声光报警提示的电力监测箱，在实际广播发射工作中得到良好应用，简单有效地解决了380V电源的缺相和断电等影响广播节目播出的问题。

广播发射台站；电力监测

引言

对广播发射台站而言，供电保障十分重要，直接关系到广播电视节目能否正常播出［1］。当前对于发射台站中电力的监测和报警提示主要采用两种方式：一是采用消防系统建设中的电力箱进行监测报警，二是在自动化监控系统中将电力监测作为一个相对独立的重要组成部分进行设计［2］［3］。但这两种方式都有其缺陷。采用第一种方式主要实现了断电报警，但是何时恢复供电往往缺少报警提示，况且假如三相电中缺相或相序发生变化时不能及时发现并报警提示；采用第二种方式进行电力监测，往往建设成本又较高，增加了发射台站运行维护不必要的成本支出。在充分分析发射台站电力监测实际需求的情况下，笔者针对性地设计了一个电力监测报警电路，简单有效地实现了对380V电源的监测报警提示。

1. 电力监测需求分析

广播发射机由380V的动力电供电工作，为保证断电或缺相后值班人员及时进行响应和处置，同时当恢复供电时值班人员也能及时采用相应的处置措施，需要对380V电源的断电、缺相和断电后恢复供电进行声光报警提示。考虑到发射机的工作区域一般是由配电室、机房和值班室几个区域组成，各工作区域之间相互可能紧邻被墙壁隔开也可能间隔有段距离，因此电力监测报警器一般需要由两个部分组成，如下图：

其中的感应监测模块主要是实现对380V电源的缺相、断电和恢复供电进行感应监测，同时产生24V或12V的报警驱动信号，安装于配电室内；报警提示模块主要是实现对上述电力异常情况进行声光报警，一般安装于机房或值班室内；

整个电力监测箱需要具备如下功能：

（1）缺相、相序发生变化或者断电时，能进行声光报警提示；

（2）恢复供电时能进行声光报警提示且报警提示信号与第（1）种情况不同；

（3）声光报警信号维持时间的长短可以在一定范围内设定，超过规定时常后报警信号自动停止且不影响下次电力异常时的报警提示动作；

（4）声光报警过程中，可以一键切断报警信号，以免干扰工作人员采取相应的处置措施；

（5）可以直观反应当前的报警信号是处于切断还是接通状态，以提示工作人员平时将报警信号设置为接通状态。

（6）当外部电源中断后，电力监测箱要能够依靠自身电源维持2个小时以上时间的监测功能。

2.电路设计及功能分析

整个电力监测箱的核心功能在于对380V电源的缺相、相序变化、断电和恢复供电进行监测，笔者采用断相和相序保护继电器进行380V断电或缺相的监测，使用12V直流电源加上普通继电器的常开触点和接通延时继电器的常闭触点进行报警信号的驱动实现该功能，这部分电路的原理如图2所示：

图2　电力监测箱核心电路原理示意图

图中，继电器1与2为普通的双刀双掷继电器，延时继电器1与延时继电器2为接通延时继电器，当相序保护器发现380V缺相、相序发生错误或者断电，触点由常闭状态打到常开状态，驱动继电器1的线圈工作，将12V电源通过其常开接点送入延时继电器的驱动线圈进行驱动，延时继电器的常闭触点接红色报警提示等，这时由延时继电器的延时接通特性，导致12V电源通过常闭触点驱动报警发出红色声光报警，当延时时间到达之后，延时继电器的常闭触点断开，从而导致驱动报警的12V电源断开，报警信号停止；当恢复供电时，继电器2和接通延时继电器2同样驱动报警器发出蓝色声光报警提示电力恢复。

使用PROTEL进行电路原理图的绘制和PCB图的layout，原理图如图3所示：

图3　报警电路原理图

线路连线说明如下：

1）380V的三相和地线接入漏电保护器，漏电保护器的三相输出接入相序保护器K8DS-PH1的L1L2L3三脚进行缺相和相序监测；

2）12V信号接入相序保护器K8DS-PH1继电器侧公共端11脚；

3） 相序保护器K8DS-PH1继电器侧的常闭触点12接入继电器R1的驱动线圈的13脚，R1的14脚接地，对继电器R1进行驱动；

4）R1的双刀的公共端9脚和12脚接12V，9脚对应的常开触点5脚接延时继电器RD1的常闭触点8脚，RD1的5脚接到端子排的18脚进行断电报警驱动； R1的12脚对应的常开触点8接继电器RD1线圈的7脚，同时RD1的2脚接地，实现了使用R1的一组常开触点驱动RD1线圈的功能；

5）RD1的5脚接到端子排的13脚后，通过13脚的另一侧接到面板上开关的一个触点上，触点的另一个接线点接至端子排的14脚，14脚送至红色报警灯的正极，红色报警灯的负极接至12V的地线，以上是断电或缺相报警过程。

6）相序保护器K8DS-PH1继电器侧的常开触点14接入继电器R2的驱动线圈的13脚，14脚接地，对继电器R2进行驱动；

7）R2的双刀的公共端9脚和12脚接12V，9脚对应的常开触点5脚接延时继电器RD2的常闭触点8脚，RD2的5脚接到端子排的20脚进行断电报警驱动； R2的12脚对应的常开触点8接继电器RD2线圈的7脚，同时RD2的2脚接地，实现了使用R2的一组常开触点驱动RD1线圈的功能；

8）RD2的5脚接到端子排的15脚后，通过15脚的另一侧接到面板上开关的一个触点上，开关触点的另一个接线点接至端子排的16脚，16脚送至蓝色报警灯的正极，蓝色报警灯的负极接至12V的地线，以上是恢复供电报警过程。

另外，使用12V对面板上的开关指示等进行供电，若开关按下，则指示灯亮，表示可以进行正常的报警，若开关弹起，指示灯灭，不能进行声光报警。同时使用在线式UPS电源保证外部电力中断时，电力监测箱能够正常工作。完成设计及装配的电力监测箱如图4和图5所示（声光报警器安装于值班室内，通过接线排连接报警驱动信号线进行驱动报警，图中未展示）：

图4　电力监测箱内部结构示意图

图5　电力监测箱前面板结构示意图

3.总结

文中设计的电力检测报警电路能够很好地实现发射台站电力监测报警中提出的缺相、相序发生变化或者断电时进行声光报警提示；恢复供电时能进行声光报警提示且报警提示信号与前者不同；声光报警信号维持时间的长短可以在一定范围内设定，超过规定时常后报警信号自动停止，且不影响下次电力异常时的报警提示动作；声光报警过程中，可以一键切断报警信号；可以直观反应当前的报警信号是处于切断还是接通状态以及当外部电源中断后，电力监测箱要能够依靠自身电源维持2个小时以上时间等6方面的功能，目前在新疆地区多个发射台站已经得到实际应用，良好地解决了380V电力异常导致停播时间较长的问题，将因为电力异常导致的停播时间降低到值班人员的最快反应时间。

［1］ 刘宏杰.高山发射台电力监测系统的设计与实现［J］. 广播与电视技术，2016（04）：101-104.

［2］罗明，张韬，罗又赤等.广播台网智能化自动化供电及监控管理系统［J］.广播与电视技术，2011（03）：86-89.

［3］刘宏杰.多路供电远程监控系统的设计与实现［D］.宁波：宁波大学，2012.

（作者单位：中国广播电影电视社会组织联合会/中央电视台总编室/国家新闻出版广电总局广播科学研究院）

TN943；TN913

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1671-0134（2016）09-053-03

10.19483/j.cnki.11-4653/n.2016.09.019