广播电视发射台供电系统增容改造探讨

广播电视发射台供电系统增容改造探讨（精选7篇）

广播电视发射台供电系统增容改造探讨 篇1

二、项目简介

项目所属科学技术领域、主要内容、特点及应用推广情况：

本工程属广播电视发射系统技术改造领域。

主要内容包括技术设施和配套设施改造两部分。经建设单位科学组织，精心实施，完成810KHz 200KW发射机、1530KHz 50KW发射机、810KHz调配网络、高频传输路由、安防监控、冷却降噪除尘、发射机房等系统改造，提高了整个系统的总体技术水平和可靠性。

项目最大特点:

（1）复杂程度高。技术设施改造和配套设施装修改建同时上马，点多面广，十分复杂，并且由于项目资金主要来自专项，根据财政规定不能随意改动。施工期间，各分项工程齐头并进，必须充分协调好各施工单位工程进度，充分考虑施工每一个环节。

（2）施工难度大。由于实施不停播改造，工期紧（90天），作业面狭窄，既要维持安全播出，又要正常推进工程进展，任何一个细微的失误或纰漏都可能导致发射台节目停播的灾难性的后果。因此，任何工作必须科学安排，精心组织，任何工作必须一丝不苟。

（3）克服难点多。一是抗干扰。大功率多频点发射台，电磁干扰和各频率相互串扰无处不在，方案制定和实施都必须通盘考虑上述因素对整个系统的影响，许多工作只能安排到凌晨两点后至三点三十分停播间隙进行。二是抗灰尘。工程实施期间，为确保发射设备的运行安全，必须耗费大量精力用于消除灰尘对新旧设备的影响，施行特别保护措施。三是新技术、新设备应用多。需要建设单位尽快熟悉掌握相关知识和设备。四是没有专业人员帮助，没有经验可以借鉴，从前期准备到工程实施与监督，一切只能依靠自己。为此传发中心和某发射台工程技术人员付出了艰辛的努力。

改造工程完工后，某发射台发射设施和整体装备水平全面提升，安全播出保障能力得到增强，为发射台今后的发展打下了良好的基础。改造工程同时为全国大功率中波发射台原址更新改造创造了一种新模式，积累了宝贵经验，新系统的合理配置以及创新技术的应用对中波台建设也具有一定的示范意义。

1三、主要技术创新点

项目主要创新点有：

1、中波天线网络针对南方雷暴天气多的特点，采用多种防雷技术专门设计，电感由线径4.5CM铜管绕制，采用高压真空电容，设置同台播出的另两套中波广播的阻塞网络，采用多重防雷手段：石墨放电球、天线对地并接微亨级电感，输出通路设置三级隔直电容，提高了设备运行的稳定性和防雷性能，确保优质安全播出。经浙江科技信息研究所查新：多种防雷手段的200KW中波天调网络在全国200KW以上大功率中波发射台中创新使用。

2、安防监控系统采用全数字方案，在200KW中波广播发射台采用数字摄像头，信号利用地埋光缆数字传输，红外对射设备就近取电，缩短电源线，防止中波通过电源线串扰进红外对射系统，信号传输采用点对点方式。图像信号清晰，无网纹干扰，红外对射布防正常使用，有效解决了在全国200KW中波台大功率高场强下传统监控摄像系统会受到高频影响，图像产生网纹、红外对射受到干扰的难题。

3、应用模块式水冷机组建设冷却降噪除尘系统，隔绝与外界的空气交换，大大减少灰尘进入量，达到发射机室恒温，恒湿。系统自投入运行以来，效率高，运行可靠，为全固态发射机创造了一个良好的运行环境和条件，为安全播出提供了保障。据了解，在全国大功率中波台中还没有利用此种方式冷却降噪除尘的先例。

四、项目详细内容

1、立项背景

某发射台是省属最大功率等级的中波发射台，承担着广播电视集团AM810KHz江之声（发射功率200KW）、AM1530KHz城市之声（发射功率50KW）、AM603KHz旅游之声（发射功率10KW）三套节目的中波发射任务，是党和政府的喉舌，也是党和政府与人民群众之间沟通的桥梁与纽带。发射台建于1954年，前身为江人民广播电台某发射台，至今已有近60年的历史，服务区域主要为杭嘉湖宁绍及苏南、上海等长三角发达地区，覆盖人口6000万。

近年来，由于受高清电视、数字广播、互联网和移动多媒体等新兴媒体的冲击和影响，调幅广播在全国范围内均出现收听率降低、受众群减小、影响力收缩现象，导致技术改造滞后，跟不上广电技术飞速发展的节拍。某发射台除上世纪90年代末开始进行过发射机、供电系统、信号传输链路局部升级改造外，技术改造总体投入不够，系统装备和技术水平已明显陈旧、落后，尤其是浙江广播主频率浙江之声810KHz主备发射机超期服役，故障不断，严重影响发射台安全播出和保障能力，技术改造已迫在眉睫。

随着国家广电“西兴工程”的推进，加上在“5.12汶川大地震”、2009年初南方特大冰冻灾害等特殊时期中波广播显示出了重要战略意义，使中波广播重新得到认可。浙江广播电视集团对此高度重视，并得到省财政厅、省广电局的大力支持下，2009年8月，某发射台改造工程正式立项。

2、详细技术内容

改造项目总投资1015万，包含两方面内容：发射设施的更新改造，配套设施的改造。

1、设施更新改造：

（1）、在确保安全的前提下，拆除810KHz原200KW电子管板调机、1530KHz原50KW发射机各一部。对发射台三个频率的发射机、倒换和配套设备进行重新布局和设计。

（2）、安装调试HARRIS DX-200（200KW）、HARRIS 3DX-50（50KW）全固态发射机各一部。

（3）、同步更新810KHz馈电路由和天线调配网络一组。引进126M 4英寸Andrew软馈地埋敷设用于810KHz高频信号传输。安装Dielectric倒换开关一只实现200KW、100KW主备发射机倒换功能。安装400KW仿真假负载一台用于810KHz主备机日常使用，建设天调网络实现阻抗匹配、对同台发射的另外两台节目的阻塞、良好避雷功能。

（4）、完成现用另外四台发射机移位。对三个频率发射系统进行联调，试用正常后，利用凌晨停播间隙进行新旧割接。

（5）、对改造以后的广播发射系统进行技术指标测试和调整。

2、配套设施的改造：

（1）、完成冷却降噪除尘系统建设。采用模块式水冷机组搭建系统建设方 案，实现发射机室恒温（常年控制在23度），恒湿（50%），降噪除尘功能，并满足节能环保和稳定运行需要。

（2）、完成发射区域安防监控系统建设。采用全数字方案实现200KW中波台 重点区域的实时摄录，监控，回放和技术区域400M小围墙的红外对射设防功能。

（3）、完成主机房和发射机室整体改造，满足全固态发射机的运行要求。

（4）、完成附属用房改造。利用闲置的180M2短波机房改建解决发射台长期 以来一直没有后勤用房的困境，利于发射台日常管理。

（5）、完成810KHz天线调配房和射频电缆工艺管道建设，为新天调网络和 高频传输软馈提供配套。

（6）、对配套设施进行强弱电及给排水改造。

改造工程按照上述内容制定了详细缜密的实施方案，并充分考虑改造过程中产生的各种不利因素，对安全播出可能产生的影响，制定相应对策和应急预案（抽调技术力量，加强值班、巡查、维护，在第四发射台搭建发射机作备份等）。由于科学规划、操作规范、专人监理、措施得力，再加上全体职工的热情参与，改造工程始终按照预定计划顺利推进，取得了最终的圆满成功。

3、与当前国内外同类技术主要参数、效益、市场竞争力的比较

浙江广播电视集团某发射台广播发射系统的改造主要由技术设施改造和配套设施改造组成，采用的技术和方案，与全国部分大功率发射系统改造基本类似，但有明显的特点和优点：

在天线调配网络的设计中充分考虑到全固态发射机对防雷的敏感性，针对江南雷暴天气多，某发射台天线场地条件比较差（场地狭小，总共两座天线，拉线塔和自立塔相距不到200M）的特点进行了专门设计，创造性地采用多种方法和手段，提高了设备运行的稳定性和防雷性能。一年来，基本没有发射机由于雷电保护导致降功率和损坏器件发生。

采用Dielectric倒换开关和Andrew软馈地埋敷设搭建810KHz高频传输路由，解决传统明馈阻抗不稳，软馈架空难以维护的问题，提高了系统效率，具有更高的运行指标。

采用全数字方案建设安防监控系统，图像信号利用地埋光缆数字传输，红外对射信号采用点对点回传，跟传统建设方案相比，图像更清晰，运行更稳定。

另外在制定配套设施改造方案时充分考虑全固态发射机对运行环境的高要求，针对发射台临近104国道的现状，进行了探讨和摸索，采用模块式水冷机组建设冷却降噪除尘系统实用，可靠，对发射机运行起到良好的保护作用。四台老发射机改造前由于积尘影响，故障不断，一年以后，运行趋于稳定，状态越来越好，间接延长了使用寿命。

