广播电视发射台供电系统增容改造探讨

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摘要： 在现今广播电视发射台应用中，电力系统容量不足是经常存在的一类问题。在本文中，将以某实例的方式对广播电视发射台供电系统增容改造进行一定的研究与探讨。

Abstract： In the application of today"s radio and television transmitting station， the shortage of power system capacity is a kind of existing problems. This paper studies and discusses the capacity increasing transformation of the power supply system of radio and television transmitting station.

关键词： 广播电视发射台；供电系统；增容改造

Key words： radio and television transmitting station；power supply system；c apacity increasing transformation

中图分类号：TN948.53 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）16-0120-03

0 引言

我国西部某地区发射台随着节目数量的增多，发射台现有供电系统的容量已无法满足节目发行需求，并且在运行出现了运行状态不稳定的情况，亟需进行增容改造。

基于这一现状，本文通过分析确定新变压器在额定容量500kV·A情况下最能够满足应用需求，即能够对负荷率在标准范围进行保证的同时对未来的发展需求相适应。为确保广播电视节目的正常播出，发射台根据500kV·A的额定容量对现有供电系统进行了扩容改造，取得了预期的成效。

1 供电系统的现状和增容需求分析

1.1 供电系统现状

我国西部某地区发射台，具有两路1000V外电，开关具有自动倒换功能。对于2路变压器进电，以并联的方式在1路外电上进行联接，次线同低压配电控制柜实现连接，通过智能控制开关方式的应用以自动倒换的方式实现负载供电。在2006年，该发射台已经对系统实现了一定的调整。如图1所示，将P2低压接线柜进行独立，主变压器通过P3、P4、P5等对机房进行供电，而备变压器在开关前段位置通过P2的应用对其余负载以及生活区进行供电。在系统运行中，当主控以及主变发生开关故障时，闭锁节点则会将负载切换到备变压器中进行供电，而如果此时线路所具有的总负荷过大，则需要对P2柜上同播出不存在关联的负载进行关闭或者减少。此外，为了对变压器的安全性作出保证，也对很多限电以及控电措施的应用对用电安全进行保障。

1.2 系统增容需求

在该发射台中，也需要多套节目设置，对于系统原有结构来说，其已经不能够对改造需求进行满足，只有进行系统增容处理。需求方面，在完成增容之后，不仅需要保证每台变压器能够对发射台的用电负荷进行良好承受，且需要对后续发展提供良好的预留空间。经过联系实际情况以及相关计算，确定新变压器在额定容量500kV·A情况下最能够满足应用需求，即能够对负荷率在标准范围进行保证的同时对未来的发展需求相适应。

2 改造方案设计

2.1 配电变压器选型

在本次改造中，配电变压器选型可以说是一项非常核心的内容。在现今市面上，可以选择的有油浸以及干式变压器这两种类型，对于本次改造的发射台来说，其之前使用的是老式油浸变压器，在应用较长时间之后，存在着较为严重的老化现象，每年都需要对绝缘胶垫以及变压器油进行更换，且具有大量项目需要日常检查。而随着近年来干变制作水平的提升，在电压、容量相同的情况下，干变变压器在价格方面具有了更大的优势，并具有着以下优点：

第一，无污染、无油、自熄防火，具有良好的阻燃特征；第二，效率高、损耗低，在运用中不会对有毒气体进行产生，也不会对环境造成污染；第三，具有较好的可靠性以及较小的局部放电量，具有着较长的使用寿命；第四，具有较好的抗温、抗裂以及机械强度，能够较好的应对突发短路情况；第五，具有较好的防潮性，在100%湿度下也能够正常运行；第六，重量轻、体积小，在安装以及调试方面非常简便，且在应用中也不需要对油料进行检查以及更换，所具有的维护成本更低；第七，温度保护系统较为完善，能够更好的对变压器的安全运行进行实现。

根据上述特点，该发射台对干式变压器进行了选择，具体型号为ABB的SCBZ10-500/10。对于该变压器来说，其以自然方式进行冷却，能够长期在额定容量下稳定运行，由温控器根据温度对风机进行启停，即当变压器处于较高的温度时，风机则会自动启动对其进行冷却，在对变压器绝缘性能进行保障的同时对其使用寿命进行延长。

