贵州省广播电视局八九六台 刘开俊

对我台供配电系统进行重新设计，增加电力保障型电源，确保新设计后的供配电系统24h优质不间断供电。实现重要负荷使用电力保障型电源双回路供电方式供电，确保供电电路无单点故障停电威胁；实现在PC端实时监控供配电系统的运行状态与相关数据，部分场所实现智能控制与管理，整个台站采用智慧用电管理平台进行电力监控、管理。

1 设计目标

设计改造后的高低压供配电系统需满足《中、短波广播电视发射台设计规范》、广电总局第62号令的要求，为实现我台电力系统“规范、标准、智慧”的管理目标，并兼顾未来的发展需求，按照“高标准、智慧化，既经济、又实用”的原则进行技术系统设计，使系统达到“先进、合理、可靠、经济、完善”的要求，具体目标如下。

改造后的电力供配电系统达到广播电视行业一级台站标准，接入两路不同变电站的市电，当一路外电发生故障，另一路外电不应同时受到损坏，同时配备250kVA的自发电系统。重要负载用电负荷由两套独立的保障型电源供电（智能一体化电源），生活类负载用电与重要负载用电分段供电设计，避免相互影响。保障型电源的供电容量不小于125kVA，提供30min的125kVA电力输出，具备双电源输入、防雷、隔离、稳压、不间断供电及智能监控功能，重要负载通过各自独立的STS静态开关由两路独立的保障型电源供电。

2 设备功率计算

2.1 双电源切换柜

市电双电源允许最大电流为400A。台站现有的高压变系统容量为250kVA，为了能同时承受全台用电负荷的用电量，所以此双电源切换柜选取与高压变系统容量一样大小；综合设备的功率因数与线路低电压长期运行考虑，容量为250kVA的设备换算成电流计算方法如式(1)：

注：P为设备功率，cosφ为设备功率因数（一般取0.9），市电正常偏差在±10%内（0.9-1.1）。

根据计算结果可知选用400A双电源切换开关比较合理。根据国标规定来看，输入端需要185mm²的铜电缆才能承受。双电源切换柜分两路输出，其中一路供给生活类负荷用电，另一路供给发射机房工艺类负荷用电，这样使生活用电与机房用电分开，避免了相互影响。

2.2 保障型电源“智能一体电源”

选择“智能一体化电源”的功率为125kVA。台里共有10kW中波发射机4台，采用一主一备的工作方式，信号柜2台，备用发射机2台和机房控制台1组；平时正常工作有两台10kW中波主发射机、信源柜1套和控制台1套，在特殊的时候会再开启一台备用发射机。根据广播电视中波发射机的耗电功率效率可知，3台10kW中波发射机大概需要90kVA功率的电源供电，信源柜与控制台大概5kVA功率不到，所以其共计总功率约为95kVA，考虑后期增加发射机的可能性，预留一定功率量的空间，所以最终选定125kVA“智能一体化电源”较为合适。

2.3 自发电系统（柴油发电机组）

发电机设计时要考虑，当双路市电同时出现停电时，发电机启动供电供给机房工艺类用电负荷供电，考虑到“智能一体化电源”的主功率部件为工频UPS电源，从工频UPS电源的使用特性分析，UPS与发电机功率配比选为1：2，那么125kVA功率的“智能一体化电源”选用250kVA的发电机供电较为合理。

2.4 输出馈电柜

容量为125kVA的设备换算成电流计算方法如式(2)：

计算出其电流约为190A左右，所以选用200A的配电柜可以满足其要求。

2.5 铅酸蓄电池组

常用电池放电速率与放电时间对应表如表1所示。

表1 放电速率与放电时间对应表

125KVA“智能一体化电源”，续航30min，计算电池容量。

采用的计算方式为“恒功率”计算法，步骤如下：

（2）由（表1）后备时间查表得出电池放电速率为：1.66C。

（3）由放电速率及放电电流算出电池容量：

（注：125000为电源的功率，0.9为电源的输出功率因数，0.5为主备机各带一半用电负荷，12为12V铅酸电池，32为32节电池组，0.91为逆变效率，1.66为铅酸电池30min的放电速率。）

所以，单节电池容量要 ≥ 96.99Ah，故选择32节12V、100Ah的电池。

3 供配电整体方案图（图1）

图1 供配电整体方案

4 设备选择

所有柜体采用2000mm高的标准柜体，冷轧钢材质，厚度不低于国标，颜色统一为黑色，走线桥架为铝质材质，板材厚度不低于2mm，尺寸按现场制作。

4.1 切换柜

采用施耐德400A的框架断路器组成双电源切换柜，实现自投自复、自投不自复、互为备份的功能。

4.2 不间断电源

采用工频双转换在线式12脉冲UPS电源。工频双转换在线式UPS的特点是技术成熟，性能稳定、可靠；工频UPS的输入主要通过工频整流滤波，其对恶劣供电环境的承受能力较强，不论市电好坏，都能够稳定可靠地工作，输入电压范围可连续且非常地宽，且适合配接各种发电机，最适合于电力不稳定的地区使用。从输出电路来看，工频UPS的输出经过隔离变压器，负载与UPS之间的互相影响会非常小，对严酷负载条件的承受能力较强。

4.3 柴油发电机

选择沃尔沃发动机+马拉松发电机组合，主用功率250kVA，额定功率217kW，电启动，直列六缸、水冷、四冲程、闭式循环水冷、每缸四气门、废气涡轮增压空气中冷，直喷式燃油系统，具有水暖功能，保障冬天能顺利启动、运行可靠，具备体积小的优点。

4.4 配电输出柜

采用GCS型交流380V、250A的低压抽屉式输出柜，具有方便维护、安全、经济、合理、可靠的原则。具有分断、接通能力高，动稳定性好，电气方案灵活，组合方便、实用性强，结构新颖、防护等级高等特点。

4.5 电池管理系统

监测蓄电池运行状态，测量单体电池电压、极柱温度、内阻，将数据汇总上传到管理平台，实时显示电池工作状态，异常报警提示。

4.6 STS静态开关

采用艾斯捷APS-3350系列静态转换开关，三相 380V 50A，切换时间≤6ms，标准机柜尺寸。具有当输入电源低压或超压时，设备会自动转向另一路电源；当任一时刻，某一路市电断电，自动切换到另一路正常电源，切换时间小于等于6ms。

4.7 智慧用电管理系统设计要求

选择具有的实时电流、电压数据采集、开关状态检测及远程控制功能，对配电设备提供不间断的保护和监控，提高配电系统的自动化水平，实现智能化、自动化的管理；系统能够完整的显示整个系统网络结构，在线诊断设备通讯状态，方便运行维护人员实时掌握现场各设备的通讯状态，及时维护出现异常的设备，保证系统的稳定运行；所有实时采集的数据、顺序事件记录等均可保存到数据库，在查询界面中能够自定义需要查询的参数、指定时间或选择查询最近更新的记录数据等，并通过报表方式显示出来；具有实时报警、实时监测，并根据事件等级发出告警。系统报警时自动弹出实时报警窗口，并发出声音或语音提醒的功能；具有历史事件记录存储和管理功能，对历史事件记录进行存储和管理，能对事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析；具有统计报表功能，提供数据依据，对各回路进行日、月运行状态统计形成报表；具有手机短信报警功能，实时报警信息可以发送到指定的系统管理人员手机上，使得用户能够及时掌握现场设备运行情况，消除隐患；具有远程监控功能，实时运行数据可以发送到云端服务器，使得管理者能够使用移动终端及时掌握现场设备运行情况，消除隐患。