航路雷达站供电系统的配置及维护

王新院 李中新

中国民用航空西北地区空中交通管理局

1 航路雷达站供电系统配置介绍

按照空管局2015年12月25日下发的《民航空管通信导航监视设施设备供配电配置指导材料》的要求：在满足空管二级供电保障的情况下，应急电源应由两套柴油发电机组提供保障。供电系统应至少采用单总线UPS供电系统。电源监控系统应具备对市电输入电源、柴油发电机组、ATS输出、UPS供电系统、直流供电系统的实时远程状态监视和告警功能；应具备对UPS蓄电池组单体电压、内阻等电池性能的监视功能；应具备机房环境监视报警功能；其终端应设置在相关技术人员值班席位。

航路雷达站一般建在山区或地势较高的地方，供电线路较长一般采用空管二级供电保障。空管二级供电保障是指从一个稳定可靠的独立电源引入一路供电线路，该稳定可靠的电源可从两个以上独立电源构成的稳定可靠的供电环网引接，该路供电容量均需满足台站所有负荷需求，且留有冗余。

下面主要针对航路雷达站的空管二级供电保障及UPS的配置进行分析。空管局某航路雷达站于2004年开始建设和安装设备，于2005年5月1日正式投入使用，供电系统组成为：高压供电线路14km，一台ABB干式变压器，两台VOLVO 80KVA柴油发电机，两部GE 40KVAUPS，为雷达设备及相关通信设备提供可靠的供电保障。根据台站2005～2017年的台站设备故障（包括供电部分）记录显示，13年期间，航路雷达站共计故障32次：其中雷达设备故障占8次，占总故障次数的25%；供电故障24次，占总故障次数的75%。部分故障统计表，见下表。通过对故障的分析，供电设备的安全运行对整个航路雷达站起着至关重要的作用。下边分别从航路雷达站高低压部分、发电机组、UPS部分进行分析。

2 高低压部分

空管局某航路雷达站从城市变电站引接为10KVA高压，从变电所引出有8km采用高压电缆传送，高压电缆穿入城市电缆地沟，进入郊区后引接至高压电缆杆，通过20组电杆架设到雷达站。进入雷达站后，先进入高压柜然后通过变压器转换至低压配电柜，通过电压配电柜送至自动切换柜（ATS柜），然后送入UPS柜，最终供给设备使用。在台站运行十余年的时间中，供电故障占据所有雷达站故障的75%，需要加强对高低压设备的维护和资金投入。在日常维护中需要重点注意以下几个方面：

表 航路雷达站故障统计表

（1）由于高压供电线路比较长，既有高压电缆又有高压架空线路，在日常维护中，首先要做好线路的防雷事宜，注意沿线架空线杆附近树木造成对线路的影响，加强与乡镇和附近村落的联系，张贴供电安全须知，普及用电安全知识；其次应该对线路经过的地方留下标志物，在电杆上张贴警示标识和线杆标号以及电话，如遇到外力对电杆的影响时，能够及时联系维护部门；最后对高压线路和高压系统，可以聘请当地有资质的电力公司，进行代维，除做好日常巡视，应加强各种应急情况的处置。

（2）高低压系统在进行建设时，应该预留足够多的低压输出空开，以便后期进行添加相关设备的使用。在实际运行中，日常巡视应注意观察高低压相关指示数值。另外应该在高低压机房及其他机房布置防鼠装置，如制作挡鼠板、墙角摆放粘鼠板等。避免因老鼠造成供电短路。

（3）加强对ATS柜及核心部件的检查和维护。如：某空管分局航管楼所使用的双总配电柜是所使用的施耐德NSX 250/200A 3P IE6.2电子脱扣式开关，由于参数设置不正确，造成保护性跳闸，从而造成航管楼断电，多架飞机受到断电的影响。所以在对核心部件进行安装和调试时，应根据台站实际情况进行设置，应注意三项平衡的设置。按照空管局2015年12月25日下发的《民航空管通信导航监视设施设备供配电配置指导材料》的要求：ATS宜具备人工旁路功能，以便于维护操作。避免因ATS设备故障造成供电无法输入UPS系统的风险。

