梧州249臺(tái)電力系統(tǒng)故障診斷提醒系統(tǒng)

高鵬 劉莊 陳俊行 林逍遙

（廣西廣播電視技術(shù)中心梧州分中心）

無(wú)線發(fā)射臺(tái)站長(zhǎng)時(shí)間、大范圍的停播很多是由于電力系統(tǒng)故障引起。電力線路的故障時(shí)具有很多共有的特點(diǎn)。一是位置隱蔽：機(jī)房的電力鏈路復(fù)雜，有些機(jī)房還有多個(gè)鏈路，沒(méi)電時(shí)無(wú)法直接找到故障點(diǎn)。二是設(shè)備關(guān)聯(lián)：電力線路故障關(guān)聯(lián)到機(jī)房的其他眾多設(shè)備或系統(tǒng)，有動(dòng)一點(diǎn)引全部的可能。三是安全：電力故障時(shí)，特別在夜晚時(shí)常引起值班人員精神高度緊張，延誤或影響了安全工作。機(jī)房值班中怎么做好電力線路的故障檢查和快速修復(fù)是保障機(jī)房安全播出的一項(xiàng)重要工作。

一、臺(tái)站迫切需要對(duì)電力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

梧州249臺(tái)也像其他發(fā)射臺(tái)站一樣，也時(shí)常受電力線路故障的困擾。除市電停電后發(fā)電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)恢復(fù)供電外，還存在一些較難處理的故障，如發(fā)生過(guò)ATS后空氣開(kāi)關(guān)跳閘引起的部分線路停電，花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間才查到問(wèn)題所在。又如一些空氣開(kāi)關(guān)跳閘，只是造成開(kāi)關(guān)脫扣，開(kāi)關(guān)操作桿沒(méi)有真正的跳下，給值班員尋找故障點(diǎn)制造了困惑。有一套直接的判斷線路故障點(diǎn)方法一直是一線值班人員的愿望。

其他行業(yè)特別是對(duì)電力依賴比較嚴(yán)重的行業(yè)，也已有成熟的電力在線監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，但對(duì)于我們發(fā)射機(jī)房還沒(méi)有這方面的應(yīng)用。一是費(fèi)用較高、二是機(jī)房電路設(shè)計(jì)不統(tǒng)一，線路由于各原因凌亂。于是梧州249臺(tái)根據(jù)自臺(tái)站實(shí)際情況，使用最安全基礎(chǔ)的技術(shù)采集電力信號(hào)，制作出一套電力線路在線監(jiān)測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)。

二、梧州249臺(tái)電力系統(tǒng)介紹

梧州249臺(tái)電力線路基本以用電設(shè)備特點(diǎn)和整個(gè)大樓設(shè)備位置設(shè)計(jì)，同時(shí)根據(jù)技術(shù)中心整體要求安裝有各條備份線路。各個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)包括主備發(fā)電機(jī)、外電供電主備線纜、穩(wěn)壓線路與直通及數(shù)個(gè)備份轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等。由于整體供配電電路圖較大，這里做一簡(jiǎn)單介紹：市電經(jīng)過(guò)隔離開(kāi)關(guān)雙電纜輸?shù)蕉菣C(jī)房總配電柜；主備發(fā)電機(jī)在發(fā)電機(jī)房多個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)切換后一條輸?shù)蕉菣C(jī)房總配電柜，一條線纜直接倒三樓配電柜；二樓ATS經(jīng)2條（另有一條梧州市發(fā)射機(jī)房用電）線路到三路配電柜；三樓設(shè)有穩(wěn)壓設(shè)備和直通設(shè)備開(kāi)關(guān)。經(jīng)過(guò)這些線路后，電源被配送到各用電設(shè)備。

三、監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)介紹

為了設(shè)計(jì)出能采集這些多路電力信號(hào)，又要安全穩(wěn)定能上時(shí)間運(yùn)行的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。項(xiàng)目使用了最基本的電力采樣器件，如繼電器、三相智能缺相錯(cuò)相保護(hù)器等轉(zhuǎn)換高電壓信號(hào)。為了值班人員安全，設(shè)計(jì)顯示電路時(shí)采用低電壓LED燈珠顯示電力線路。電力采集線路和顯示處理電路使用光耦連接。

所有采集繼電器或其他器件接線點(diǎn)都在開(kāi)關(guān)后，并在L線上接有保險(xiǎn)絲等保護(hù)裝置，避免影響主電路。繼電器輸出端（常開(kāi)組）連接光耦輸出端的負(fù)（使用12V直流電），之間的連接線使用超五類網(wǎng)線即可。 光耦連接電路如圖2所示。

圖2中12V直流電經(jīng)過(guò)限流電阻光電耦合器AK腳和指示LED燈珠后，再過(guò)電力采繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)（有外電時(shí)閉合）后光耦（4N25）工作。光耦輸出接三極管后驅(qū)動(dòng)小型繼電器RL2。RL2觸點(diǎn)連接電力線路顯示LED燈組工作。當(dāng)外電正常后，實(shí)現(xiàn)用的LED燈組將模擬電力線路的鏈路進(jìn)行顯示工作。LED模擬電路如圖3所示,LED為電力線路走向，較大多色LED為各種開(kāi)關(guān)狀態(tài)指示（綠色代表通電，紅色代表此處故障）。

為了實(shí)現(xiàn)整個(gè)電路顯示報(bào)警功能，系統(tǒng)增加電路輔助監(jiān)測(cè)，輔助實(shí)現(xiàn)電力線纜中開(kāi)關(guān)故障位置，使用元件如圖4所示。74LS148將各個(gè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)編碼，之后再使用74LS138優(yōu)先解碼器解出各路狀態(tài)，用于指示出是哪個(gè)開(kāi)關(guān)出現(xiàn)問(wèn)題，而不是在有沒(méi)電開(kāi)關(guān)不影響整個(gè)電路時(shí)而LED顯示錯(cuò)誤。比如，切換了備用電纜工作、備用開(kāi)關(guān)工作或跳過(guò)某個(gè)開(kāi)關(guān)而機(jī)房正常運(yùn)行的情況。74LS138優(yōu)先編碼器用其最基本的判斷功能當(dāng)最末端用電設(shè)備正常工作時(shí)，將屏蔽其他無(wú)電線路報(bào)警，同時(shí)無(wú)電線路LED不亮即可。

此外各個(gè)電力線路段的工作狀態(tài)還可以輸給單片機(jī)（圖5）做一個(gè)簡(jiǎn)單判斷，在模擬線路LED板上使用七段數(shù)碼管指示出具體編號(hào)，如開(kāi)關(guān)一樓開(kāi)關(guān)K1故障，將在數(shù)碼管上顯示1-K1。當(dāng)最終用電設(shè)備（如發(fā)射機(jī)系統(tǒng)所接入的配電柜）沒(méi)有電時(shí)，將會(huì)發(fā)出聲音做提醒報(bào)警。

四、小結(jié)

通過(guò)安裝在在監(jiān)控機(jī)房的控制幕墻上的顯示板，整個(gè)機(jī)房的配電主線路直觀的呈現(xiàn)在值班員的眼前。節(jié)點(diǎn)器件如開(kāi)關(guān)等為稍大LED突出顯示，更加直觀。經(jīng)過(guò)近3年多的使用，此在線式電力線路監(jiān)測(cè)故障報(bào)警系統(tǒng)將極大的緩解本臺(tái)值班人員對(duì)電力系統(tǒng)的緊張，為線路故障搶修提供參考，降低對(duì)故障的判斷時(shí)間，提高安全播出系數(shù)。