12.2. Электропитание передающих радиоцентров
Стационарные передающие радиоцентры требуют высокого качества электрической энергии и потребляют большую мощность (до тысяч киловатт). Приемные радиоцентры потребляют значительно меньшую мощность, причем на питание собственно радиоприемной аппаратуры расходуется всего 10…15% всей потребляемой радиоцентром мощности. Остальная часть расходуется на бытовые нужды, отопление, освещение и др.
Электроснабжение передающих и приемных радиоцентров осуществляется от государственных систем или крупных посторонних электростанций. Для обеспечения надежности электроснабжения энергия к радиоцентру подводится по двум подземным кабелям от двух независимых линий электропередачи напряжением 6 (10) кВ. Это исключает наводки ВЧ от антенн передатчиков на линии электропередач. Кроме того, опоры воздушных линий электропередач мешают размещению антенных сооружений радиоцентра.
Подведенное от сети к радиоцентру напряжение 6 (10) кВ на собственной подстанции понижается до 0,4 кВ и подается на шины низкого напряжения распределительного щита РЩ. На этом щите установлены приборы управления, защиты, контроля и питания вспомогательных устройств (освещение, охлаждение, заряд аккумуляторов и др.).
Структурная схема передающего центра приведена на рис. 12.1. Высокое напряжение 6 (10) кВ может подаваться непосредственно на высоковольтный выпрямитель, находящийся в самом передатчике и обеспечивающий выработку и подачу напряжении па аноды ламп большой мощности.
Напряжение 0,4 кВ от распределительного щита подводится к системе вторичного питания передатчиков.
По способу распределения электрической энергии все системы вторичного электропитания разделяются на индивидуальные, групповые и централизованные. Большинство радиоустройств на радиоцентрах имеют индивидуальные системы вторичного электропитания.
Индивидуальная система вторичного электропитания может быть построена отдельно от радиоустройства и соединена с ним гибким шлангом. Так было построено электропитание старых передатчиков, где использовались выпрямительные блоки ВСР-5. ВСР-8, ВСР-15. Каждый блок обеспечивает все необходимые градации напряжения, необходимые для питания радиопередатчика.
В современных передатчиках блоки питания встроены в передатчик и каждый из них обеспечивает питание одного-двух блоков передатчика (рис. 12.2). Стабилизация осуществляется только в общем блоке входного переменного напряжения. Такая система питания более экономична.
В транзисторных передатчиках выходные (мощные) каскады строятся по блочно-модульному принципу, т.е. выходной каскад набирается из отдельных модулей, каждый из которых отдает мощность 100…200 Вт. Электропитание в каждом отдельном блок-модуле индивидуальное, свое. Это дает возможность повысить надежность работы передатчика, расширить возможности унификации узлов и элементов, улучшить качественные показатели электропитания, создает удобства при эксплуатации.
Централизованное вторичное электропитание применяется на крупных передающих радиоцентрах, а также в сложных радиокомплексах, где много однотипной аппаратуры. В этой системе имеются групповой выпрямитель на несколько градаций напряжений и система распределительных шин, к которым непосредственно подключаются функциональные блоки радиоустройств. Стабилизация напряжения может осуществляться в групповом выпрямителе. Централизованная система по сравнению с системой индивидуального вторичного электропитания более экономична, имеет более высокие удельные показатели и более высокий КПД. Однако она менее надежна, так как неисправность группового выпрямителя обесточивает сразу всю аппаратуру. Кроме того, непосредственная электрическая связь по цепям питания требует развязки между цепями отдельных радиоустройств. Это осуществляется применением индивидуальных стабилизаторов. В этом случае распределительные шины могут быть меньшего сечения, так как изменения напряжения на них практически не отражаются на напряжениях питания радиоустройств. Распределительная сеть оказывается дешевле, но КПД системы - ниже из-за наличия стабилизаторов и увеличения потерь в распределительных сетях.
На передающих радиоцентрах основными потребителями электроэнергии являются радиопередатчики. А в передатчиках значительная часть энергии потребляется мощными выходными каскадами. Возбудители передатчиков требуют высокостабильного напряжения от отдельных блоков питания. Нестабильность питания напряжения питания возбудителей передатчиков не должна превышать ±1% и иметь малые пульсации Кп.доп < 0,03%.
Электропитание выходных мощных усилительных каскадов радиопередатчиков осуществляется по схеме индивидуального вторичного электропитания, которая обеспечивает индивидуальную регулировку питающих напряжений различных передатчиков и их каскадов, а также упрощает развязку по цепям питания между каскадами.
Централизованная схема электропитания с групповым выпрямителем на несколько питающих напряжений с применением индивидуальных стабилизаторов для каждого устройства оказывается невозможной из-за больших мощностей, потребляемых усилительными каскадами.
Поэтому основным устройством вторичного электропитания ламповых передатчиков являются высоковольтный выпрямитель анодного питания напряжения для ламп выходного каскада, выпрямители напряжения смещения на управляющих сетках ламп, выпрямители анодных и экранных напряжений промежуточных каскадов и трансформаторы накала.
Структурная схема электропитания передающего радиоцентра, состоящего из двух передатчиков, приведена на рис. 12.3.
Анодное питание выходных каскадов передатчиков осуществляется переменным напряжением 6 (10) кВ непосредственно от трансформаторов подстанции. Выпрямитель находится в самом передатчике. Источники вторичного электропитания возбудителей и всех промежуточных каскадов передатчиков получают электроэнергию от шин стабильного напряжения 0,4 кВ, подключенных к выходным зажимам стабилизаторов переменного напряжения.