泰山转播台中波双电源自动切换系统设计与实施

山东省广播电视局泰山转播台 刘海隆

1 中波双电源自动切换系统设计与实施背景

泰山转播台为中波机房提供了两路外电和一路发电机共三路电力供应。当外电发生故障时，外电切换、发电机启停需手动，特别是切换发电机供电和恢复外电供电时，需要到发电机房启停发电机，再进行手动切换，这不仅延长了因外电故障导致的停播时长，操作人员的人身安全也存在隐患。为此，我们设计并安装了双电源自动切换系统，当外电发生故障时，系统能够根据外部供电优先级情况，自动切换外电或启停发电机，保证播出设备正常供电，确保中波广播安全播出。

2 中波双电源自动切换系统的组成

中波双电源自动切换系统由ATS1（ATS全称为自动转换开关设备）、ATS2和通风系统组成。ATS1为两路外电自动切换开关，ATS2为外电与发电机供电的自动切换开关。通风系统由开窗器、电机正反转控制模块等组成，与双电源自动切换系统联动，在发电机启动后自动启动。双电源自动切换系统组成详见图1，自动通风系统组成详见图2。

图1 双电源自动切换系统图

3 双电源自动切换系统工作原理

双电源自动切换系统主要是利用ATS的特性自动切换外电。ATS是一种可在主用电源和备用电源之间进行自动转换的开关，由一个或多个转换开关电器和其他的检测电路组成。其中，检测电路用来检测供电电路各项参数是否正常，当常用电源出现故障时，通过双电源自动转换开关，自动将负载转换到备用电源上，使用电设备能正常运行。ATS是一种自动的、安全可靠的电气设备，特别适用于邮电通讯、银行、医院、消防宾馆、高层建筑、电视台等对用电要求高，需不间断供电的部门。

双电源自动切换系统工作原理分三个状态：正常工作状态、主用电源故障状态、备用电源故障状态。下面按这三个状态简单说明其工作原理。

正常工作状态：在此状态时，主用电源正常、备用电源处于热备用状态，转换功能键处在自动状态，备用断路器分、常用断路器合，保护负载接通至主用电源回路。

主用电源故障状态：在此状态时，双电源自动切换系统中检测电路会对接入系统中的主备路电压进行检测，并对检测结果进行判断；当检测到主用电源任意一相出现故障时，双电源自动转换开关由主用电源转换到备用电源，保证负载供电正常，而当主用电源恢复供电正常后，系统自动转换到主用电源供电。

备用电源故障状态：系统工作中检测到备用电源某一项出现故障时，报警器发出警报，提醒用户备用电源出现故障，需尽快组织检修，保证备用电源时刻处于热备用状态。

4 中波双电源自动切换系统工作步骤

参照图1，我台中波机房两路外电是傲峰线和泰迎线，分别接入ATS1的供电线输入1端和2端；ATS1的切换输出和发电机供电则分别接入ATS2的供电线输入1端和2端，ATS2的切换输出送至中波机房配电柜。下面我们分三种情况简单介绍双电源切换的工作原理。

4.1 当主用外电故障时

由图1可知，傲峰线为两路外电的主用电，泰迎线为备用电，当傲峰线停电时，ATS1按照设定的切换时间（2s）自动切换至泰迎线，保证中波机房发送设备的供电。当傲峰线恢复供电时，ATS1监测到电压、电流等参数正常，自动切换回傲峰线，恢复主用电供电。

4.2 当备用外电故障时

备用外电故障只会在ATS1上显示备用电故障告警，不影响中波机房发送设备的供电，故障消除后，告警自动消失。

4.3 当两路外电同时发生故障时

当两路外电同时发生故障时，则ATS1切换输出消失，ATS2检测到ATS1切换输出故障，则给发电机控制系统发送启动指令，发电机将在5s内自动启动，30s内达到正常运行状态。待发电机输出电压稳定后，ATS2自动切换至发电机供电，将此路供电输送至中波机房配电柜，保证中波机房发送设备的正常供电。

当傲峰线和泰迎线任意一路外电恢复后，ATS2监测到外电电压、电流等参数正常后，延时5s动作，自动切换至外电供电，发电机则怠速运行2min后自动停机。

图2 自动通风系统图

5 自动通风系统的工作原理

为满足发电机启动时的排烟和通风需求，我们对发电机房的窗户进行了改造，将窗户的开关与发电机的启停联动，实现自动开关。其工作原理如图2所示。

参照图2，发电机启动后，继电器J上电动作，其常开接点J-5、9闭合；同时，其常闭接点J-2、10断开，电机正反转控制模块中正转接点与公共端接通，电机正转控制回路接通，电机正转，带动窗扇打开。窗扇打开到位后，开窗导轨上的限位器动作，开窗电机正转控制回路断开，电机停止转动。

外电恢复，发电机关闭后，继电器J释放，其常开接点J-5、9断开；同时，其常闭接点J-2、10闭合，电机正反转控制模块中反转接点与公共端接通，电机反转控制回路接通，电机反转，窗扇关闭，窗扇关闭到位后，关闭限位器动作，反转控制回路断开，电机停止转动。

6 双电源自动切换系统的特点

（1）中波三路供电实现自动快速切换，减少停机时间。其中一路外电因故障停电时，会在2s内自动切换到另一路正常外电。当两路外电因故障造成停电时，发电机会在5s内自动启动为中波发送设备提供电力供应，避免长时间停播事故的发生。

（2）通风系统实现自动控制。本系统在柴油发电机启停时，通风系统会自动启停，保证柴油机工作所需的氧气量；同时，将柴油机工作产生的烟气及时排出发电机房。

（3）供电切换效率高，安全可靠。本系统的设计与实施也减轻了值班员的工作压力，避免了因手动倒电带来的安全隐患。

7 双电源自动切换系统的实施效果

我台中波双电源自动切换系统投入使用以来，运行稳定、安全可靠，达到了预期效果，为我台中波机房发送设备提供了电力保障，确保我台中波广播安全播出。