遠山臺站供電系統淺析

崔軍

摘 要：經濟的快速發展帶動了民航運輸業的發展，空管系統為越來越多的航班提供空中交通管理服務。要想安全、順暢地完成空管服務，就需要以可靠的設備保障為基礎。空管監視和通信保障設備的正常運行在一定程度上取決于供電的可靠性。以某山雷達站為例，簡要分析了遠山臺站供電系統的相關內容，并為供電系統提出了幾點維護建議，與相關工作人員分享經驗。

關鍵詞：空管系統；對空通信；UPS；遠山臺站

中圖分類號：TM732 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.12.119

對于空管系統來說，為了擴大覆蓋空域，需要建設多個遠山臺站用于安裝更多的監視雷達，對空域進行全覆蓋，消除雷達之間的盲區和本身的頂空盲區，并且在雷達站安裝甚高頻對空通信設備，為飛機提供全方位的對空通信服務，以確保飛行安全。因此，空管遠山臺站建設尤為重要。其中，最基礎的也是最重要的就是臺站供電系統。下面，筆者以某山雷達站供電系統為例，簡要介紹了遠山臺站的供電配置。

1 概況

某山雷達站位于山區，周圍數公里之內荒無人煙。多年來，它主要作為林場觀察哨所使用，沒有穩定的市電提供。要想在此建設民航空管雷達站和甚高頻站，首先要解決的就是供電問題，嚴格遵守民用航空臺站建設的供電要求。某山雷達站現裝有S模式INDRA IRS-20MP/L二次監視雷達、PAE VHF十二信道和OTE VHF四信道對空通信系統、微波及光纜傳輸系統、視頻安防監控等設備。隨著飛行流量的增加，所屬雷達及甚高頻設備已經成為管制部門使用的主用系統，此站越來越重要。某山雷達站設計為無技術人員值守的遠山臺站，因此，供電系統的建設尤為重要。該雷達站接有兩路市電，即北郊供電和南

郊供電，分別經過十幾千米電桿架設，送來的兩路11 kVA高壓電經過高低壓轉換，降為標準三相電作為設備的市電輸入。

2 供電系統框圖

某山雷達站的供電方式主要分為以下幾類，它們之間并非簡單的上下級關系：①市電輸入，分為北郊供電和南郊供電；②80 kW柴油發電機組供電；③UPS不間斷電源供電，包括2組UPS；④24 V和48 V直流電源柜供電。該雷達站的供電情況如圖1所示。

圖1為某山雷達站供電框圖，北郊和南郊兩路11 kVA的高壓電經變電站分別送至配電間高低壓轉換柜，轉換為380 V的三相電，分別進入市電進線控制柜，然后再到聯絡柜。聯絡柜的作用是使兩路市電互為冗余，形成市電的雙重保護。從聯絡柜輸出后，一路市電至低壓配電柜，與柴油發電機組輸出共同作為油機市電互投柜的輸入送至 UPS-A；另外一路市電首先與柴油發電機組輸出共同作為另一路油機互投柜的輸入，再經由低壓輸出柜后送至UPS-B。至此，外部供電全部完成。此處，柴油發電機組由2臺80 kW的冗余組成，2臺機組互為主備，經邏輯輸出柜后送至兩路油機互投。由圖1可知，2路UPS供電互為冗余，共同送至雷達機房配電柜，任何一臺UPS故障都不會導致設備供電中斷，它能夠為所屬的INDRA二次雷達、VHF設備、傳輸、視頻監控和其他設備供電。24 V和48 V的直流供電也是首先由UPS提供的，經過專門的直流供電柜為VHF和傳輸系統提供備用的直流電。

3 不間斷電源配置和柴油發電機組

不間斷電源簡稱“UPS”，它是由變流器、開關和儲能裝置構成的。在市電輸入故障時，它用以維持負載供電的連續性。作為交流電源與設備之間的接口，它具有兩路電源之間不間斷的相互切換和保護功能。某山雷達站采用在線式（On-Line）UPS，基本組成為整流器＼充電器、逆變器、靜態旁路開關、手動維修旁路開關和電池組。當UPS正常運行時，交流輸入為負載供電，為電池組充電。儲能供電和恢復運行方式是在交流輸入中斷后，也就是我們常說的UPS供電。UPS只有在內部故障、電流尖峰和人工停止狀態下才會選擇旁路工作方式。在對UPS進行故障檢修時，在選取維修方式時要注意，此時的負載供電不受保護。某山雷達站配備了2臺不間斷電源（UPS-A和UPS-B），采取的是并聯冗余連接方式。在正常狀態下，它們各自負擔50%的負載運行，任何一臺UPS故障都不會影響終端負載設備的正常運行。

