供配电系统无人值守的自动控制

张科学 滕林

【摘要】本文介绍了供配电系统原理，并详述了作者所属台站供配电技术方案和设备选型，该系统在实际使用过程中为安全播出发挥了重要作用，旨在为读者提供借鉴。

【关键词】供配电;安全;无人值守;自动切换

中图分类号：TN92                            文献标识码：A                            DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2022.011.011

据不完全统计，过去几年，全国发生的重大停播事故中，90%以上都与供配电系统故障或操作失误有关。随着现代科学技术的不断发展，播控系统安全性能进一步提升，设备量的增加和技术的提升加大了对供配电的要求，如何保证供配电的安全可靠成为当前重大问题。为了保障徐州中波发射台安全、优质、高效的播出，圆满完成台站的播出任务，徐州中波发射台在新台站搬迁建设过程中，参照广电总局六十二号令以及江苏省广播电視安全管理条例的实施细则要求，结合本台站的实际情况，设计了无人值守的自动控制配电系统方案。

1. 基本要求

外部电源应接入两路外电，一路宜为专线，当一路外电发生故障时，另一路外电不应同时受损，供配电系统应设工艺变压器，播出负荷供电应设两个以上引自不同回路的独立低压;单母线分段供电并具备自动或手动互投功能;主要播出负荷应采用UPS供电，UPS电池组后备时间应满足设计负荷工作30分钟以上;应配置自备电源或与供电部门签订应急供电协议，保证播出负荷、机房空调等相关负荷连续运行;主备播出设备，双电源播出设备，应分别接入不同供电回路。同时，应实现无人值守时供配电的自动切换，应具有安全性、时效性、经济性。

2. 方案及设备选型

2.1 整体方案

10KV电器主接线采用分段单母线接线方式，不带联络;0.4KV为单母线分列运行，设置母线联络开关;配置柴油发电机及应急电源开关柜，在两路10KV外电均停电或故障时，手动或自动启动发电机，保证重要负荷供电;配置主备双路UPS电源，可分列或并列运行。

2.1.1 系统框图

2.1.2  KA1、KA2、KA3、KA4、发电机的闭锁接线

（1）KA1、KA2、KA4之间的电气互锁接线

（2）KA1、KA2、KA3、KA4电气闭锁及闭合接线

以上仅为自锁和闭锁，要实现自动切换，还必须为断路器提供电气远程控制和电气及机械联锁所必需的附件（包括但不限于分闸线圈、合闸线圈、电机操作器、辅助触点、延时继电器、欠压脱扣器等）。

2.1.3 KA1、KA2、KA3、KA4、发电机时序

（Ⅰ）为延时继电器时间，可自主选择，要考虑安全和时效。

（Ⅱ）为发电机收到启动信号以后至电压输出正常和发电机收到关闭信号以后至残余电消耗完全关机的时间，约需15秒。

（*）主备均失电可以理解为主、备一起失电或者是一路先失电的情况下另一路也失电，处理结果相同，KA1、KA2、KA3均欠压脱扣。

（**）主备供电恢复可以为两路同时恢复或者一路先行恢复。

正常运行时，KA1、KA2闭合，KA3、KA4分断;主、备两路变压器分列运行。当主路失电时，KA1分断，KA3闭合，由备路变压器带所有负荷;当备路失电时，KA2分断，KA3闭合，由主路变压器带所有负荷;当主、备变压器均失电时，KA1、KA2、KA3全部分断，KA4闭合，发电机启动，由发电机带母联主路汇流段负荷用电。KA1、KA2、KA3、KA4之间设有电气及机械联锁，保证两台变压器及发电机均不会并列运行。

低压二次分配中，采用双UPS供电，一主一备（引自不同变压器的低压回路）组成核心设备的电源供电。主备两路UPS供电平时分列运行，在特殊情况下，可以实现电池组并列运行，供给单部发射机的应急播出用电。

2.2 设备选型及说明

10KV采用SF6型负荷开关柜;0.4KV设备选用MNS抽屉式低压配电柜;变压器选用SCZB10干式变压器，配置有载分解开关智能控制器，可调整电压幅度，有一定的稳压作用;低压分段开关选用ABB进口EMAX系列搭载有SAFE PR122/P-LSI电子脱扣器，辅以配件可实现欠压脱扣、来电自合、智能监测、四摇一控等多种功能;UPS电源选用APCsurt10000可以自主扩容电池组，而且带有旁路功能。

在方案设计中，我们没有采用高压备自投，对我们而言，高压设备利用率低，成本高，维护和维修难度大，我们对高压设备力求简单可靠。因此，我们选用了高压设备中比较稳定的SF6型负荷开关柜和比较简单实用的分列运行方式。辅以柴油发电机，可以解决不加高压母联备自投的担忧。

由于核心播控和监测设备都由UPS稳压电源供电，而对于发射设备以及辅助设备对电压的要求不太高，我们采用了有载调压变压器（只是在变压器上增加有载分接开关智能控制器和有载调压抽头）费用大幅降低而功能基本上不受影响，完全能满足发射设备对电压浮动的要求。

3. 实际使用情况

自配电系统完成，已经平稳运行了二年多的时间，中间经历过多次10KV外电故障，均能快速、准确地自动完成倒电、开关发电机等功能，倒电时间不超过5秒，停电时间不超过30秒，完全达到了当初的设计要求。该系统投入使用以后，供电基本可以实现自动控制，不需要人去干预操作，节省了人力，也大大缩减了由外电断电引起的停播时间，有效减少了停播事故，有力地保障了我们台站的安全播出任务。

参考文献：

[1]10kV及以下变电所设计规范GB 50053—94

[2]国家安全播出管理规定及实施细则

[3]《电工技术手册》主编：段玉春 内蒙古人民出版社