发信台电源优化方案的思考

陈卫文 林智坚

摘 要：本文通过对汕头海岸电台及发信台目前供电的现状进行分析，得出目前供电系统存在的问题及缺陷，提出优化和解决的办法，确保发信台遇险应急通信能够得到更为可靠的供电保障。

关键词：发信台 电源供给 发电机 UPS

1.汕头海岸电台发信台供电系统现状及存在问题

汕头海岸电台目前承担着覆盖范围内A1、A2海区的遇险、紧急、安全、日常海上无线电通信等功能，是为履行国际海事组织（IMO）公约而建设起来的集近、中、远距离水上无线电通信功能的船岸无线电通信系统，涵盖了HF/MF/VHF等频段，具备了SSB/FM无线电话和NBDP/ DSC无线电报等功能，承担着船舶遇险报警、安全通信、海上安全信息播发等任务，是船舶航行安全必不可少的一套通信保障系统，它包括了收信台、发信台和无线电话台，其中收信台和无线电话台位于汕头海事局办公大楼，与汕头海事搜寻救助分中心同址，由市电、应急发电机及1台48KVA APC英飞系列UPS供电，电力供应情况可靠稳定。

汕头海岸电台发信台现位于汕头保税区，主要设备有3台1Kw中/高频发射机，承担海岸电台中/高频电报和电话的发射任务，用电功率较大。汕头保税区远离中心城区，地理位置比较偏僻，经济发展相对滞后，导致保税区内市电供应不稳，停电时有发生，并且电压波动较大。发型台目前主要由市电供电，同时辅以一台30kW柴油发电机组以及低压配电柜1台，当应急发电机检测市电断电时，立即启动发电，通过稳压器进行送电。由于汕头由于应急发电机属于内燃机发电，一旦市电断电而发电机突发故障无法及时启动，会导致发信机无法工作，使整个汕头搜救区的DSC报警系统瘫痪，后果不堪设想。

2.供电系统完善的构想设计

为了确保DSC报警系统全天候的工作，从应急通信的层面为海上的救助提供坚强的保障，履行国家赋予海岸电台的重要职责，对海岸电台的供电系统重新的规划改造成为必要，主要是彻底完善发信台的应急供电系统，达到万无一失。设计构想是配套两个应急电源供电，当一个电源发生故障时，另外一个电源不应同时受到损坏。为了保证系统正常运行，设计的方案是在发信台保留原来的柴油发电机等供配电设备，增加配置UPS，具体配置见表1。

2.1 UPS配置

UPS的配置应根据发信台设备的用电功率以结合其他因素做精确计算后进行配置，经统计，目前发信台正在运行的设备及所需功率如表2。

由表2可以得知，发信台供电功率7KW，取功率因数为0.8，则所需UPS的视在功率为8.75KVA，结合产品的实际参数，应配备UPS的视在功率为10KVA。另外，根据观察，近三年来发信台的最长停电时间为4小时，为确保UPS具有充分的后备时间，本方案拟将后备时间增加到5小时配置。

2.2 UPS电池配置

U P S电池的配置按如下公式计算：

C=（P*T）/（Vbat*η*K）

其中：C为蓄电池容量，单位为（Ah）；P为UPS的输出功率，单位为（W）：T为后备时间，单位为（h）；Vbat为电池组电压（本方案选配UPS电源的直流工作电压为240V），；η为UPS电池逆变效率（本方案取0.94）；K为电池放电效率，按表3对应选取：

由前述可知：P=7000W、T=5h。另外，由于后备时间为5小时，对应表3，K取0.9

所以C = （ P * T ） / （ V b a t *η*K）=7000*5/240*0.94*0.9=172.07 Ah，因此，应选取12V，100Ah电池2组，数量m=2*240/12=40（个）

2.3 系统的完善方案

应急发电机和UPS相结合的应急供电系统其构想就是将UPS作为储能设备，当市电停电时，由UPS直接供电，通过对UPS储能电池SOC（SOC全称是State of Charge，荷电状态，也称剩余电量，代表的是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值常用百分数表示。其取值范围为0-1，当soc=0时表示电池放电完全，当soc=1是表示电池完全充满。）进行实时监测，当电池SOC低于50%时，应急发电机自动启动向UPS的储能电池进行充电，UPS正常进行供电。当UPS处在待机状态时，电池SOC低于正常值时，应急发电机自动启动对储能电池进行充电，使储能电池的SOC始终处于高位。

从消防安全的角度考虑，防止发电机和UPS因火灾同时失去功能，油机房需在院内单独建设，距办公楼≥20m，对不能满足该条件的站点，可以根据现有条件安排，但油机房应做防噪音处理。

基本步骤如图1。

3.供电设备的监控

3.1 UPS监控

对UPS的运行状态进行实时监测管理，但不对UPS进行控制。通过UPS自带的智能通讯接口和相应的通訊协议内容，实时显示并保存UPS的运行参数、运行状态，储能电池soc参数及报警信息进行实时监测；能用直观的图形来指示UPS的运行状态。实时判断UPS的部件是否发生报警，当UPS的某部件发生故障或越限时，监控主系统发出报警。

3.2 柴油发电机监测

实时监测柴油发电机的运行状态、报警信息及运行参数，并对柴油发电机的输出电源的质量进行监测。在动力机房室，通过发电机厂家提供的专用智能通讯接口，及相应的通讯协议，软件工程师将根据此编集驱动，导入系统平台进行实时监测；实时地监视柴油机的起停状态，各相电压，电流，频率等参数进行监测。

4.结束语

综上所述，DSC系统的不间断工作，是为船舶安全航行提供保障，在紧急和遇险的关键时刻能充分发挥“顺风耳”的作用，所谓“练兵千日用兵一时”，产生了明显的经济效益和社会效益，发信机应急供电系统的有效正常起到十分显著的作用，因此确保应急电源的有效性显得极其重要，希望本文的分析能为此提供参考。

参考文献：

[1]（海岸电台总体及工艺设计规范）（STJ/ T341-96）.