综上所述，某发射台广播发射系统的整体改造，与其他大功率台改造相比，在应用技术和方案制定、实施具有更强的科学性、实用性和合理性。

4、应用情况

改造工程完成后，极大地改善了某发射台技术设施的运行环境，发射设施得到全面更新，各项技术指标均符合国标和行标。

（1）安全播出保障能力和发射台整体技术水平得到全面提升。发射设备的更新换代和运行环境的更新改造，使得某发射台的整体面貌发生了脱胎换骨的变化，新技术、新设备的应用使大家的业务水平得到跃升。过去碰到雷暴天气，经常发生设备降功率保护或器件损坏，一年以来已不再发生。810KHz新建高频路由和天调网络的投入使用，也使得系统的效率更高，运行可靠性更有保障。

（2）值班人员的劳动强度和工作压力大为减轻。由于运行环境的彻底改变，四台老全固态发射机过去由于灰尘引起接触不良引发的故障越来越少，运行状态越来越好，一年来已少有过去经常需要赶赴一台处理特发故障的经历，也间接延长了发射机的使用寿命，节约了大量的改造资金。

（3）为发射台今后的发展打下了良好的基础、积累了宝贵经验。项目工程在不停播的前提下，创新思维，开拓进取，圆满稳妥地处理好了安全播出、设备更新、土建施工三者的关系，探索出了一条大功率中波发射台的原址改造的新路子。更为重要的是，改造工程同时锻炼了一支能吃苦、会战斗的技术队伍，为某发射台今后的发展和改造提供了良好的人才保障。

广播电视发射台供电系统增容改造探讨 篇2

广播电视部门作为党和国家的喉舌,一直肩负着宣传党的政策,团结和教育广大人民、丰富群众文化生活、加速信息交流的重要使命。广播电视播出质量直接关系着党和政府各项方针政策的贯彻落实、时刻经受着用户的检验和评价,所以对播出质量实施有效监测至关重要。也是确保台播出工作达到“满调制度、满功率、满时间”三满工作的必要手段。对安全播出来说,不停播是最低的要求,更高要求是保证播出质量,保证播出信号的准确。

1系统设计概述

广播电视技术的发展,新技术的不断运用,对泸州广播电视发射台的管理水平和技术人员的综合素质也提出了较高要求。目前泸州广播电视发射台的播出节目涵盖调频广播和模拟电视、数字电视、手机电视等发射传输业务。在广播电视安全播出的过程中,重大自然灾害发生的概率还是很低的,平时面对的更多的是技术故障导致的播出事故。从统计数据来看,80～90%的原因是由于技术故障造成的播出中断或传输指标下降。因此,加强播出监测工作仍是安全播出的重点工作。如果没有配置必要的监测和信源备份,在出现危及安全播出的关键时候将无法快捷、迅速地启动应急预案进行处置,对安全播出而言将是一个严重的隐患。也无法通过事故记录的调阅,分析故障点事故概率及环境因素影响,进而完善播出应急预案。因此,完善播出监测将是安全播出圆满完成的重要手段。

2.系统结构及功能

在泸州广播电视发射台的播出控制系统中,播出环节主要包含信源、切换、播出三个环节,必须对播出链路中各个信号节点进行监测和预警,帮助值班人员清除安全播出隐患。当出现突发播出事故时,能简单、迅速地处理并恢复播出。

该系统主要分四个部分进行设计,为:(1)信源部分,完成转播的广播、电视节目信源的接收,为切换矩阵提供稳定的信号源,并为监测提供必要的链接数据。(2)信源切换部分,完成广播、电视信源的调度切换功能,为对应的发射机提供相应的信号源。(3)播出监测部分,完成对发射机输出射频信号的空间接收,并为监测提供必要的链接数据。(4)综合管理部分主要包含矩阵切换控制、电视画面分割、音频监测、设备监测、监听控制等功能。通过管理服务器按时巡检各节点设备工作参数,对系统告警信息及时处理,清除或减少播出危害。如图1所示:

3.各子系统设计实现

目前,泸州广播电视发射台播出模拟电视频点6个,模拟广播频点5个,数字电视频点7个,需要监测控制的频点共计18个。

3.1信源系统。

泸州广播电视发射台信号源主要为卫星、干线光纤、有线电视三大类信号。信号源接收设备应具备双路输出和丰富的输出接口,将主路送入视频矩阵系统进行切换,将副路送入监测处理系统。同时,将管理接口汇聚到管理服务器进行监测控制。如图2所示:

3.1.1卫星信号源,是泸州广播电视发射台使用的主信号源,通过大口径卫星天线接收中星6B转发器的卫星信号,用75-9同轴电缆传输至信源机柜,采用工程卫星接收机接收,作为中央台、省台的信号源。

3.1.2干线光纤信号,通过广电中心到发射台的主干光纤,实现点对点的信号传输,采用数字设备实现信号传输,接收省广电光纤干线网传输的中央、省广播电视信号及泸州地方台节目信号作为播出信号源。

3.1.3有线电视信号,为接收泸州广电网络光纤电视信号,通过采用DVB-C有线电视工程接收机接收有线电视网络中传输的广播电视节目,作为播出节目的备份信源。

3.2信源调度切换系统。

本次设计共配备了两套矩阵切换系统,分别为电视矩阵切换系统和广播矩阵切换系统。

电视矩阵切换系统主要完成电视节目信源的切换调度,广播矩阵切换系统完成广播节目的切换调度。两套切换系统利用通讯接口连接控制台上的远程控制面板,实现信号的切换调度控制。

3.3播出监视系统。

为实现对播出质量的有效监控,必须实时对播出信号进行空间信号接收监测,接收设备应具备双路输出和丰富的输出接口,将图像送入电视墙画面分割处理系统,将伴音送入音频监测处理系统和监听切换系统,完成对播出的切换监听,管理接口汇聚到管理服务器进行监测控制。如图3所示:

模拟电视节目的监测,采取一对一的监测方式。采用了专业电视综合解调器,分别解调泸州广播电视发射台播出的6个频点的模拟电视的图像和伴音。采用专业调频解调器,解调播出的5套调频节目。并将图像和音频分别送入相应的监测处理系统。

数字节目码流打包在前段机房完成,泸州广播电视发射台只负责转播该节目,如果对节目包中的每套节目实施监测,不仅成本高,也存在与前端机房重复投入的问题。同时,对于打包播出的数字节目,只要其中一套节目播出正常,即可基本判定发射机传输系统工作指标正常。为此,经技术人员分析论证,采用了每个数字频点监测一套节目的办法,用数字综合解码器接收播出的空间数字射频信号,来实现对数字节目的播出监视。

3.4综合管理处理系统

该部分包含自台监控、电视墙、监听控制等三大部分。

3.4.1自台监控系统

播控中心自台监控系统应当包含播出监控和台区环境监控。

台区监控通过二百万数字高清摄像机及感温、感烟等智能探头构建监控系统,实现对台区的实施监控。监控系统的方案设计,本文在此不作讨论。

播出监控方面,应当做好播出系统中各个环节的监控。通过管理服务器按时巡检各节点设备工作参数,对系统告警信息及时处理,清除或减少播出危害。

为方便操作并利于维护,将设备控制面板等设备放在播控台,设备主机放在信源机柜中。播控台主要包含以下设备:电源控制面板、广播矩阵远程控制面板、电视矩阵远程控制面板、音频监听矩阵控制面板、管理服务器远程操作客户端电脑、视频监控客户端电脑等等需要即时操作的设备。

信源机柜主要包含以下设备:广播矩阵主机、电视矩阵主机、信源接收设备、管理服务器、画面分割、音频监测系统等等。其中,画面分割器主要将多个图像按同样的比例压缩后再转成HDMI信号输出到电视墙实时监看,实现一个屏幕监视多路信号的传输质量。音频监测系统完成将多路音频信号合成音频柱图形后再转成HDMI信号输出到电视墙显示。并将设备的声光报警接入系统,便于监测。

在该工程案列中,选择市面成熟的16路监控主机作为画面分割器,不仅实现了必要的监测功能,而且大大降低了工程投入。该设备主要参数为:(1)支持16路标准模拟视频接入。(2)支持多路实时视频压缩及存储及同步预览或回放;(3)支持4个SATA/4TB硬盘;(4)支持手动、定时、报警等录像功能;(5)支持HDMI、VGA、CVBS同时输出;(6)支持信号异常报警等功能输出。

该机不仅满足泸州广播电视发射台对视频信号画面分割的需要,还支持中文通道名称设置和视频信号异常报警功能。视频质量诊断系统可对视频的码流进行解码与图像质量评估,对视频信号中存在的清晰度异常、亮度异常、偏色、噪声干扰、画面冻结、信号丢失等异常问题进行判断和告警。