2.2 铁磁谐振消除装置选型

对于铁磁谐振过电压来说，其是电力系统中较为常见的过电压情况，不仅具有着较长的持续时间，且将对系统运行的安全性产生非常大的影响。在电力系统中，具有数量较多的容性以及感性元件，能够对具有较为复杂特征的LC振荡电路进行组成，在能量的作用下，额定参数回路则会随之产生谐振现象。如对于普通电压互感器来说，其在运行中三相处于平衡状态，而如果线路中存在单相接地消失或者互感器突然合闸情况，则将使电压互感器铁心在饱和的情况下对电感量产生影响，与线路对地电容形成的振荡回路就有可能激发起铁磁谐振。在该发射台中，其所使用的避雷器以及PR柜为早期类型的消谐装置产品，在应用一定时间后，将产生坏损情况。在对变压器实现增容处理之后，部分电压互感器则实现了更换，而根据以往装置状况，则需要对同新系统具有良好的匹配的铁磁谐振消除装置进行更换。通过功能兼容以及尺寸等方面问题的考虑，决定对新一代微机型铁磁谐振消除装置产品进行应用，该装置在以往基础上具有了较大的改进，不仅在应用中不需要进行调试以及整定，且具有更高的消谐成功率。通过对该装置的安装，在铁磁谐振情况发生之后，装置则会损失对无触点消谐元件进行启动，在将PT开口同三角绕组实现短接的同时产生较大的阻尼，以此对铁磁谐振进行消除。

2.3 变压器噪声处理

对于噪声来说，其是变压器设备运行当中所具有的固有特性。对于干式变压器来说，铁心磁致伸缩噪声、装配工艺噪声以及硅钢片结构等是噪声的主要来源，同时，安装环境以及设备部件振动也是导致噪音出现的重要因素。同时，其本体将对噪声进行产生之外，也可能因此导致结构出现较大的共振现象，且本发射台干变底座下方为中空结构，非常容易导致共鸣情况的发生。对此，在实际安装时则需要在地基基础同变压器底座间对隔振材料进行安装，即在将接触位转变为弹性接触之后对变压器上的螺丝进行紧固，以此实现噪声的有效降低。而考虑到本发射台变压器房尺寸情况，变压器噪音将同墙面反射噪音实现叠加，以此使噪音出现增大的情况，对此，也将在配电房四周对部分吸声材料进行安装，以此实现对噪声的有效降低。

2.4 低压无功电容补偿柜改进

根据性质的不同，可以将无功补偿分为分相电容补偿、三相混合补偿以及电容自动补偿这几种类型。对于三相的电容补偿来说，其非常适合应用在负载平衡的供配电系统当中。由于三相回路较为平衡、且在回路中所具有的无功电流相同，对此，在实际进行补偿时，调节无功功率参数的信号取自三相中的任意一相即可，通过同时对三相回路的投切，则能够对其电压的质量作出保障。而在实际改造前我们发现，在之前的电容柜中，由于长时间频繁使用以及过度补偿，存在一定的老化、炸裂以及漏液现象，对此，则需要针对该现状进行处理：

第一，根据环境特点，在对兼容器进行更换时应当尽可能选择具有较强抗静电、抗灰尘特征的电力电容器，并做好电容器电压等级的提高，以此实现电容器使用寿命的增加；

第二，根据实际情况，不能够对电容器组数进行改变，对此，则可以通过对每组单台电容容量的增加实现对投切频率的降低。通过该种改进方式的应用，则能够在对设备使用寿命进行有效延长的同时保证在补偿完成后，其功率因数能够达到0.95以上，以此在对电能损耗进行降低的同时对电费开支进行节约，在对设备利用率进行提高的同时保证获得更好的电能质量。

