遠山臺站供電系統(tǒng)淺析

崔軍

摘 要：經(jīng)濟的快速發(fā)展帶動了民航運輸業(yè)的發(fā)展，空管系統(tǒng)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(shè)備保障為基礎(chǔ)?？展鼙O(jiān)視和通信保障設(shè)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(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容，并為供電系統(tǒng)提出了幾點維護建議，與相關(guān)工作人員分享經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：空管系統(tǒng)；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(tǒng)來說，為了擴大覆蓋空域，需要建設(shè)多個遠山臺站用于安裝更多的監(jiān)視雷達，對空域進行全覆蓋，消除雷達之間的盲區(qū)和本身的頂空盲區(qū)，并且在雷達站安裝甚高頻對空通信設(shè)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(shè)尤為重要。其中，最基礎(chǔ)的也是最重要的就是臺站供電系統(tǒng)。下面，筆者以某山雷達站供電系統(tǒng)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(qū)，周圍數(shù)公里之內(nèi)荒無人煙。多年來，它主要作為林場觀察哨所使用，沒有穩(wěn)定的市電提供。要想在此建設(shè)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(shè)的供電要求。某山雷達站現(xiàn)裝有S模式INDRA IRS-20MP/L二次監(jiān)視雷達、PAE VHF十二信道和OTE VHF四信道對空通信系統(tǒng)、微波及光纜傳輸系統(tǒng)、視頻安防監(jiān)控等設(shè)備。隨著飛行流量的增加，所屬雷達及甚高頻設(shè)備已經(jīng)成為管制部門使用的主用系統(tǒng)，此站越來越重要。某山雷達站設(shè)計為無技術(shù)人員值守的遠山臺站，因此，供電系統(tǒng)的建設(shè)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(jīng)過十幾千米電桿架設(shè)，送來的兩路11 kVA高壓電經(jīng)過高低壓轉(zhuǎn)換，降為標準三相電作為設(shè)備的市電輸入。

2 供電系統(tǒng)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(guān)系：①市電輸入，分為北郊供電和南郊供電；②80 kW柴油發(fā)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(jīng)變電站分別送至配電間高低壓轉(zhuǎn)換柜，轉(zhuǎn)換為380 V的三相電，分別進入市電進線控制柜，然后再到聯(lián)絡柜。聯(lián)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(lián)絡柜輸出后，一路市電至低壓配電柜，與柴油發(fā)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(fā)電機組輸出共同作為另一路油機互投柜的輸入，再經(jīng)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(fā)電機組由2臺80 kW的冗余組成，2臺機組互為主備，經(jīng)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(shè)備供電中斷，它能夠為所屬的INDRA二次雷達、VHF設(shè)備、傳輸、視頻監(jiān)控和其他設(shè)備供電。24 V和48 V的直流供電也是首先由UPS提供的，經(jīng)過專門的直流供電柜為VHF和傳輸系統(tǒng)提供備用的直流電。

3 不間斷電源配置和柴油發(fā)電機組

不間斷電源簡稱“UPS”，它是由變流器、開關(guān)和儲能裝置構(gòu)成的。在市電輸入故障時，它用以維持負載供電的連續(xù)性。作為交流電源與設(shè)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(tài)旁路開關(guān)、手動維修旁路開關(guān)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(nèi)部故障、電流尖峰和人工停止狀態(tài)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(lián)冗余連接方式。在正常狀態(tài)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(shè)備的正常運行。

某山雷達站并聯(lián)安裝2臺80 kW的柴油發(fā)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(fā)電機下達啟動指令；當主用發(fā)電機柴油耗盡后，啟動備用發(fā)電機，邏輯轉(zhuǎn)換可以設(shè)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(shè)置采用自動的方式。

4 直流供電配置

根據(jù)設(shè)備的需要，采用2種規(guī)格的輸出電壓，即24 V和-48 V。24 V直流電供給對空通信設(shè)備，以保證在市電中斷、油機故障、UPS電池供電耗盡或發(fā)生故障的極端情況下，對空通信設(shè)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(shè)備，比如PCM-B、倒換設(shè)備、微波備用電源等。由于主用路采用常規(guī)UPS供電，當發(fā)生上述極端情況時，主用路已經(jīng)失去功能，而備用路在直流供電條件下可以堅持數(shù)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(shè)計、組合式結(jié)構(gòu)，由整流器、監(jiān)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?qū)崿F(xiàn)本地集中監(jiān)控和遠距離監(jiān)控。三相交流電經(jīng)過交流配電為12臺整流器供電（根據(jù)負載配置不同數(shù)量），整流器把交流電變?yōu)榉€(wěn)定的直流電，所有整流器輸出并聯(lián)，通過分流器、熔斷器與電池并聯(lián)，同時，由直流配電分配給直流負載。

5 供電系統(tǒng)維護

某山雷達站自2012年投入運行以來，現(xiàn)有供電系統(tǒng)能夠滿足遠山通信臺站的設(shè)備要求，僅在2015年對供電系統(tǒng)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(xiàn)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(shè)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(shè)備能夠正常工作。下面總結(jié)幾點供電系統(tǒng)的日常維護經(jīng)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(tǒng)中是非常關(guān)鍵的器件。在工作過程中，首先要區(qū)分斷路器是交流空開還是直流空開，要關(guān)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(shù)。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(guān)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(fā)的故障。

5.2 雷雨季節(jié)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(jié)，雷雨對供電系統(tǒng)的影響十分突出。在雷雨天氣，通常會人為關(guān)斷南郊、北郊供電，阻止雷電流從市電路傳入機房導致設(shè)備故障。

5.3 UPS的檢查

在檢查UPS時，要從功能、目的出發(fā)，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(nèi)電池測試。UPS作為空管保障的設(shè)備之一，要保證其工作環(huán)境。對于此類電源設(shè)備的檢查，要實時關(guān)注風扇工作是否正常，以保證機內(nèi)的工作溫度，使用紅外測溫儀對所有電源設(shè)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(fā)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(jié)束語

對于遠山臺站來說，供電系統(tǒng)不僅要考慮不間斷電源、柴油發(fā)電機組、直流配電柜等大型設(shè)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(jié)，任何異常都可能會給供電系統(tǒng)帶來的致命故障，影響通信保障。供電系統(tǒng)是一個全面的綜合性保障體系，設(shè)計出發(fā)點絕不能單純放在系統(tǒng)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(shè)置場地規(guī)范[S].北京：中國民航出版社，1996.

〔編輯：白潔〕