该机还可以通过联网进行远程访问查看播出质量,方便技术人员远程监测播出质量或协助值班人员分析处理播出事故。实时录像为播出事故的倒查提供原始数据,帮助分析事故当时的环境信息和设备工作状态,以便进行事故概率统计并修正应急预案。

3.4.2电视墙

控制室的电视墙主要完成以下显示功能:主备信源图像监测、播出节目图像监测、安防监控画面、音频监测器画面、时钟及安全播出预警信息显示系统等。为减少投入,可利用前期中央无线地面数字配发三台NEC高清专业监视器和现有的两台长虹监视器,自行设计制作挂架搭建电视墙,并将主机设备全部放在信源机柜中,便于调试和维护。实现不同功能的实时监视,并能信号异常画面报警。(见图4)

3.4.3音频监听部分

监听监看作为播控系统中必要功能,亦是提高节目质量、保证安全播出的重要手段。为此,将电视切换矩阵的预监视频输出到电视墙,将伴音送入音频监测监听系统。由于涉及广播、电视及播出监测共三路切换器送来的音频信号,为避免操作的复杂性,并为减少建设成本,自行设计了一个简单的音频控制合成电路及面板,当需要监听电视矩阵的伴音时,开启电视旋钮,当需要监听广播音频是开启广播旋钮,当需要监听播出监测信号音频时开启监听旋钮。既可实现三路音频的单独监听控制,也可实现三路音频信号的可控混音输出,简单实用。电路及面板效果图如图5所示:

5.结束语

广播电视发射台供电系统增容改造探讨 篇3

【关键词】技术难点；传统发射机改造分析；天线系统

一、技术难点

DRM基带信号的功率密度函数在整个信号带宽内均匀分布，不像模拟AM信号（能量绝大部分在中心载波及其附近集中），是多载波信号。由于信号输入通道的带宽限制，导致了各子载波之间幅度具有差异，接收的可靠性收到一定的影响。足够的时延带宽是DRM广播的另外一个要求，信道群时延特性的好坏，严重影响着各子载波之间的相位关系，群时延特性差一样会导致接收困难。

关于模拟发射机进行DRM数字化改造，有以下三个关键技术难点需要解决：

1.音频支路信号与相位支路信号的时延控制问题

传统模拟调幅发射机的数字化改造，需要将信道编码调制器输出的数字基带信号分别输入到发射机音频支路和相位支路，即一路输入包络信息，一路输入相位信息。由于两路信号所经过的信号处理路径和步骤不同，因此到达发射机混频管进行信号合成时会存在延时误差，这个延时误差会严重影响DRM广播信号的传输发射。

2.数字射频激励调制器

在传统模拟调幅发射机上实现数字DRM信号的发射，需要将信道编码调制器输出的数字基带信号调制到发射机实际工作的射频频率上，要实现该功能就必须采用DRM数字射频激励调制器替代载波发生器。

3.音频支路数字信号处理问题

传统的模拟调幅发射机大多是依靠模拟技术来进行音频支路信号的处理，目前虽然部分电路采用了DSP（数字信号处理）技术，但是不进行特殊的，有针对性的数字化的改造，传输信号还是不能满足DRM标准所要求的技术指标。

通过开发了发射机音频支路与相位支路延时调整适配器、数字射频激励调制器、音频支路数字信号处理器可以解决了以上三个技术难点。

二、传统发射机改造分析

DRM基带信号为数字信号，发射时采用的调制方式为幅/相调制（I/Q），采用模拟方式完全通过天线发射出去之前，首先要进行上变频，将DRM基带信号变换到射频域。I/Q信号变换为幅度/相位信号，对模拟载波信号进行相位/幅度调制。由于发射机的类型不同，导致了DRM基带信号变换到射频域信号的过程也不同。

传统的模拟发射机，像数字调幅（DAM，包括DX、3DX），脉宽调制固态（PDM）和脉冲阶梯调制（PSM）等非线性发射机，在进行DRM数字化改造的过程中需要在基于原发射机的平台上增加数字频率合成器，及DRM编码/调制器。乙类屏调发射机受自身条件的限制是最不适合进行DRM改造的机型。

对模拟发射机进行DRM改造首先要获得足够的音频带宽。对于数字调幅DAM或DX、3DX发射机的数字化改造，为了拓宽音频信号的输入带宽，需要将音频通道中的低通滤波器进行旁路。脉冲阶梯调制PSM发射机通过拓宽PSM调制器之后的低通滤波器的带宽来实现。固态PDM发射机需要拓宽用于PDM解调的低通滤波器的音频带宽来实现。

对于M2W中波广播发射机，虽然从结构上看仍然是非线性发射机，但是它的整体实现的功能接近于线性发射机。发射机本身具有对幅度/相位信号进行相位和包络分量提取的功能，同时发射机本身采用了优异的数字信号合成技术和先进的全数字域信号处理方法，所以最容易实现DRM广播机型是M2W中波广播发射机。由于M2W发射机采用数字化方式进行信号的处理和变换，所以信号的变换精度相对较高，也省去了幅度调制的模拟环节，只需要接入由DRM编码/调制器产生的AES/EBU格式的I/Q分量信号，即可实现DRM广播。同时由于M2W中波广播发射机的信号处理为全数字域的，每一个载波周期结束后，包络调制参数和相位调制参数计算完成并存入寄存器，在下一个载波周期来临时对应于相应的射频放大模块的输出端，在发射机的末级槽路转换为射频信号，而调制通道的幅度与相位不存在时延差，所以对M2W中波广播发射机进行DRM改造时不需要考虑延时控制问题。

COFDM是DRM基带信号采用的调制方式，峰值系数（峰值功率与平均功率之比）较高是COFDM信号的缺点，统计显示，DRM信号的峰值系数通常为9dB，这就对发射机是否有较高的峰值功率输出能力提出了要求。

设一模拟调幅发射机载波额定功率为Pc，正峰最大调制度Mmax。则发射机的瞬时峰值功率为：

Pmax=（1+Mmax）2Pc

当此发射机输出DRM信号时，能输出的最大平均功率应当是在Pmax基础上下降为0.125倍（即9dB）。

PDRM=0.125Pmax=0.125（1+Mmax）2Pc

设载波额定功率为10kW，最大正峰调制度140%，那么此发射机所能输出的最大DRM平均功率为：

PDRM=0.125（1+Mmax）2Pc=0.125×（1+1.4）2×10=7.2kW（数字功率）

以上计算值是理论上的，也是发射机实际所能达到的最大值。发射机自身的非线性决定了发射机实际发射能力远低于该值。衡量DRM发射机性能指标的一个重要因素是DRM最大平均功率，额定载波功率为10kW的模拟M2W发射机，处于DRM模式下工作时，在确保调制误差率不超过-35dB的条件下，可传输6.8-7kW的DRM平均功率，在现有发射机中是很高的。

发射机的非线性决定了各子载波之间的互调分量必然产生，进而导致了接收时的解码麻烦。此外，衡量一台发射机是否适合DRM数字化广播的另一个重要条件是发射机的幅度和相位调制通道间的时延差，它必须被控制在一定的范围内，这种时延差的控制方式主要有两种：手动调制控制和自适应控制。

三、天线系统

天线系统的带宽限制直接影响了DRM信号各载波之间的相位改变，以及各载波不同程度的幅度衰减，还可能与邻近发射机产生作用，导致带外发射功率，天线带宽的平坦响应度能降低部分带外发射功率，当DRM信号带宽与天线带宽相当时，可能发射机接天线和接测试负载测得的射频频谱不等，所以当设置预校正参数时，要考率到天线特性产生的影响。

目前中波天线是多种多样的，但覆盖区域和传播模式（纯地波传播模式、地波/天波混合传播模式）决定了天线的配置。中波天线在工作频率上被调整为纯电阻，在工作频率两侧，增加了虚部，对发射机呈现为复数阻抗，对于DRM来说，由于在中心频率两侧阻抗的虚部改变符号，同时在中心频率两侧的变化率（下降或上升）相等，即在中心频率以下为电容性，那么在中心频率以上为电感性，反之亦然，即天线的阻抗特性是对称的。

天线辐射效率直接决定了覆盖半径，与模拟调幅发射类型。驻波比特性可以表征天线带宽，通过开路实验，选择9kHz带宽的DRM模式，中心频率附近正负10kHz带宽内驻波比要求小于1.2；正负15KHz带宽内要求小于1.4。而对于选择18KHz或20KHz为带宽的DRM模式（数模同播模式，纯DRM模式），要得到滿意覆盖的效果则对天线特性要求更高。

四、结束语

水轮发电机组改造增容 篇4

龙溪河梯级电站建于50年代末,共有狮子滩、上硐、回龙寨、下硐4个电站,总装机容量104.5MW,狮子滩电站是龙溪河梯级电站的第一级,首部有库容为10.28亿m3(有效库容7.48亿m3)的多年调节水库。建成后,梯级电站在重庆系统中担负调频、调相、调峰和事故备用等任务。随着电网的扩大,1975年四川省形成了统一电网,陆续修建了一批大、中型水电站。但是,网内水电站除龙溪河梯级和我厂大洪河电站(有不完全年调节水库,电站装机35MW)外,均为迳流式电站,因此,龙溪河梯级电站在系统中担负了对川西迳流电站一定的补偿调节作用。