某山雷達站并聯安裝2臺80 kW的柴油發電機組，在2臺機組的公共端安裝有邏輯柜。其作用是，當市電中斷時，為主用發電機下達啟動指令；當主用發電機柴油耗盡后，啟動備用發電機，邏輯轉換可以設置為自動或人工。通常情況下，為了保證供電正常，邏輯柜的設置采用自動的方式。

4 直流供電配置

根據設備的需要，采用2種規格的輸出電壓，即24 V和-48 V。24 V直流電供給對空通信設備，以保證在市電中斷、油機故障、UPS電池供電耗盡或發生故障的極端情況下，對空通信設備依然可用，為管制提供不間斷的對空通信服務；而-48 V直流電供給備用路的傳輸設備，比如PCM-B、倒換設備、微波備用電源等。由于主用路采用常規UPS供電，當發生上述極端情況時，主用路已經失去功能，而備用路在直流供電條件下可以堅持數個小時，完全可以堅持到極端情況排除。直流供電柜采用模塊化設計、組合式結構，由整流器、監控屏、交直流配電、機柜和電池組等組成，帶通信接口RS232C或TCP/IP（RJ45）接口，能夠實現本地集中監控和遠距離監控。三相交流電經過交流配電為12臺整流器供電（根據負載配置不同數量），整流器把交流電變為穩定的直流電，所有整流器輸出并聯，通過分流器、熔斷器與電池并聯，同時，由直流配電分配給直流負載。

5 供電系統維護

某山雷達站自2012年投入運行以來，現有供電系統能夠滿足遠山通信臺站的設備要求，僅在2015年對供電系統進行過一次改造，原因是改造前的A路供電未安裝油機市電互投柜（如圖1所示），導致市電雙路中斷后油機不能為UPS-A供電。如果出現這種情況的時間過長，待UPS-A電池組放干后，UPS-A會自我保護，停止供電。這樣做，雖然不會影響通信設備的正常工作，但是，長期以往，會導致電池損壞。因此，要改造加裝A路油機互投柜，保證UPS和設備能夠正常工作。下面總結幾點供電系統的日常維護經驗，希望能為同仁提供幫助。

5.1 空開斷路器的選擇和避雷

空開在配電系統中是非常關鍵的器件。在工作過程中，首先要區分斷路器是交流空開還是直流空開，要關注其額定電流、額定電壓、限流等級、分斷能力和脫扣特性等重要指標參數。大部分的小型空開都具有過載與短路雙重保護功能，一般還兼有隔離功能。因此，在選擇空開時，不僅要考慮本級的需求，還要考慮供電路徑中上下級的關系。上下級空開必須考慮選擇性保護，如果不符合要求，就會導致故障擴大化。另外，還要安裝空開避雷器，防止雷擊引發的故障。

5.2 雷雨季節的防雷措施

遠山臺站多處于地勢較高的地方，因此，在雷雨季節，雷雨對供電系統的影響十分突出。在雷雨天氣，通常會人為關斷南郊、北郊供電，阻止雷電流從市電路傳入機房導致設備故障。

5.3 UPS的檢查

在檢查UPS時，要從功能、目的出發，即提供不間斷的電源，每年換季維護都要對電池組進行放電測試，模擬實際場景，直接斷掉UPS的輸入，而非機內電池測試。UPS作為空管保障的設備之一，要保證其工作環境。對于此類電源設備的檢查，要實時關注風扇工作是否正常，以保證機內的工作溫度，使用紅外測溫儀對所有電源設備，包括空開等進行測溫檢測，以此消除電路異常和短路的情況。

5.4 柴油發電機組的檢查

某山雷達站周檢都要進行啟動檢查，在極端氣候條件下，這項工作尤為重要。它能保證油機隨時啟動。另外，要嚴格按照廠家的要求更換機油、機濾，加強對啟動電瓶和防凍液的檢查，每隔2年更換一次防凍液。

6 結束語

對于遠山臺站來說，供電系統不僅要考慮不間斷電源、柴油發電機組、直流配電柜等大型設備的選擇情況，看其是否能夠滿足通信保障的要求，還要檢查空開斷路器、避雷器、電纜等細節，任何異常都可能會給供電系統帶來的致命故障，影響通信保障。供電系統是一個全面的綜合性保障體系，設計出發點絕不能單純放在系統中的某一點，而是應該通盤考慮，以通信保障為最終目的。

參考文獻

[1]中國民用航空總局空中交通管理局，中國民用航空總局第二研究所.MH/T 4003—1996 航空無線電導航臺和空中交通管制雷達站設置場地規范[S].北京：中國民航出版社，1996.

〔編輯：白潔〕