作者：马国贵 王庆友 李莉 于宏君
【摘 要】介绍了通辽市新一代天气雷达站供电系统,即双路交流市电供电外加备用发电机组、UPS蓄电池组的多路供电方式,并介绍了供电系统的防雷保护措施,以期为天气雷达正常工作提供参考。
【关键词】新一代天气雷达;供电系统;集中方式;防雷措施;内蒙古通辽
供电系统产生电网问题的主要原因:一是用户设备不具备绿色环保用电条件,致使大量尖峰突波、杂波杂讯、浪涌电流等反馈到公共电网上而对电网造成二次污染,大大干扰了其他精密设备或重要负载的正常运行,给用户设备的使用造成一定的危害,可引起机器设备内部敏感元件的误动作。同时,也易使机器或电脑内部元器件发热过度耗损而加速老化,大大降低了其使用寿命。针对市电的干扰问题,净化电源UPS应运而生,其具有不间断供电、稳压稳频、市电净化等功能。UPS可以用于一切重要的需要保护的负载设备。二是人为的用电设施破坏而造成的电力中断或短路瘫痪。三是雷击、台风、地震等自然灾害对电力输送系统造成的故障或瘫痪。
1交直流供电系统的集中方式
1.1供电方式
通辽新一代天气雷达站采用双路交流市电供电外加备用发电机组、UPS蓄电池组的多路供电方式:用户配电柜内有两路低压380 V市电各从低压变电站A和B的输出端引入,其中一路为主供电路,另一路作应急备用。2路市电由ATS自动切换开关切入另一路备用市电电路。这样雷达站市电供电采用多重保障,UPS的输入接于电网的最前端,以避免UPS受到其他用电设备的干扰。为了防止UPS与发电机输出电压波动太大,在UPS后加装宽范围的交流稳压器。雷达站供电系统工程设计采用可靠多路供电方式,如果高压变电路站瘫痪,则低压变电站A和B均停车,在线式UPS由蓄电池组以主电路方式电能经双变换后给负载设备提供纯净的交流电。而在线式UPS由于整流器的输出线路与蓄电池直流输出线路并接,因此不存在时间的切换,即零切换。同时,用户则可启动备用发电机组投入继续供电。通辽新一代天气雷达备用的三相柴油发电机功率较大(250 kW),其输出供电的质量高且稳定。
1.2供电系统组成
交流供电系统是由市电(主用电源)、油机发电机组(备用电源)及转换屏(设在地下1层)组成的。交流稳压器设在21层。其中发电机供电电压、频率质量相对不高,波型不纯正,谐波成分大,且从市电切换过程中存在较长的转换时间(即使装有ATS自动切换开关也存在0.5~1.0 s间断),发电机的运行也存在较大的噪声,仅作为备用电源。直流供电系统是由UPS整流器(主用电源柜)、蓄电池(备用电源柜)及直流屏(设在21层)组成。UPS则能解决电的所有不良因素,如电压、频率的不稳、电网与市电的各种干扰、市电的中断等。
1.3蓄电池组的设置
集中供电系统可靠性的保证还依赖于蓄电池的支持,即蓄电池组应确保交流电源中断后对该直流电源系统负荷的供电。传统的肪酸型电池功率密度小,大电流放电性能及低压限流充电性能差,维护操作手续繁杂,容易酿成供电中断事故,因而降低了供电系统可靠性,不可选用。若将蓄电池柜设在地下1层,由于基础电源设备置于大楼底层,而雷达机房设在22层,电源设备必须用很长且截面积很大的馈电线向远距离雷达供电,因此从电力室至雷达机房的能量传输成本高(配电电缆和机械结构附件),安装成本(墙、天花板上打洞、架设电缆及安装配件)也较大。此外,在大容量直流电源系统中,过长的馈电回路上增加的电感量会影响电源及电路的稳定性[1-3]。为了解决长距离供电问题,通辽新一代天气雷达蓄电池柜设在21层,交流供电系统安装在电力室(地下1层),由电力室馈送出来的低压基础交流电源,用专用电缆接至21层新一代天气雷达直流供电系统,然后送往雷达主机房和控制室的分配电盘上。
2 供电系统的雷电防护措施
供电电缆在50 m外穿钢管埋地引入配电室,钢管的两端分别接地,雷达设备的供电由配电室单独引入并配有备用系统,市电电缆和备用电电缆穿钢管至雷达机房的切换配电箱,该钢管接头处焊接形成电气通路,在穿过每层时与预埋连接板连接形成等电位连接。大楼内的电源线、信号线分开敷设在电气井的钢管内,钢管两端分别做等电位连接。钢管穿楼层时与预埋连接板焊接,以保证供电系统的安全[4]。
通辽雷达站业务楼供电采用TN-C-S方式。电源电涌保护器的设置为3级:第1级在总配电柜上(即变电室)安装40 kA(10/350 μs)的SPD,第2级在雷达楼配电盘上安装20 kA(10/350 μs)SPD,第3级在雷达主机房和控制室的分配电盘上安装10 kA(8/20 μs)SPD。SPD的引线长度均应小于50 cm,且地线应与配电柜的PE板相接。
3参考文献
[1] 刘宝贵,张旭.通信电源设备使用维护手册[M].北京:人民邮电出版社,2008.
[2] 杨文昌.大功率UPS在新一代天气雷达系统中的应用[J].福建气象,2005(3):37-39.
[3] 童以长,谢孙炳,张治洋.红尖山雷达站供电系统及市电能质量的改善[J].福建气象,2001(6):34-36.
[4] 叶旺,吴芳华,郭麦,等.天气雷达塔楼感应雷防护[J].福建电气,2010,29(4):33-37.
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