3 柴油发电机组部分

航路雷达站一般采用两台柴油发电机组，在高压供电中断后，应及时启动柴油发电机组进行交替向UPS设备进行供电，在日常工作中应注意以下几个方面：

（1）柴油发电机组应定期进行测试和应急演练，建议在周维护中进行柴油发电机组的运行测试，在月维护中进行柴油发电机组和ATS柜及UPS设备之间的应急演练。

（2）注意柴油发电机组和UPS设备之间的参数设置之间的匹配设置，如有的型号的UPS设备对柴油发电机组的输出电压和相位有严格的要求，当柴油发电机组输出频率和电压不稳定时，无法将电力送入UPS系统。如：某空管分局在2009年11月对雷达站进行柴油发电机的更换，当时使用的UPS设备以色列GA伽玛20KVA UPS，由于新油机供电输出过大，该UPS保护装置也没有自动启动，导致UPS烧坏，造成雷达设备停机。

（3）柴油发电机组工作时需要良好的通风和排气，在启动柴油发电机时应注意通风和废气的排放，另外在高寒地区，在冬季时应及时开启自动加温功能，确保柴油发电机能够及时开启。

4 UPS部分

UPS（Uninterruptible Power System），即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压不间断电源。UPS电源系统由五部分组成：主路、旁路、电池等电源输入电路，进行AC/DC变换的整流器（REC），进行DC/AC变换的逆变器（INV），逆变和旁路输出切换电路以及蓄能电池。如下图。UPS在整个航路雷达站起着非常重要的作用，它能给后端负载提供优化、纯净、不间断的电源。一旦UPS出现故障将对所带负载造成致命影响。如：某空管站航管楼两台并机SITEPRO 150KVA UPS系统，因两台主机的并机板发生通讯故障。导致两台主机不同步，各自的主机发出各自控制信号，引起两台并机输出电压、相位、电流调控不一致，检测数据不同，且无法进行正常并机通讯。从而导致UPS切断输出和输入开关跳闸，造成负载掉电。在日常维护中应注意以下几个方面：

（1）由于航路雷达站一般采用空管二级供电，线路受异常天气影响较大，所以对UPS设备的依赖性比较大，需要UPS后备电池满足4小时以上后备时间，并且按照UPS维护要求定期进行充放电、检查测试电池并绘制放电曲线。

（2）由于航路雷达站UPS后端引接负载比较固定，基本为雷达设备、VHF设备、ADSB设备及传输设备。所以在选择采用UPS的配置方式时，注意负载率，建议负载率为60%左右。必要时在使用并机UPS时，可启用休眠模式。另外根据2015年12月25日下发的《民航空管通信导航监视设施设备供配电配置指导材料》的要求，在条件许可的情况下雷达站可以采用双总线UPS供电系统，从而提高UPS系统的可靠性。

图 UPS电源结构原理图

（3）日常巡视中加强机房环境和设备状态检测，看是否存在异味、异响以及负载电流异常变化等，注意探测UPS散热风扇的风量是否正常，及时清除机身的散热栅格堵塞物或更换风扇。

5 结束语

航路雷达站是实行雷达管制的重要设备，供电系统是雷达设备正常工作的能源保障。除了在日常工作中需要加强供电系统的巡视和维护外，在台站建设时应该注意接地系统的统一标准，严格防雷设施的标准配置并定期进行检测，在进行UPS设备和油机的采购时应该注意两个设备之间的匹配。总之，航路雷达站是一个大的系统，在进行各项设备的配置和安装时，应充分考虑不同设备之间的兼容性，只有这样雷达设备才能够更好地平稳运行，确保航空安全。