狮子滩水电站是我国第一个五年计划重点建设项目。电站兴建于1954年,建成于1957年。第一台机组于1956年10月1日并网发电,电站原装有4台单机容量为12MW的水轮发电机组,设计年均发电量为2.06亿kW．h,年有效运行小时为4290h,机组立项改造前安装投运以来共发电(截止1992年底)63.41亿kW．h,有效运行小时(截止1992年底)为65.62万h,其中:1号机运行17.3万h,发电16.31亿kW．h;2号机运行15.4万h,发电15.06亿kW．h;3号机运行16.8万h,发电1.61亿kW．h;4号机运行16.09万h,发电15.95kW．h。

狮子滩水库经过长度为1462.5m、直径为5m的压力隧洞、差动式调压井及长度为133.213m、直径为5m的压力钢管及4根直径为2.6m的钢支管分别引水至各机组。各机组压力水道长度分别为:1636.18m(1号);1638.978m(2号);1642.131m(3号),1644.83m(4号)。机组的主要参数如下:

水轮机:

型

号:HL216-LJ-200;

水

头:HP=64.3m;Hmax=71.5m;

Hmin=45m;

流

量r=25.4m3/s;

设计出力:Nr=13.8MW;

吸出高度:Hs=0.6m;

额定转速:nr=273r/min;

飞逸转速:np=490r/min;

接力器直径:φ400mm;

接力器工作油压:1.75～2.0MPa;

接力器最大行程:240mm。

发电机:

型

号:TS-425/84-22;

额定容量:15MVA;

额定出力:12MW;

额定电压:10.5kV;

额定电流:827A;

额定频率:50Hz;

功率因素:0.8;

静子接线:双Y;

转子电压:188V;

转子电流:470A。

主励磁机:型号:ZLS-99/24-8;

额定出力:125kW;

副励磁机:型号:ZLS-54/8-6;

额定出力:6.5kW;

永磁机:型号:TY65/13-16;

额定容量:1.5kVA;

调速器:

型

号:S-38型;

工作容量:78.45kN．m;

工作压力:1.75～2.0MPa。改造增容研究过程

2.1 改造增容的提出

狮子滩电站机组及辅助设备运行至1992年已有36～37年,除少数辅助设备进行过更换外,主要设备均未更换。由于运行年久,设备日益老化,都需要有计划地进行改造、更新。针对50年代制造投入的水轮机效率低,设计时考虑机组运行方式与目前实际运行情况有较大的变化等情况,省局在1990年组织了科研、运行单位共同研究了机组设备状况和系统运行方式后,提出机组改造增容的要求。并要求对水轮机转轮改(选)型和利用发电机残余寿命增容至15MW等工作立即开展可行性研究。

2.2 改造增容可行性研究

1990年9月初,狮子滩水力发电总厂成立了龙溪河梯级电站改造增容工作领导小组及各专业工作组,遵照省局的指示,我厂在四川省电力试验研究院(以下简称试研院)、东方电机厂科协、四川省水力发电学会咨询部等单位的帮助和配合下,重点对水轮机转轮改(选)型和利用发电机残余寿命增容等工作展开可行性研究。

2.2.1 发电机试验研究

在有关单位配合下,进行了发电机一系列试验、研究工作,并分别提出了试验报告(东方电机厂:“发电机电磁计算”、“机械强度计算”、“发电机通风试验”、“发电机气隙磁密测算”;试研院:“发电机静子老化鉴定试验”、“发电机温升试验”)。试验表明:静子绝缘无老化特征,绝缘尚有较高的电气强度和绝缘裕度,通过发电机通风改造,发电机可增容至15MW有功运行。2.2.2 水轮机提高效率的研究

机组能否增容,提高水机出力是需要解决的第一个关键问题。1990年11月,试研院提出“龙溪河梯级电站的增容改造设想及狮子滩电站增容改造的可行性研究”的规划性报告,鉴于国内尚无完全适合狮站增容用的转轮,故在1990年12月,在省电力局主持下,我厂与试研院正式签订了“狮子滩电站增容改造用新型水轮机转轮的研制协议”。要求在狮子滩电站对其水轮机转轮进行模型设计、试验研究中,在保持狮子滩电站水工部分及水轮机埋设部件不大动的条件下,要求水轮机改造达到以下目标:

(1)提高水轮机过流能力15%以上;

(2)提高水轮机平均运行效率2%以上;

(3)提高机组出力2000～3000kW;

(4)原水轮机功率摆动大,新机应予以改进;

(5)要求新机具有良好的抗气蚀性能及运行可靠性。

之后,试研院与四川省机械设计研究院水力发电设备研究所(以下简称机械院)合作,联合研制狮子滩电站专用改型转轮,经优选后,机械院委托东电电器公司制造模型水轮机及模型转轮,并确定模型转轮的定型试验在水利水电科学院机电所(以下简称水科院)低水头能量台上进行。上述单位通力合作,在1991年11月,完成了3个水轮机新转轮和两个改型转轮,共计5个转轮及模型机的设计制造及试验工作,其中包括完成了S10、S20以及改型转轮S11的能量性能对比试验和S20、S21、S30,3个新转轮在水科院低水头能量台上定型试验,将试验结果与国内已研制成功的bo=0.2,Q′max＜1000L/s的优秀转轮A10、A232的参数比较,见表1。

表1 bo=0.2,Q′max＞1000L/s的优秀转轮主要参数对比表

转轮 名称 [td]最大单位

流量 Q′max /L．s-1 [td]单位转速 n′out [td]最高效率

ηmax /% [td]备

注 A10-25 [td]1080 [td]68 [td]88.2 [td]用标准尾水管、低水头台试验,当转轮换算为350mm时,ηmax=89%。A232-35 [td]1040 [td]69.5 [td]90.7 [td]用标准尾水管,在高水头试验台试验,按IEC公式换算为低水头时ηmax=89.8%。S30-35

[td]1020 [td]70 [td]89.5 [td](1)尾水管主要流道面积仅为标准管的74.7%～81%。

(2)转轮出口尺寸为前者的89.7%。(3)在低水头试验台上试验。

(4)按计算,在相同流量下,尾水管损失增加使水轮机效率下降约1.47%～1.87%。

考虑到S30特殊流道带来的不利影响,应该说转轮的综合能量指标高于A10及A272,是近年来国内研制的bo=0.2且具有大过流能力的优秀转轮之一,属国内先进水平。经换算,新研制的S30转轮用于狮站时,其各项指标均达到和超过合同要求。

2.2.3 提出可行性报告

在前期大量试验、研究的基础上,我厂于1991年底完成了狮子滩电站改造增容的可行性研究工作,提出了改造增容的前提条件为

1)尽可能不改动原已建的水工建筑物,并要求改造增容工期尽可能短;(2)引用流量增加是有一定限度的;(3)狮库按优化调度10年的统计,运行年均毛水头为64.39m。在经过水轮机提高效率研究及发电机一系列电气试验后,我厂提出了狮子滩电站改造增容可行性报告,由省局主持召开了有9个单位的工程技术人员共45人参加的审查会。审查意见指出:“从5个模型转轮中推荐采用的S30型转轮,其资料和数据是通过全模拟试验获得的,可以用作真机出力效率换算的依据。转轮试验是在水工建筑物基本不变,水轮机主轴不予更换的条件下进行的,难度大,其增容幅度达25%,且具有较高的能量指标,在短短1年内研制完成是很不容易的。狮子滩电站换为该转轮后,在相同设计水头下,水轮机单机出力可由12MW增至15MW以上,模型最高效率89.5%,预计真机效率为92.0%,满足四川省电力科试所与长寿发电厂签订的各项技术指标”。会议同意以S30型转轮作为狮子滩电站改造增容更换用的转轮。

审查会议同意将对称型活动导叶改为非对称导叶。鉴于顶盖、底环的止漏环,抗磨板等已严重磨损,为有利于制作和安装,同意更换。水轮机仍使用橡胶轴承。尾水管直锥段按模型试验尺寸予以扩大。

发电机(2号发电机)经过电磁计算和静子绝缘老化鉴定以及温升试验表明,静子绝缘无老化特征,绝缘尚有较高的电气强度和绝缘裕度,在进风温度为30℃、功率因素0.85、定子电压10.5kV、定子电流970.6A、转子电流497A时,发电机可带15MW有功运行。

励磁系统经测算和试验能满足发电机15MW,无功11.25MVAR,功率因素0.8条件下运行。

主变压器多年运行工况较好,常规试验数据正常,近期内短时超负荷运行基本可以承受。110kV、10kV开关遮断容量严重不足,应予全部更换。

可行性方案审查后,省局要求我厂“尽快完成初步设计,并上报我局审查,抓紧落实选择水轮机制造厂订货工作”。

2.3 完成初步设计

根据省局要求,我厂组织有关技术力量提出了初步设计报告。1992年在我厂提出初步设计报告后,省局又再次组织了对初步设计的审查。初步设计报告对狮子滩电站改造增容从几个方面进行了分析和论证

