節能型VTS雷達站的電源子系統設計與設備選型方法
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
一，背景
雷達站電源子系統是VTS系統的重要組成子系統。該系統負載通常由動(dòng)力負載和開(kāi)關(guān)電源負載組成混合負載。其中，動(dòng)力負載為雷達天線(xiàn)馬達，開(kāi)關(guān)電源負載為：雷達、微波、甚高頻收發(fā)機、以及雷達信號處理器、AIS（船舶自動(dòng)識別系統）等開(kāi)關(guān)電源設備。
為了保障雷達站設備可用率負荷要求（≤5年使用年限的VTS系統設備，一級可用率要求≥99.9%[1]），雷達站通常由UPS（不間斷電源）、柴油發(fā)電機及市電聯(lián)合組成多路電源保障系統。
由于VTS雷達雷達站常建在沿海/水的相對地理高位，市電供應往往穩定性較差，因而UPS和發(fā)電機便成為VTS雷達站電源子系統的關(guān)鍵組成設備。長(cháng)期以來(lái)，雷達站電源子系統的設計和設備選型，都不同程度地存在著(zhù)側重系統可靠性，而忽略節能性的現象。比如，總穩態(tài)功耗為2kVA的混合負載，往往被配置了10kVA甚至20kVA的UPS，為之匹配的發(fā)電組的常備功率被配置成20kVA甚至30kVA或以上！這些雷達站不僅投資成本高，而且長(cháng)期運行能耗、成本也非?？捎^(guān)。
隨著(zhù)“建設資源節約型、環(huán)境友好型國家”的理念深入人心，怎樣建設節能型VTS雷達站已經(jīng)成為VTS建設、維護人員理應科學(xué)思考的命題。本文通過(guò)對雷達站負載的分析，研究、測試節能型UPS、發(fā)電機特性，總結得出的滿(mǎn)足雷達站混合負載特點(diǎn)的節能型電源子系統的設計方法和設備選型方法。該方法最后還通過(guò)了測試驗證，證明可行，并已在珠海VTS項目中得到采用。
二，經(jīng)典高耗能電源子系統案例分析
我們以如下典型案例，說(shuō)明現有雷達站電源子系統普遍存在的，在能源利用率方面的問(wèn)題和不足。
案例1
圖1為某雷達站電源子系統拓撲。該雷達站配置如下：
UPS型號：法國梅蘭日蘭 銀河3000，三進(jìn)三出10kVA UPS，輸出功率因素0.8
發(fā)電機型號：英國Wilson，常備功率（12小時(shí)可連續運行的功率）14kVA(11.2KW) 三相發(fā)電機
負載類(lèi)型：某品牌1P三相雷達馬達及雷達收發(fā)機等單相開(kāi)關(guān)電源設備
圖1： 某雷達站電源子系統拓撲
該站負荷及節能性測試結果如表1、表2所示。
表1：該站實(shí)測UPS負載的穩態(tài)功耗
表2：該站實(shí)測UPS負載率與效率
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