3 具体实施计划

3.1 改造过程

经过设计方案的制定以及同施工方案的积极协调，联系自身实际，对以下实施步骤进行了确定：

第一，对发射台变压器后方的山体运输通道进行改造，使其能够对施工车辆的进出需求进行满足；

第二，在2015年8月3日正式进行改造，在节目播出结束后，倒电道备用变压器当中，并在第二天对旧的变压器进行拆除，对三相真空有载远程控制端以及500kV·A的变压器进行更换。同时，也要做好主变压器出线柜至变压器的高压电缆和变压器到低压柜的低压电缆的更换；

第三，8月5日为检修日，为了避免问题发生，事先对节目报停5h作为缓冲时间，并对1台10kV的柴油发电机租用作为备用。在上午，对备变压器进线柜的电流互感器进行更换，倒备用变压器后对主变压器进线柜进行更换，之后通过计算机程序的方式向系统对新参数进行导入；

第四，8月5日下午2点以后为检修时间。在检修工作开始前，对正处于播出的调频节目功率进行下降，使其降至1kV左右。在完成关机后，将发电机同供电母排进行连接，在对供电相序进行调整之后开启发射机，使其能够对节目的播出进行良好的维护。之后，对高压PT计量柜中的组合互感器进行更换，在完成柴油发电机更换后倒回变压器供电。之后，对2个低压断路器进行更换，中间以人工方式进行一次倒换后等待专家进行验核。在专家查验中，因工作程序方面的要求，需要再一次对2个高压断路器进行断开5min时间。当上述操作完成后，则可以对高压断路器进行闭合，对正常供电进行恢复；

第五，8月26为该月份最后一个检修日，需要对站内的所有调频以及电视节目进行检修。在该检修中，对低压进线柜的三相知识电流表以及电流互感器进行了更换，并对同新变压器间具有匹配的铁磁谐振消除装置进行了更换；

第六，对电容柜进行检查，在同厂家进行积极交流的同时对本次电容更换的技术方案进行了确定。

3.2 改造成效

在本改造中，对该发射台的检查日特点进行了充分的利用，除了对变压器进行一次倒换、切换2次柴油发电机、进行一次人工互倒低压短路开关以及专家检测之外，并不存在其余多余的切换过程。改造后的供电结构见图2。

3.3 改造后供电状态监控结果

改造后，发射台监测站对改造后的供电系统进行了为期7天的在线监控。并将改造前后供电状态的监控结果进行了对比，结果见表1。

由表1可以看出，改造后首先是供电系统容量扩大了，说明扩容改造取得了实际成效。除此以外，其它项的监测结果显示，改造后的整个供电系统各项运行指标都符合标准值，整体运行状态稳定，这也说明增容改造有效提高了整个发射台供电系统的稳定性。

4 结论

4.1 关于增容改造施工管理方面的建议

电力增容施工对于增容效果其实也是非常关键的。虽然本文探讨的重点不在这方面，但是因为这部分也是增容改造的重要内容，为此提一些关于施工管理方面的建议：

①进入现场前，公司对该工程项目组人员和施工队伍进行相关安全文明教育，由公司统一考核后上岗。

②进入现场时，按照业主单位指定位置设置施工区、材料和休息区。听从建设单位或监理统一规划和管理，按照要求使用。

③施工现场实行标准化管理，设置标志牌；场内物料必须分类堆放整齐并设材料标识牌；施工中必须做到工完场清，分类垃圾必须分类定点存放，由专业人负责清扫，日产日清。

④出入工地的送料车辆服从保安人员的指挥，严禁乱停乱放，阻碍交通，特别雨天要严加管理。

⑤每位管理人员必须做到工作认真、态度严谨、品德端正。

⑥严格执行业主单位的各项规章制度。

4.2 结论

供电系统改造是发射台对电力系统容量不足进行解决的重要方式，也是发射台进一步发展的重要途径。在上文中，我们以某实例的方式对广播电视发射台供电系统增容改造进行了一定的研究，通过事前科学方案的部署为后续实际改造工作的进行的打下了良好的基础，获得了较好的改造效果。说明本文所探讨的发射台电力增容方法确实能起到实际效果。建议将本文的增容改造方法推广应用到更多同类项目中，以期通过实践检验使之不断完善。

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