1)对狮子滩电站改造增容技术上的可行性,经济上的合理性进行2)对下一阶段设备改造的技术设计和施工设计明确了任务,提出了要求;(3)计算并提出了狮子滩近期改造增容的总概算;(4)对改造增容的经济效益进行了计算分析,省局审查后同意了初步设计报告,下达了狮站改造增容的第一批费用及形象进度要求。机组改造施工、试验及运行情况

3.1 首台机组改造施工和鉴定验收

1992年12月,在东电电器公司将水轮机需更换的加工件已按合同要求完成,我厂已按初步设计要求完成了狮子滩电站2号机组各项技术和施工准备,主要准备工作有:水工建筑、水力机械、发电机通风系统改造施工图及“发电机通风系统改造施工工艺”、“机械部分改造施工工艺”、“水工部分改造施工工艺”、“改造增容综合施工进度网络图”等报告文件,于10月11日开始了狮子滩电站2号水轮发电机组的改造增容施工工作,并结合改造增容进行了机组大修。由于我厂对此项工作缺乏经验,也由于水轮机设计制造上的一些问题,如:导叶平面密封不良、转轮标高低5mm、顶盖漏水等,使施工工期超过预计工期。直到1993年3月12日机组空车启动试运行开始,接着又与电力科试所共同进行了发电机通风系统改造后的通风温升试验,至3月19日甩负荷试验后,机组才正式交调度管理,整个机组施工期长达99d。改造后对机组进行了通风,温升试验;运行稳定性试验,效率试验及电站引水系统水头损失试验,并提出了相应的试验报告。

为了给改造增容鉴定提供更完整的资料,经我厂研究决定:于1993年7月26日、27日、31日三次由狮子滩电站作2号机组带15MW负荷试验。当时由于环境温度较高,空冷器供水量已超过设计值,冷风温度及线圈温度均超过允许值。为了能得到准确的定量试验结果,8月11日,由厂组织有关专业技术人员并邀请了电力科试所有关同志一道,使用符合试验精度要求的仪表再次进行了机组带15MW试验。1993年9月,由四川省电力工业局主持,组织有关专家进行了现场鉴定验收,与会专家一致认为:狮子滩电站2号机组改造增容是成功的,后续3台机可参照2号机进行改造。鉴定验收意见如下:

(1)提供的技术文件资料齐全,论据可靠,内容和测试数据可信;

(2)按狮子滩水轮机实际流道条件研制的S30型水轮机转轮,在bo/D′1=0.2,Q1＞1000L/s的条件下,其能量指标具有国内先进水平;

(3)现场试验及实际运行表明,改造后的机组各部位振动摆度值符合国标要求,运行稳定性良好;

(4)改进后的机组单台增容3MW,增容率为25%,且水轮机效率提高,与原旧转轮相比,平均运行效率约提高4%,实测在水头55.25m(设计水头58m)及满负荷运行条件下,水轮机效率达91%,过流能力提高21%;

(5)发电机通风改造后,冷却总风量增加5%,改善了发电机内的风量分布,下端进风量增加15%,在相同运行条件下,其定子线圈各部温度特别是原高温区——线圈上、下端部,均有较大幅度降低;

(6)狮子滩电站其余尚未改造的相同3台机组参照2号机改造后,可增加电网调峰容量12MW,有利于减少高峰时段电网对用户的限电和增加电网的备用容量,提高电网的供电可靠性和电能质量,按照过去10年水文资料测算,全站年均增发电量1000万kW．h,本梯级其它水电站减少弃水损失电量200万kW．h,在丰水期以其增加的12MW容量替代相等容量的火电,其增加的容量在高峰时段工作,电网迳流式电站担负其它段的负荷,每年丰水期可使迳流水电站减少弃水,增发电量约1100万kW．h,总计电网年增发电量约为2300万kW．h,经济与社会效益十分显著:

(7)狮子滩电站2号水轮发电机组改造增容研究工作全面达到了预期效果,其改造是成功的,为该厂几个梯级电站机组改造增容工作提供了可靠的依据,在国内同型机组的改造增容中可以推广应用。3.2 后续机组的改造施工及试验

在2号机组改造增容成功的基础上,四川省电力工业局要求我厂立即着手进行后续3台机的改造增容工作,下达了项目计划通知。为保证后续机组改造增容的成功,我厂着重抓了以下几方面的工作:

(1)在1993年7月12日～14日,我厂与科研、设计、制造单位一起就狮子滩电站1、3、4号机改造增容水机部分有关技术进行了研究,对2号机改造中存在的问题从底环、顶盖、导叶、双连壁、转轮等各方面提出了30条修改意见,补签了技术协议,使改造方案更加合理、完善。

(2)对改造中新、旧部件的配合,改造与未改造部分的联接过渡,请设计部门现场核实,研究落实方案,对送到制造厂加工的设备,制定详细的措施。

(3)从新修订改造的施工工艺,在总结2号机改造增容的基础上,对施工工艺中存在的问题进行修订,制订了切实可行的工艺措施,如尾水管直锥段新里衬安装,浇二期混凝土,由原来分3段浇筑改为4段浇筑,每段浇筑一次,保证了混凝土的密实、可靠;导叶部分预组装改为导叶全部整体预装,保证了顶盖、底环、导叶几大部件安装的正确性;减少工作时间等等,使施工工艺更好的指导施工。

(4)制订详细周密的施工计划、施工安全、技术组织措施,施工网络进度图,使施工管理更加科学化,减少盲目性。

(5)施工中以工艺措施为指导,按施工网络进度图控制施工进度,精心组织、合理安排,努力克服施工中的各种不利因素,保证施工的正常进行。

(6)通过各台机组发电机改造前通风温升试验,找出各台发电机影响增容的关键问题。制订出每台发电机通风系统改造的方案,对症下药。针对发电机空气冷却器容量已不能满足增容后夏天运行的要求,研究增大1～4号机的空冷器的热交换容量技术措施,将4台机的空冷器更换为热交换率较高的新型针刺式空气冷却器。

(7)施工中强化质量意识,加强责任制落实,严格厂、车间、班组三级验收责任制,建立健全了检修任务书,采取激励竞争机制,充分调动广大职工和工程技术人员的工作积极性。对重点技术难题、难点,厂组织有关人员进行技术攻关,不断提高施工管理质量和施工质量。如针对2号机改造后,转轮标高比固定部分标高下沉5mm的问题,经研究对后续3台机改造时,拆机后对转动及固定部分标高进行核实,具体定出每台机的加工尺寸,保证了每台机转轮的标高正确;后续3台机施工中,在中心复核时,发现发电机静子中心与顶盖、底环中心相差较多,经讨论认为发电机静子中心不易变动,而采用调整新顶盖、底环安装中心的办法,解决了这一技术问题。

狮子滩电站后续3台机改造增容,在省局、电力科试所领导支持下,在厂精心组织领导下,经广大职工、工程技术人员的共同努力,施工1台,总结1台,不断提高施工质量和管理水平,不断缩短施工工期。3号机施工从1994年11月12日至1995年1月31日正式交付调度运行,历时80d,比2号机施工工期缩短19d;4号机施工从1995年3月8日至1995年5月23日正式交付调度运行,历时76d,比2号机施工工期缩短23d;1号机施工与1号主变及10kVⅠ段改造施工同步,由于受主变更换及10kVⅠ段开关改造的影响,施工从1995年9月18日至1995年12月2日正式交付调度运行,比2号机施工时间缩短大约1/4,改造后机组投入系统运行正常。为保证增容改造后机组能发挥效益及安全运行,在机组改造的同时,对发电机开关及1号、2号变压器也作了更新增容。

1996年7月11日至18日,由四川省电力科学研究院与我厂一道对改造后的3、4、1号机组进行了效率试验和稳定性试验,并提出了“狮子滩水力发电总厂狮子滩电站1号、3号、4号机组效率试验报告”和“狮子滩电站1号、4号机组改造增容后,运行稳定性试验总结”报告。在此之前,于1995年3月,对3号机组进行了运行稳定性试验,提出了“狮子滩电站3号机组改造增容后运行稳定性试验报告”。

1995年2月11日～16日,1995年12月18日～21日,四川省电力试验研究院与我厂共同对改造后的3号机组、1号机组进行通风、温升试验,分别提出了狮子滩电站1号、3号、4号机组改造增容后通风、温升总结报告,经改造前试验,4号机组不需通风改造,故未再作改造后的试验。

从机组的稳定情况试验及效率试验看,1号、2号、3号机组在各运行工况稳定性良好,振动摆幅均符合国家有关规范,但2号机组在特定工况区存在有由尾水管偏心涡带产生的低频压力脉动而导致机组低频振动及功率摆动问题。4号机组运行稳定性相对较差,存在一定程度的动力不平衡和磁力平衡现象,摆幅值超过国家标准,尾水管存在明显的压力脉动现象,对机组的运行稳定性存在较大的影响。

