卫星地震台站的电源设计与应用-论文.pdf

《卫星地震台站的电源设计与应用-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、地震地磁观测与研究第35卷第3／4期SEISMOLOGICALANDGE0MAGNETICVo1．35No．3／42014年8月0BSERVAT10NANDRESEARCHAug．2014doi：10．3969／J．issn．1003-3246．2014．03／04．036卫星地震台站的电源设计与应用王翠芳王余伟(中国成都610041四川省地震局水库地震研究所)摘要从设备功耗、气象条件、太阳能板、蓄电池规格等方面设计卫星传输方式所需电源方案，并用于实际传输。由3个月考核运行期的运行率表明：卫星传输方式的电源设计是成功的、合理的，保证卫星地震台站稳定可靠的运行。关

2、键词卫星传输方式；电源设计方案；实施方案0引言四川省地震局水库地震研究所在全国多个省份承建20多个水库地震台网，台站传输方式采用无线超短波和CDMA传输方式(王余伟等，2007)，这两种直流供电的传输方式总体功耗较小，约1Ow。这种小功耗的直流供电方案在设计上较为得心应手，且在实际应用中能保证台站的正常供电。雅砻江流域中下游水库诱发地震监测系统(一期)台网(后简称雅砻江台网)共38个台站，其中13个台站采用卫星传输方式。卫星传输设备是交流供电，本身功耗80w，加上其他设备，卫星台站的总体功耗大约100W，是无线传输方式和CDMA传输方式的1O倍功耗。因此，如何解

3、决卫星台站的大功耗供电和交流供电是台网面临的较大难题。调研国内同类地震台站的卫星电源方案，发现存在以下问题：①应用中频繁出现问题，一些卫星台站长期处于停运状态；②被调研的卫星台站按照48V设计，而雅砻江台网是12V方案，不能借鉴48V的电源方案；③电信系统48V设计将电源的正端接地(李进壮，2001)，而雅砻江台网是负端接地。必须自行设计卫星地震台站的电源方案，下面从设计要求、计算方法、实施方案等方面详细叙述卫星地震台站的电源保障，并给出应用实例。1设计要求1．1设备供电要求卫星地震台站主要设备有：地震计、地震数据采集器、充电稳压控制器、卫星传输设备等设备，前3

4、者是12V直流供电，卫星传输设备是交流供电；所有设备供电都要求负端接地。各种设备的功耗见表1。作者简介：王翠芳(1969一)，女，2007年毕业于成都理工大学，硕士，高级工程师，主要从事地震观测、地震仪器设计及开发等工作基金项目：国家自然基金课题《精确传递函数地震观测系统研究》资助，批准号：41074026本文收到日期：2013一lO一12216地震地磁观测与研究表1卫星地震台站主要设备功耗1．2气象要求Table1Powerofdevicesintheearthquakestation卫星地震台站所处地区是四川西withstartransmission昌雅砻江

5、流域。据有关资料显示，该地区平均日照时间为3．5小时，且要求卫星台站在没有太阳的情况下，可连续6个阴雨天正常工作。最长连续阴雨天最短间隔2O天。1．3太阳能板的要求太阳能板采用高效晶体硅太阳能电池组件，组件标准功率为80w，工作电压17．8V，工作电流4．49A。1．4电池要求电池要求：免维护胶体蓄电池，电池容量为12V、100A·h一组。2计算方法2．1计算卫星台站日耗电量根据表1的功耗情况，综合设计台站电压为12V，将表1中的总功耗111w保守估计为120W计算，则120W台站El耗电量Q为QL一120W×24h÷12V一240A·h(1)2．2计算蓄电池组

6、容量和电池组数蓄电池的容量对保证台站连续供电是很重要的。确定蓄电池容量的依据有两条。(1)太阳能板发电量的不足和过剩值。在一年内，太阳板发电量各月份有较大差别。发电量不足的月份，要靠蓄电池的电能补给；发电量冗余的月份，蓄电池将冗余的电量储存。所以太阳能板发电量的不足和过剩值，是确定蓄电池容量的依据之一(廖春奇，2004)。(2)连续阴雨天期间的耗电量。连续阴雨天期间的负载用电必须从蓄电池补给。所以，这期间的耗电量也是确定蓄电池容量的依据之一。根据上述依据，计算蓄电池的容量BBc—A×QL×To×NL÷DOD一1．1×240A·h×1．0×6d÷0．85一l864

7、A·h≈1900A·h(2)式中A为安全系数，取值1．1—1．4；Q为负载日平均耗电量，N为最长连续阴雨天数；T。为温度修正系数，在O℃以上取1，一10％以上取1．1，一10~C以下取1．2；DOD为蓄电池放电深度，一般铅酸蓄电池取值0．7—0．85，碱性镍镉蓄电池取0．85。按照以下公式计算电池组数NN—l900A·h÷100A·h一19(组)(3)2．3太阳能板计算(1)标准8OW太阳能板Et发电量Q。。Q。一。×H×CA·h一4．49A·h×3．5h×0．9—14．14A·h(4)第3／4期王翠芳等：卫星地震台站的电源设计与应用217式中：。为太阳能板最佳

8、工作电流；H为太阳能平均