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廣播電視發(fā)射臺站智能低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

2023-11-18 19:11:45程佳賓
數(shù)字傳媒研究 2023年8期
關(guān)鍵詞:低壓配電臺站廣播電視

程佳賓

內(nèi)蒙古自治區(qū)廣播電視局綜合保障中心 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

前言

隨著科技水平的不斷發(fā)展,廣播電視技術(shù)的運用也越來越廣泛。廣播電視穿透力強,受眾面廣,是人們獲取信息的重要渠道,同時也豐富了人們的精神文化生活。廣播電視臺作為廣播電視傳輸?shù)钠瘘c,依托廣播電視發(fā)射臺站進行傳輸,低壓配電系統(tǒng)是保證廣播電視發(fā)射安全、高效、穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的低壓配電系統(tǒng)采用人工控制方式,存在控制效率低、操作速度慢、自動化水平較弱等不足,無法滿足廣播電視發(fā)射臺站的需要。由此可見,廣播電視發(fā)射臺站低壓配電系統(tǒng)的好壞直接影響廣播電視傳輸發(fā)射的運行。

1 廣播電視發(fā)射臺站智能低壓配電系統(tǒng)設(shè)計原則

設(shè)計廣播電視發(fā)射臺站智能低壓配電系統(tǒng)需要考慮諸多因素,如電力質(zhì)量、安全、效率和可靠性等。

1.1 考慮負載需求

了解廣播電視發(fā)射臺站的負載需求,并確定負載類型和功率大小。在設(shè)計配電系統(tǒng)時,需要考慮峰值和持續(xù)負載,并確保系統(tǒng)能夠滿足負載需求。

1.2 選擇適當(dāng)?shù)碾娫丛O(shè)備

根據(jù)負載需求選擇適當(dāng)?shù)淖儔浩?、開關(guān)電源、UPS 等電源設(shè)備,電源設(shè)備應(yīng)該在滿足負載需求的同時盡可能地提高電力效率和質(zhì)量[1]。

1.3 設(shè)計合理的配電線路

選擇適當(dāng)?shù)碾娎|、線路和開關(guān)設(shè)備,在保證安全的前提下,盡可能地減小電流損失和電力噪聲干擾。

1.4 采用智能化控制系統(tǒng)

引入現(xiàn)代智能化技術(shù),設(shè)計智能能源管理系統(tǒng)和遠程監(jiān)測及控制系統(tǒng),實現(xiàn)配電系統(tǒng)的精細管理和遠程監(jiān)控等功能,提高運行效率和可靠性。

1.5 實施科學(xué)維護計劃

建立科學(xué)的配電設(shè)備巡檢及維護計劃,定期檢查配電設(shè)備的狀態(tài)和性能,確保系統(tǒng)的可靠運行。

2. 智能低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

(1)需求分析。要明確系統(tǒng)實現(xiàn)的功能和性能要求,確定每個設(shè)備的功率和數(shù)量。

(2)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)系統(tǒng)需求,確定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次、模塊劃分和各模塊之間的接口關(guān)系,實現(xiàn)功能優(yōu)先、穩(wěn)定實用、易擴展等設(shè)計原則。

(3)硬件選型與設(shè)計。選擇符合需求的智能低壓配電系統(tǒng)硬件和組件。

(4)軟件設(shè)計。系統(tǒng)軟件設(shè)計應(yīng)包括實時控制、故障診斷和日志記錄等功能。系統(tǒng)應(yīng)具有智能化、人性化、易擴展、易維護等軟件特性。

(5)系統(tǒng)部署和運維。系統(tǒng)部署需要考慮各種情況,確定系統(tǒng)的部署方案和步驟,制定系統(tǒng)維護計劃和相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案,確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

2.2 模塊設(shè)計

(1)需求分析。針對系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能進行需求分析,包括低壓配電系統(tǒng)的控制、監(jiān)測、保護、故障診斷等方面。

(2)功能模塊劃分。進行模塊劃分,如主控模塊、監(jiān)測模塊、保護模塊、通信模塊等等。

(3)模塊設(shè)計。進行模塊設(shè)計,包括模塊的工作原理、信號輸入輸出、通信協(xié)議、實現(xiàn)算法等技術(shù)細節(jié)。

(4)模塊接口設(shè)計。各個功能模塊之間按照要求設(shè)計接口,并制定嚴(yán)格的通信規(guī)范和數(shù)據(jù)格式,確保模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確無誤、高效穩(wěn)定。

(5)需求變更。在實施過程中,如果出現(xiàn)新的需求或者變化,需要對模塊進行調(diào)整和改進,以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可維護性。

系統(tǒng)模塊設(shè)計是系統(tǒng)構(gòu)成的基本組成部分,模塊設(shè)計好壞將決定整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)度。因此,基于現(xiàn)代電力控制技術(shù),設(shè)計智能化的配電模塊,既能實現(xiàn)遠程控制、運行狀態(tài)、數(shù)據(jù)采集、故障診斷,又能通過意外保險等機制確保系統(tǒng)安全性,實現(xiàn)對低壓配電系統(tǒng)運行的一體化管理。

2.3 系統(tǒng)運行控制

2.3.1 系統(tǒng)監(jiān)測控制

(1)監(jiān)測傳感器的選擇。在低壓配電系統(tǒng)中,需要選擇不同的監(jiān)測傳感器監(jiān)測電壓、電流、溫度、濕度和功率等參數(shù)。在選擇傳感器時,應(yīng)充分考慮其可靠性、精度、反應(yīng)時間和成本等因素,并進行系統(tǒng)性的測試和評估。