从水轮机的效率测试看,1号机真机最高效率可达92.33%(相对值),2号机最高效率可达91.5%,3号机最高效率可达92%(相对值),4号机最高效率为91%,高效区在11～13MW,平均运转效率约89%,改造后机组的效率提高较多,平均运转效率提高约4%。

通风温升试验情况表明:通风改造非常成功,1～3号机组改造后总风量有了较大幅度的增加,增加了4%～7%,风量分配也趋合理,下端部分的进风量比改前增加14%～18%,风速分布,风压分布也更趋合理。改后发电机定子线圈的温升有了明显下降,1～2号机下端鼻部一般下降了1～18K,渐开线部分一般下降1～25K,槽部降低1～6K,但3号机较改造前增加,4号机组根据改造前试验情况,通风系统未作改造,仅更换了空气冷却器,从4台机组通风温升试验情况看,发电机能够满足改造后安全稳定运行的要求。3.3 改造后机组和电站出力特性

1996年10月10日,我厂对改造后机组和电站的出力特性进行了测量,并对水轮机汽蚀情况作了检查,编写了“狮子滩电站改造增容机组运行报告”。

从电站的出力特性试验及现场汽蚀情况检查看,电站毛水头在63.73m也即上游水位在341m左右,电站单台机和两台机组同时运行,尚可达到单机出力1.5万kW的增容目标,3台机组和4台机组同时运行,单机出力最大只能达到13.8MW和13.3MW。从电站运行记录看,1995年7月30日,电站几乎在最高水位运行时,电站在接近防洪限制水位时段运行(即345～346m),电站实测最大出力56.2MW。从引水系统水头损失试验看,引水损失与引用流量成平方关系,随着引用流量增加,引水系统总的水头损失成平方增加。改造后,电站在哪些情况能够达到4台机组满出力运行的增容目标,还需进一步试验测量。同时也需进一步分析水系统损失对电站出力的影响。从现场汽蚀检查的情况看,水轮机叶片存在严重的翼型汽蚀,当机组运行有8500h以上,叶片就开始发生汽蚀,且各块叶片的汽蚀情况不同,说明同一转轮叶片翼型控制不一致。改造增容效益分析(1)由于水轮机效率提高了约4%,狮子滩4台机组改造增容后,在与改造前相同运行条件下,机组效率提高将增加发电量;又因引用流量增加,可减少汛期弃水,增发洪水电能,原狮子滩与梯级年均增发电量分别为1000万kW．h及1165万kW．h。

(2)龙溪河梯级增发电量及增加调峰容量对系统有显著的经济效益。

(a)狮子滩电站机组改造增容后,在水库高水位情况下,电网最大可增加调峰容量或备用容量约12MW,在当时电网严重缺乏高峰容量的情况下,可减少高峰时段电网对用户的限电,提高电网供电的可靠性,有利于国民经济的发展。

(b)狮子滩电站改造增容,在丰水期电网以其增加的近12MW的调峰容量,代替系统等容量的火电调峰,可减少火电调峰损失,由于狮子滩水库具有多年调节能力,汛期可以让网内迳流式电站大发,减少弃水,这样,每年丰水期可使迳流式水电站减少弃水,增加发电量1100万kW．h。

水电站水轮发电机组增容改造

作者：轴承供应商网 发布时间：2009-6-12 9:06:29 文字选择：大 中 小 浏览次数：126

提高机组总体效率达到增加机组出力的目的是水电站增容改造的主要课题。机组总体效率应当从水力、机械及电磁三方面综合考虑。转轮改造是增容改造的重点。水轮发电机组增容改造是水电站技术改造的主要课题。一方面。由于设备老化，机组实际效率显著下降。另一方面，技术进步促进水轮发电机组效率进一步提高。因此，投产较早的水轮发电机组通过技术改造后效率有较大的提升空间。从经济角度来看，水电站建设资金的主要部分是水工建筑物，在不增加水耗的前提下，通过对机电设备技术改造，提高机组总体效率，增加机组出力。与新建电站相比，技术改造投资少，见效快，经济效益好。水轮发电机组的总体效率由水力、机械及电磁三方面因素综合决定。制定增容改造方案过程中应当全面考虑影响机组效率的多方面因素，应用当前机组制造的新材料及新技术，采取综合的优化方案，达到机组总体效率提高的目的。

本文针对投产较早的水电站影响机组效率的主要因素进行分析，提出机组增容的途径。

1提高水力利用效率

1.1提高转轮效率，适当增加转轮单位流量。转轮的改造是水电站增容改造的重点。较早投产的水轮机由于当时技术条件的限制，性能落后，制造质量差。我国转轮系列型谱中如HL240，HL702，ZZ600等转轮是国外上个世纪30年代至40年代的技术水平。另一方面，运行多年的转轮经过多次空蚀后补焊打磨，变形加上过流部面磨损，密封间隙增加，效率明显下降。例如双牌水电站水轮机转轮是HL123（即HL240），80年代中期机组总体效率是86％，最大出力可达50MW，目前最高只能发出48MW。随着科学技术的进步，转轮的设计与制造已经达到一个新的高度度。优化设计技术,CFD（计算流体力学）技术及刚强度分析技术应用于转轮设计领域，使转轮设计技术有一个质的飞跃。特别是CFD的应用，使转轮设计达到量体裁衣的水平。消除了选型套用与实际水力参数的误差。叶片模压成型技术及数字控制加工技术的应用，使加工出厂的转轮与理论设计偏差缩小，转轮效率可达94.5％，与老型号转轮相比，新混流式转轮效率可提高2％～3％，轴流式转轮效率可提高4％～5?。由此可见，转轮的改造能使机组效率有一个较大的提升。

适当增加转轮的单位流量，充分利用丰水季节水能，经济效益也十分可观，但转轮过流量受到座环高度的限制，也就是受到导叶相对高度的限制。改造后的转轮单位流量不可能无限制增加，另一方面，流量加大，流量上升，空蚀特性变差，水轮机可靠性不能保证。因此，流量增加，应提出适当的要求，专家推荐几种转轮的最大单位流量如下： 转轮型号 单位流量 HL240 1.45m3/s HL220 1.28 m3/s HL180 1.15 m3/s 转轮选择可直接选用与实际水力参数相符或相近的转轮。经过真机运行检验后其转轮的能量特性及费可靠性良好的转轮用于水力参数相符或相近的场合,改造的成功率有把握。且能省去模型试验的费用。

改造费用低，经济效益好。转轮选择的另一个方法，是用与实际水力参数相差不多的转轮，经过改型设计后，直接使用，也可省去模型试验的费用，其可靠性及能量特性也有保证。

转轮选择的第三个方法是利用CFD技术。根据实际水力参数进行量体裁衣式的设计。理论上这样的转轮最符合实际情况。各项指标都能达到最优。但对大中型电站而言，转轮可靠性至关重要。量体裁衣式设计出来的转轮必须经过模型试验。这样转轮设计制造的周期较长，费用也很高。1.2减小转轮漏水量 由于泥沙磨损，转轮密封装置间隙增大也是机组效率下降的原因之一。转轮密封装置损坏，检修时难以修复，因此在更换转轮时同时对密封装置进行改造，减小漏水量，提高效率。

1.3降低尾水水位到设计水位 由于长期泄洪，投产较早的电站尾水河道存在不同程度的拥塞，导致设计尾水水位上升，机组利用水头下降，出力降低。清理尾水河道，使尾水水位控制在设计水位的范围，可以使机组出力增加。特别对于低水头电站，尾水水位的变化对机组出力影响大，清理尾水河道可获得良好的经济效益。2减小机械损失，提高机组效率 2.1 推力轴承改造

目前弹性金属塑料瓦技术成熟，造价不高，应用广泛。逐步取代传统的巴氏合金推力瓦。与巴氏合金相比，弹性金属塑料瓦突出的优点是磨擦系数小，因此用弹性金属塑料瓦替代巴氏合金瓦可以减小机械损失，提高机组效率。值得注意的是，应用弹性金属塑料瓦的机组停机过程较长，而且导叶漏水较大的情况下，机组有 潜动 现象发生。

2.2改造发电机通风系统，减小机组通风损耗

老式风路系统，风量分配不合理，漩涡大，风损大，挡风板过多，给检修、维护带来不便。新式风路可使总风量减少20%～30%，通风损耗减小50%，电机效率可以提高0.3%～0.6%。风路系统配合冷却器一起改造可使电机定子最高点温度降低6～10℃；转子温度10～15℃。因此对于定子线圈及转子线圈绝缘没有缺陷的机组，可以不对定子及转子进行改造，而只改造通风系统，就可以提高发电机的容量。盐锅峡电站就是采用这种改造方式。这样即可节省投资，也可缩短改造的工期。

