發信臺電源優化方案的思考

陳衛文 林智堅

摘 要：本文通過對汕頭海岸電臺及發信臺目前供電的現狀進行分析，得出目前供電系統存在的問題及缺陷，提出優化和解決的辦法，確保發信臺遇險應急通信能夠得到更為可靠的供電保障。

關鍵詞：發信臺 電源供給 發電機 UPS

1.汕頭海岸電臺發信臺供電系統現狀及存在問題

汕頭海岸電臺目前承擔著覆蓋范圍內A1、A2海區的遇險、緊急、安全、日常海上無線電通信等功能，是為履行國際海事組織（IMO）公約而建設起來的集近、中、遠距離水上無線電通信功能的船岸無線電通信系統，涵蓋了HF/MF/VHF等頻段，具備了SSB/FM無線電話和NBDP/ DSC無線電報等功能，承擔著船舶遇險報警、安全通信、海上安全信息播發等任務，是船舶航行安全必不可少的一套通信保障系統，它包括了收信臺、發信臺和無線電話臺，其中收信臺和無線電話臺位于汕頭海事局辦公大樓，與汕頭海事搜尋救助分中心同址，由市電、應急發電機及1臺48KVA APC英飛系列UPS供電，電力供應情況可靠穩定。

汕頭海岸電臺發信臺現位于汕頭保稅區，主要設備有3臺1Kw中/高頻發射機，承擔海岸電臺中/高頻電報和電話的發射任務，用電功率較大。汕頭保稅區遠離中心城區，地理位置比較偏僻，經濟發展相對滯后，導致保稅區內市電供應不穩，停電時有發生，并且電壓波動較大。發型臺目前主要由市電供電，同時輔以一臺30kW柴油發電機組以及低壓配電柜1臺，當應急發電機檢測市電斷電時，立即啟動發電，通過穩壓器進行送電。由于汕頭由于應急發電機屬于內燃機發電，一旦市電斷電而發電機突發故障無法及時啟動，會導致發信機無法工作，使整個汕頭搜救區的DSC報警系統癱瘓，后果不堪設想。

2.供電系統完善的構想設計

為了確保DSC報警系統全天候的工作，從應急通信的層面為海上的救助提供堅強的保障，履行國家賦予海岸電臺的重要職責，對海岸電臺的供電系統重新的規劃改造成為必要，主要是徹底完善發信臺的應急供電系統，達到萬無一失。設計構想是配套兩個應急電源供電，當一個電源發生故障時，另外一個電源不應同時受到損壞。為了保證系統正常運行，設計的方案是在發信臺保留原來的柴油發電機等供配電設備，增加配置UPS，具體配置見表1。

2.1 UPS配置

UPS的配置應根據發信臺設備的用電功率以結合其他因素做精確計算后進行配置，經統計，目前發信臺正在運行的設備及所需功率如表2。

由表2可以得知，發信臺供電功率7KW，取功率因數為0.8，則所需UPS的視在功率為8.75KVA，結合產品的實際參數，應配備UPS的視在功率為10KVA。另外，根據觀察，近三年來發信臺的最長停電時間為4小時，為確保UPS具有充分的后備時間，本方案擬將后備時間增加到5小時配置。

2.2 UPS電池配置

U P S電池的配置按如下公式計算：

C=（P*T）/（Vbat*η*K）

其中：C為蓄電池容量，單位為（Ah）；P為UPS的輸出功率，單位為（W）：T為后備時間，單位為（h）；Vbat為電池組電壓（本方案選配UPS電源的直流工作電壓為240V），；η為UPS電池逆變效率（本方案取0.94）；K為電池放電效率，按表3對應選取：

由前述可知：P=7000W、T=5h。另外，由于后備時間為5小時，對應表3，K取0.9

所以C = （ P * T ） / （ V b a t *η*K）=7000*5/240*0.94*0.9=172.07 Ah，因此，應選取12V，100Ah電池2組，數量m=2*240/12=40（個）

2.3 系統的完善方案

應急發電機和UPS相結合的應急供電系統其構想就是將UPS作為儲能設備，當市電停電時，由UPS直接供電，通過對UPS儲能電池SOC（SOC全稱是State of Charge，荷電狀態，也稱剩余電量，代表的是電池使用一段時間或長期擱置不用后的剩余容量與其完全充電狀態的容量的比值常用百分數表示。其取值范圍為0-1，當soc=0時表示電池放電完全，當soc=1是表示電池完全充滿。）進行實時監測，當電池SOC低于50%時，應急發電機自動啟動向UPS的儲能電池進行充電，UPS正常進行供電。當UPS處在待機狀態時，電池SOC低于正常值時，應急發電機自動啟動對儲能電池進行充電，使儲能電池的SOC始終處于高位。

從消防安全的角度考慮，防止發電機和UPS因火災同時失去功能，油機房需在院內單獨建設，距辦公樓≥20m，對不能滿足該條件的站點，可以根據現有條件安排，但油機房應做防噪音處理。

基本步驟如圖1。

3.供電設備的監控

3.1 UPS監控

對UPS的運行狀態進行實時監測管理，但不對UPS進行控制。通過UPS自帶的智能通訊接口和相應的通訊協議內容，實時顯示并保存UPS的運行參數、運行狀態，儲能電池soc參數及報警信息進行實時監測；能用直觀的圖形來指示UPS的運行狀態。實時判斷UPS的部件是否發生報警，當UPS的某部件發生故障或越限時，監控主系統發出報警。

3.2 柴油發電機監測

實時監測柴油發電機的運行狀態、報警信息及運行參數，并對柴油發電機的輸出電源的質量進行監測。在動力機房室，通過發電機廠家提供的專用智能通訊接口，及相應的通訊協議，軟件工程師將根據此編集驅動，導入系統平臺進行實時監測；實時地監視柴油機的起停狀態，各相電壓，電流，頻率等參數進行監測。

4.結束語

綜上所述，DSC系統的不間斷工作，是為船舶安全航行提供保障，在緊急和遇險的關鍵時刻能充分發揮“順風耳”的作用，所謂“練兵千日用兵一時”，產生了明顯的經濟效益和社會效益，發信機應急供電系統的有效正常起到十分顯著的作用，因此確保應急電源的有效性顯得極其重要，希望本文的分析能為此提供參考。

參考文獻：

[1]（海岸電臺總體及工藝設計規范）（STJ/ T341-96）.