(2)監(jiān)測傳感器的布置。將傳感器分布在不同的位置,以實時監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)。例如,安裝在開關(guān)電源上檢測電壓和電流數(shù)據(jù)。

(3)數(shù)據(jù)傳輸模塊的選擇和配置。為了實現(xiàn)遠程監(jiān)測和控制,可以采用ZigBee 和LoRa等無線通訊技術(shù),實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和遠程控制。將數(shù)據(jù)傳輸模塊分別組合在智能低壓配電系統(tǒng)的不同部件上,例如,配電柜、遠程監(jiān)控中心,通過調(diào)試配置,確保正常工作,能夠在室內(nèi)和室外等復(fù)雜環(huán)境下進行數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)測。

(4)建立人機界面。通過人機界面清楚顯示相關(guān)設(shè)備設(shè)施的運行狀態(tài)。例如,報警信息可以通過終端人機界面查看遠程監(jiān)控系統(tǒng)組成的各個部分設(shè)備的狀態(tài)是否正常,并以圖形和顏色對設(shè)備和狀態(tài)進行顯示[2]。其中,常見的顏色可以設(shè)計為紅色開啟、黃色故障、綠色關(guān)閉,以及灰色掉線4 種提示。并在人機界面設(shè)置底部欄報警顯示,報警信息包括:開關(guān)量變位報警、模擬量越限報警、設(shè)備故障報警等。綜合監(jiān)控報警根據(jù)重要性不同分為緊急、普通、警告三級。不同等級的報警具有不同的展現(xiàn)方式,以顏色、閃爍、聲音等方式加以區(qū)別。

(5)智能化預(yù)處理。引入智能化處理,對數(shù)據(jù)進行智能化處理,以識別異常情況并報警。可以使用深度學(xué)習(xí)和模式識別等技術(shù),針對不同的監(jiān)測參數(shù)建立模型。一旦系統(tǒng)出現(xiàn)異常,智能控制器會發(fā)出警報信號,并采取相應(yīng)的措施,例如,關(guān)閉電路或更換電器設(shè)備,并向用戶終端發(fā)送警報信息,提醒操作人員及時采取措施。

2.3.2 故障診斷

(1)物理檢測。通過目視檢查和手動操作檢測電器設(shè)備的異常情況。同時,使用專業(yè)測試儀器檢測電器設(shè)備的運行狀態(tài),例如,使用紅外線測溫儀檢測發(fā)熱情況或使用磁力計檢測電器設(shè)備的磁場變化等,這樣就能為智能化提供參考。

(2)數(shù)據(jù)分析。通過對系統(tǒng)中各個傳感器的數(shù)據(jù)進行采樣和分析,以識別潛在問題并進行預(yù)測故障。配電系統(tǒng)需要收集和保存重要數(shù)據(jù),包括電流、電壓、功率等多種參數(shù),并使用深度學(xué)習(xí)和模式識別等人工智能技術(shù)通過數(shù)據(jù)分析技術(shù)對數(shù)據(jù)進行分析,為優(yōu)化控制提供依據(jù)。

(3)故障模擬。為更好地排查故障,需要針對在特定的條件下運行受影響的設(shè)備進行故障模擬,并記錄現(xiàn)象,初步定位故障發(fā)生的原因。例如,通過拔掉某個電路連接來測試電路的健康狀況,根據(jù)故障模擬過程中的數(shù)據(jù)輸出尋找問題,或者結(jié)合前文所述的數(shù)據(jù)分析方法進行分析和診斷。在模擬建模中,基于系統(tǒng)數(shù)據(jù)和運行情況,采用K 近鄰算法、隨機森林等機器學(xué)習(xí)方法,建立預(yù)測模型,實現(xiàn)故障預(yù)警、維護管理、設(shè)備評價等功能,這樣就可以實現(xiàn)智能診斷。

2.3.3 遠程控制與管理

通過物聯(lián)網(wǎng)和云計算等技術(shù)通信方式,提供遠程監(jiān)控和管理控制手段,利用數(shù)據(jù)傳輸加密等技術(shù)保障信息安全。

(1)設(shè)計遠程控制模塊。在廣播電視發(fā)射臺站智能低壓配電系統(tǒng)中添加遠程控制模塊,可以通過網(wǎng)頁、手機APP等方式進行遠程查詢。

(2)引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。通過引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立廣播電視發(fā)射臺站智能低壓配電系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)的連接,將廣播電視發(fā)射臺站智能低壓配電系統(tǒng)中各設(shè)備的數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心,實現(xiàn)無縫通信。

(3)設(shè)計遠程管理系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)中心建立遠程管理系統(tǒng),在該系統(tǒng)中提供遠程訪問接口,通過設(shè)備訪問接口和數(shù)據(jù)處理接口的聯(lián)通,實現(xiàn)對系統(tǒng)中各種數(shù)據(jù)的實時采集、處理、監(jiān)控和管理。

(4)設(shè)計遠程升級模塊。為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全性,在本系統(tǒng)中設(shè)計遠程升級模塊。一旦系統(tǒng)出現(xiàn)安全漏洞、故障或需要升級時,用戶可以通過該模塊進行遠程升級,以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

結(jié)論

將智能低壓配電系統(tǒng)應(yīng)用于廣播電視發(fā)射臺站,有助于實現(xiàn)對低壓配電系統(tǒng)的全面管理和監(jiān)控,從而提高系統(tǒng)的自動化水平和操作精度,減少對人力資源的需求,提升工作效率。該系統(tǒng)基于現(xiàn)代電力控制技術(shù)和通信技術(shù),具有高度智能化、高效穩(wěn)定、安全可靠等特點,能夠?qū)崿F(xiàn)人機交互、數(shù)據(jù)采集、遙控等功能。

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