3减小电磁损失

3.1 定子铁芯改造，减小铁芯损失

铁芯损失是发电机电磁损失的主要部分。投产较早的机组硅钢片磁滞损失较大，加之多年运行后铁芯松动，绝缘老化，涡流损失增加。选用性能较好的硅钢片对铁芯进行改造可使发电机效率进一步提高。3.2取消直流励磁机，采用可控硅励磁

广播电视发射台供电系统增容改造探讨 篇5

天馈线侵入即雷电通过广播电视发射机的天馈线系统侵入到广播电视系统中。由于天馈系统大多安装在铁塔上，引入雷击几率很大。我们台利用高低通滤波器组合避雷器，可以对天馈线路防雷起到一定作用。我们知道雷电电流冲击波的主要能量大约在40kHz以下频率，而广播电视信号频率分布在几百千赫至几百兆赫以上频域，根据这个原理，我们可以利用高低通滤波器将雷电冲击波和有用信号分开，低频雷电冲击波直接入地，广播电视有用信号正常通路发射。在一定程度上解决了天馈线路雷电侵入的问题。

2信号线路侵入及防雷方法

信号侵入即雷电通过信号线侵入到广播电视系统中。在当今广电系统中，信号放大器、卫星接收机、信号解调器、光端机以及计算机、电话等信号传输往往使用的是同轴电缆进行传输，当雷电产生电磁脉冲时，会在导体中产生交变电磁场，使导体中的感抗和容抗发生变化，从而会产生电位差，这种电位差会对广播电视设备形成强烈干扰，并会形成驻波，严重时往往通过接口处形成过电压从而损坏电器设备。对此种雷电侵入我们采取的办法一是加强对电缆的屏蔽，保证电缆外金属皮有良好的接地，二是通过信号隔离避雷器进行信号与雷电通道分离，在电缆输入端和电缆输出端加隔离器，截断雷电波的侵入，保证了广播电视各系统的信号线路防雷安全。

3电源线路雷电侵入及解决方法

电源防电，一直是我们解决防雷问题的重中之生，之前我们说过，雷电电流冲击波的能量主要集中在40kHz的低频段，我们现在的供电电路不管是220V还是380V，其工作频率是50kHz。如果有雷电发生，所产生的较大的能量波谐波分量就会比较容易与附近的供电电路发生耦合谐波，特别是我们一般的发射台站都建在高山上或空旷地带，交流电网分布面积比较大，雷电电流的冲击波比较容易从电源线路进入供电系统，强大的电流会瞬间破坏电器设备的电源系统甚至破坏整个发射系统。对于电源线路的防雷，我们采取在电源配电室变压器次级、机房配电柜及发射设备电源进线处并联三级三相、单相电源保护器，把电源进来的雷电进行多级分流，分别引导入地。电源系统三级保护的基本要求分别是:第一级就采用高能量防雷器，防雷击电流不小于100kA,响应时间不小于100ns；第二级采用过压保护器，可随最大放电电流40kA，响应时间不大于25ns；第三级采用浪涌吸收精细过压保护器，可承受放电电流5kA，响应时间不大于25ns。如果电源有雷电冲出波侵入发生时，电源配电室高能量防雷器避雷器会首先启动，避雷电阻瞬间会降至短路状态，雷电电流会经过避雷电阻分流入地，保证后面设备安全。如果还有雷电冲击波存在，机房配电柜过压保护器随之启动，直至发射设备的浪涌吸收精细过压保护器启动，三级电源保护器可以有效的保证发射系统电源线路的防雷安全。雷电冲击波过后，各级保护器会瞬间再恢复为对地断路状态，保证设备供电正常。

4直击雷的预防

现在大多数广播电视台的发射和接收设施都安装在高山或铁塔上，所以会受雷电的直击的概率比较大。通常我们会在发射塔上安装一根避雷针，通过避雷针把闪电吸引到接闪器上，然后利用地线把闪电的电流冲击能量导入地下，从而保护了避雷针周围的建筑物。汤原县广播电视发射塔上的避雷针可以有效保护避雷针高度向地面幅射45度以内的建筑物及建筑物内的各种设备，但设备也必须安装相应的电子避雷器。为了达到引雷电入地的目的，应尽量减小发射铁塔的地网阻值，对地阻值必须＜4Ω。

5地电位反击与接地

当雷电击中室外避雷针(发射塔)时，闪电电流会在避雷针的接地连接处产生瞬间的高电压，对附近的公共接地极放电，把闪电的瞬时的高压引向公共接地的设备，造成室内的设备损坏，这种现象称地电位反击。因为当避雷针引雷电入地时，会在接地处产生1kv以上的冲击过电压，而大地的冲击击穿场强平均值约为600kv/m，因此在接地体3m以内的大地会产生新的冲击电流，会与更远处的设备接地线产生电位差，从而使更远处地线连接的设备受到雷电波及。为了防止这种现象发生，我们把汤原广播电视台原有的微波站、电台、电视台的机房及发射塔、和配电室的各种工作地、保护地等系统连接成一个接地网，做成一个等电位，变为一个整体，从而使当闪电电流入地时，大家共同升高，避免形成电位差造成地电位反击。要想达到良好的防雷效果，接地质量十分重要，如果接地不好，轻则会降低设备的可靠性，损坏机器设备，重则会并涉及到人身生命安全。各种接地线与地网必须保证可靠电气连接，焊接点要进行防锈处理。汤原广播电视台机房在做地网时，添加使用GDSZ系列高效降阻剂，达到降低接地电阻的目的，地线是选用：100mm×0.3mm型号的宽铜带，安全地线选用：4mm扁铜，其长度绕发射机机房一圈，共同接入公用地网。另外在发射机房中，还会有许多与发射机相配套的设备，如发射机箱、配套设备等的外壳均要与地线相接，接地电阻控制在4Ω以内，应避免发射机地与其它设备地电压不同，保持电压一致，否则有电位差。标准的安全地线对机器设备和操作者都可以起到安全保护作用。

虽然防雷电技术在不断的发展，但是雷电的偶然性和不确定性使我们不可能完全免除雷电的伤害，尽可能的提高我们的技术能力和手段把雷电伤害减少到最小程度，是我们广播电视技术人员永远的目标。

参考文献

广播电视发射台供电系统增容改造探讨 篇6

摘要：我国的地面数字电视广播正高速发展，目前对发射机的要求除了功能齐全外，对发射机的成本控制和质量控制也提出了新的挑战。新形势下，北京长峰广播通讯设备有限责任公司设计的3kW数字电视广播发射机，具有高稳定、高功率密度、高集成度的设计特点，在保证发射机的产品质量，维护航天品牌的情况下，有效降低了发射机的各项成本，通过技术优势实现了良好的成本控制。

关键词：数字电视；发射机；高稳定；高密度；高集成度

1、引言

地面数字电视广播发射机将逐步取代模拟电视发射机，我国的地面数字电视广播也将进入一个高速发展的阶段。从全国范围内陆续进行的招标情况来看，各个招标方主要看各发射机厂家的功能、指标、服务以及业绩，但是往往是低价中标，这将直接影响发射机稳定性的提高。在保证发射机质量的前提条件下，如何降低发射机的成本摆放在了各个发射机厂家面前。目前，国内发射机设计能力比较强，但是和国际水平相比仍有很大的差距。尽管我们的发射机功能并不少，指标并不差，但是在稳定性、发射机的功率密度、集成度等方面还有很大差距。这也就是为什么相当一部分用户喜欢用进口的发射机，即使价格高得多。因此，新形势下，发射机厂家对数字电视广播发射机设计就有了新的设计要求。通过不断的技术创新，北京长峰广播通讯设备有限责任公司设计了高功率密度、高集成度、高稳定度的地面数字电视广播发射机。我们先期设计生产了全新系列的地面数字电视广播发射机，其中典型代表是3kW地面数字电视广播发射机。

2、3kW地面数字电视广播发射机概述

本发射机由地面数字电视激励器（支持DVT-T2标准）、机架控制器、整机控制器，功率放大器，功率分配器/合成器、定向耦合器、吸收负载、配电盘等组件构成。如图1所示。DTV3kA型数字3kW电视发射机的设计核心是AMPC-1KU功放组合的设计，更是充分体现了高功率密度、高集成度和高稳定度的设计。

3、AMPC-1KU功率放大器

AMPC-1KU功率放大器是我公司设计生产的最新一代产品。数模兼容，功放、电源、散热器一体化设计，水冷散热。用于数字电视时，额定输出功率1000W。模块工作在AB类，可覆盖整个UHF电视频段（470~860MHz），技术指标高度一致。功放选用12只Freescale第六代高压（VHV6）50V推挽LDMOS管MRF6VP3450HR6。功率分配器、功率放大器、功率合成器、带有温度补偿可开关的偏置电路以及数模检波等电路，都设计安装在同一张PCB线路板上。

3.1功能原理

AMPC-1KU由推动级和末级等组成，推动级使用2只FreescaleMRFE6VS25。末级由12只高增益（23dB）、大功率LDMOS管组成一个高增益放大系统，最大总增益63dB。功能框图如图2所示。

3.2主要特点

（1）功放ALC电路采用双检波平衡比较的控制方法，若某个放大晶体管出现故障时，ALC控制电路的输出电平会保持不变，因而其余的晶体管的输出功率不会增大，仍可继续工作在原来的安全状态，只是输出功率会相应地减小。（2）功放中功分器、巴伦、功放匹配电路、功合等无源电路全部采用PCB微带或带线设计，产品一致性好，尤其共末级合成器及输出传输线，应用悬带技术设计，不仅具有良好的匹配和平衡性能，而且具有最小的插损和更大的功率容限。（3）功放末级各个功放管设有稳定可靠的栅极偏置电路，并带有温度补偿功能，确保功放在一定温度范围内输出稳定的功率。偏置电压可被调整，也可被控制器关掉或打开。峰值功放管有两种可选电压以实现工作状态的设置：Doherty或AB类。（4）功放具有独立可调的增益和相位偏移量。由PC机通过功放面板的4芯RS232调节，或通过机架控制器的CAN-bus口调节。可调的增益和相位偏移量，能将由此功放组成的发射机合成调到最佳正交平衡合成状态。（5）集成的并行控制总线和CAN总线接口为冗余设计，控制单元可通过并行控制总线简单地打开和缓推功放，并且能读取功放的功率值和故障告警量。通过CAN总线完成并行控制的`功能，更能读取功放所有相关运行参数和故障信息。并行控制总线是CAN总线接口的应急保障，当CAN总线的连接中断时，功放可继续工作。（6）AMPC-1KU具有完善的自保护功能，具有过压、过流、过温、过激励和射频开短路保护设计，此保护由功放自行完成，功放面板给出报警指示，并上报给控制单元。①检测到反射超限时，降低功率。当VSWR大于1.7时，关掉推动级输出。②超过设定温度（80℃），自动关掉推动级输出。③功放管故障检测，给出报警。④输入电平过大，自动关掉推动级输出。⑤输出功率过大，关掉推动级输出。（7）功放面板DB25接口具有功放状态所有信息，面板指示灯齐全，具体如下所示。①监测口（DB25）：反射功率检波电压、发射功率检波电压、两个1/2功放模块A/B检波电压、电源电压、总工作电流、推动级及功放末级各个LDMOS功放管的电流、CAN_bus、控制功放增益电压。②指示灯：温度过高故障、功率管故障、反射故障、射频输入故障、功率故障、通信指示、功放开关指示。（8）AMPC-1KU采用优化设计的水冷管道和先进的散热仿真技术，使其具有以下优点。①相对较轻的重量，便于生产、运输、安装和维护。②最佳热传导率和功放管散热的均匀性，以提高散热效率，增强整个功放的可靠性、稳定性，满足最大负载条件下24小时运行的要求。（9）热插拔维护，本功放的“盲插”结构与发射机的正交3dB功合器一起可实现“热插拔”，实现检修功放不停播的目标。

4、综述

北京长锋广播通讯设备有限责任公司设计的3kW地面数字电视广播发射机，其中设计核心是功放组合，功放组合的实现充分体现了高功率密度、高集成度、高稳定度的设计特点。发射机的高功率密度、高集成度设计使得发射机在降成本方面具有很大优势。（1）发射机的结构体积大大减少，发射机组合数量减少、体积减小等，使得发射机的机械加工成本大大降低。（2）功放组合的一体化设计程度较高，其中线缆很少，功放组合中除了关键的功放管需要专业人士手工焊接外，功放组合的生产易于贴片机批量流水作业，一方面保证了产品的质量，另一方面大大减少了目前昂贵的人工成本。（3）我公司严格的质量体系条件下，优选合格的原产品材料，通过技术优势降成本，保质量，树立我公司在广电领域的航天品牌。在新形势下，我公司会秉承航天精神，充分发挥自身的技术优势，继续在广电领域打造自己的航天品牌，为广大广电的用户提供优质服务。

参考文献：

广播电视发射台供电系统增容改造探讨 篇7

结合备份电源系统的相关设计与安装经验看, 备份电源系统一旦发生故障, 在很长时间内将难以恢复正常, 造成非常严重的后果, 如何保证备份电源系统的设计与安装趋于合理化和规范化, 是发射台安全用电的重要保障[1]。基于此, 国家出台了《广播电视安全播出管理规定》来为电视台的各项技术的安装及其管理提供指导性意见, 某电视台为了解决备份电源系统的设计与安装问题, 按照《广播电视安全播出管理规定》使备份电源系统的设计与安装更加合理, 从设备选型、机房设计、发电机组、排气系统、附属设施五个方面设计与安装备份电源系统, 从而达到国家规定的标准。

一、设备选型是备份电源系统设计与安装的关键性步骤

备份电源系统的设计与安装的第一个关键性步骤就是设备的选型, 对设备要求最高的性能就是其稳定性要达到机房所需的功率要求[2]。这是因为广播电视发射台的高、低进线开关均有人工和自动倒换功能, 同时工作人员的专业能力也比较强, 在此情况下, 发射台出现停电的现象并不多。该广播电视台结合自身的实际与发电机组的性价比选择使用康明斯发电机组, 其型号为BF-C220, 主用功率为160 k W/200 k V·A, 备用功率可达176 k W/220k V·A, 既可以满足发射台的设计与安装要求, 也可以节省经济成本。该柴油发电机组的控制屏如下图所示。

此种柴油发电机组使用液晶显示屏和百发控制器, 控制器的功能相较于其他型号来说比较齐全, 可支持中英文显示油机参数和各设备的电量, 且操作也非常简单。同时, 此种柴油发电机组的也具备多种保护功能, 比如超速、电压低、过流、油压低、水温高、频率低等。在油机进线联络柜的选择方面, 该发射台低压柜的选择与原来低压柜的型号相同, 油机供电切换采用人工倒换的方式, 主断路开关使用450 A施耐德Masterpact MT智能断路开关。此外, 如果广播电视的节目不是重点保护节目, 则需要降低发射机的功率。

二、机房设计为备份电源系统运行提供一个安全的运行环境

该广播电视台的发射台并没有为柴油机的安装提供一定的空间, 应发射台备份电源系统设计与安装的需要, 计划将地下室抽风机房改造成柴油机房。

三、发电机组的安装是备份电源系统设计与安装的重要环节

发电机组的安装时备份电源系统设计与安装的重要环节, 对于备份电源系统能否正常运行起着决定性作用, 因此, 发射台应当重视发电机组的安装。为了方便机组安装的连接工作, 预留地下电缆管道通常是工作人员解决这一问题的办法, 并且管道的位置与发电机的距离越近越好。柴油机组俯瞰图如下图所示。

四、排气系统的安装是保持机房设备性能的有效手段

排气系统的安装不仅仅是安装发动机的消声器、法兰、波纹管、弯头等, 重点是安装机房与机房外连接的排气管道。一般根据以往排气系统安装的经验, 弯头数量与排气管的总长度对机组的使用影响巨大, 弯头数量越少、排气管的总长度越短, 机组的排气管压越小, 反之, 机组的排气管压越大。排气管压越小, 机组的功率损失就会大大减少, 既可以保证机组正常运行, 也可以维持机组的性能良好, 延长机组的使用寿命。

五、附属设施使备份电源系统设计与安装不可或缺的部分

该发射台的柴油发电机机房位于机房地下室, 最大的自然环境因素就是潮气比较大, 通常柴油发电机的设备对于环境的要求是常温、干燥, 如果环境无法满足这个要求, 就会不利于设备的使用, 从而影响到柴油机控制电路。该发射台需要在机房内防止干燥剂, 降低空气中的湿度。与此同时, 为了方便工作人员及时了解发电机机房各种设备的工作状态, 可以利用现代监控技术, 在机房内设置摄像头, 保证能够实时、全面地监控机房, 完善发射台的系统监控系统, 实现对发射机机房的动态监控。

结束语

综上所述, 如何保证备份电源系统的设计与安装更加合理, 要求广播电视发射台不仅要按照《广播电视安全播出管理规定》来执行相应的操作, 还要结合自身的实际情况进行备份电源系统配置, 达到备份电源系统设计的最佳效果, 提高广播电视发射台备份电源系统运行的质量。该广播电视发射台在合理设计与安装备份电源系统之后, 供配电系统出现问题的几率大大降低, 最大程度地保证了该广播电视发射台的用电安全。

摘要：备份电源系统是电力系统的重要组成部分, 当电源停止输出以后, 备份电源系统可以继续保证电源供给, 有效维持整个电力系统的正常运行。备份电源系统的设计及其安装不仅是备份电源系统运行的基础性工作, 其设计及其安装是否合理也是备份电源系统能否发挥最大效益的关键性环节。本文以某广播电视台为例, 简单地探讨了备份电源系统的设计及其安装的问题, 旨在为相关领域的备份电源系统的设计与安装提供参考性意见。

关键词：设备选型,机房设计,发电机组,排气系统,附属设施

参考文献