: архив : архив журнала "625" : 2002 : #7

"Ильмень" замена или модернизация
Владимир Зайцев, Юрий Капиносов, Валентин Хлебников, Леонид Шумаков

В вводной статье к обзору "Наземное телерадиовещание, что дальше?" ("625", 2002 г., №2) среди многих вопросов затронут, в том числе, и вопрос о судьбе мощных передатчиков "Ильмень", эксплуатация которых сопряжена с огромными затратами. Да и замена этих передатчиков на современные связана с большими капитальными вложениями. И это даже при условии пониженной, например, в два раза, мощности. Таких передатчиков достаточно много - 75, поэтому модернизация может растянуться на многие годы. И тем не менее, проблема требует немедленного решения. Так, с помощью именно этих передатчиков в ряде регионов страны осуществляется вещание социально значимых программ. При этом надо помнить, что многие из таких передатчиков уже выработали свой ресурс.

Предложения по модернизации радиостанции "Ильмень" выдвигались достаточно давно, Так, М.М. Козловский в статье, опубликованной в журнале "Электросвязь" (1992 г., №12), предложил использовать электровакуумную лампу английского производства с IOT - индуктивным выходом. Несмотря на большие усилия, предпринятые М.М. Козловским, предложение осталось нереализованным. Более того, выпуск радиостанций на базе отечественного клистрона "Атом" продолжался, и даже к концу века такие передатчики устанавливались на РТРС и ОРТПЦ. К примеру, на Костромской ОРТПЦ (поселок Шарья) такой передатчик установлен в 2000 г. Тульский ОРТПЦ установил свой "Ильмень" в 1999 г. "Ильмень" на пензенской ОРТПЦ в Пачелме можно считать старейшиной (установлен в 1980 г.), а собрата рядом - средневозрастным объектом (1987 г.). ТРК "Петербург" эксплуатирует "ветерана" 1983 г. и "середняка" - 1989 г. При этом надо заметить, что в 1990-е гг. в общей сложности было задействовано около 30 станций. Словом, в семействе "Ильменей" трудятся и выработавшие свой ресурс станции, и совсем недавно поступившие на службу. Естественно, принято избавляться от старого оборудования, поддержание жизнеспособности которого - всегда слишком дорогое удовольствие. Но суровый приговор вынесен и станциям, можно сказать, в расцвете сил? В этом стоит разобраться.

Чем плох "Ильмень"?

В условиях рыночной экономки по многим причинам эксплуатация такого передатчика не выгодна. Назовем пять наиболее существенных недостатков передатчиков " Ильмень".

Первое - это высокое энергопотребление. При излучаемой мощности 20 кВт в пике синхроимпульса, потребляемая от сети мощность достигает 120 кВт. Таким образом, эффективность преобразования энергии очень низкая - всего лишь около 15%.

Второе: время наработки на отказ усилительных клистронов КУ-318 неприемлемо мало. Завод-изготовитель гарантирует только 3 тыс. ч. Иными словами, при 20-часовой ежесуточной наработке гарантировано лишь 150 суток работы, другими словами, в течение года, минимум, - двукратная смена клистронов.

Ситуация усугубляется сложностью настройки и регулирования выходного усилителя мощности при замене клистрона. Для этой работы, в частности, требуются навыки подготовленных специалистов.

Третье: клистроны КУ-318 дороги. Их стоимость, отнесенная к часу работы, составляет $3,67…4,23/ч в зависимости от условий поставки.

Четвертое: отсутствуют поставщики альтернативных выходных усилительных клистронов. КУ-318 выпускаются одним предприятием - ГНПП "Торий". Более прогрессивный аналог - клистрон КУ-352 - так и не внедрен в производство.

Пятое: каждый киловатт, расходуемый передатчиком, ныне стоит 1 рубль. Ежегодная наработка при

20-часовой суточной эксплуатации составит 7 тыс. ч. Поэтому затраты только на электроэнергию для 75 передатчиков "Ильмень" составят 1x120x7000x75= 63 млн. руб./год или около $2,1 млн./год. Стоимость клистрона КУ-318 (по иному, "Атом") - $11,8 тыс. или примерно $3,93/ч при наработке на отказ 3 тыс. ч. В одном передатчике работает одновременно три клистрона. А это значит, что ежегодные "клистронные" расходы на передатчик составят $6,3 млн. Это большие текущие расходы. А ведь мы не учли, скажем немалые расходы на транспортировку клистронов, затраты рабочего времени на их замену, ввод передатчиков в рабочий режим и т.п. Тарифные доходы за год при средней стоимости 20 кВт эфирного времени вещания 330 руб./ч составят 330x7000x75 или около 173,3 млн. руб. В пересчете на доллары это около $5,8 млн. Таким образом, годовые убытки составят $8,3...5,8 или $2,5 млн. или больше, если сюда приплюсовать неучтенные расходы, упомянутые выше.

Возможные решения

Напрашивается, конечно же, радикальное решение, связанное с полной заменой передатчиков "Ильмень" на современные передатчики мощностью 10 кВт. Предлагаемое двукратное снижение мощности нового передатчика допустимо. Оно не приведет к заметному изменению зоны покрытия передатчика, поскольку Россия уже приняла европейские требования по уровню чувствительности телевизионных приемников. Они более жесткие, чем старые советские. Парк действующих телевизоров сейчас быстро пополняется новыми приемниками отечественного и зарубежного производства, отвечающим именно европейским нормам.

Без учета демонтажных и монтажных работ, модернизации антенн, транспортных затрат и прочих расходов затраты на замену мощных передатчиков составят $18,8 млн. Эта сумма рассчитана, исходя из минимальной стоимости отечественного передатчика в $250 тыс. В целом реальные затраты, связанные с запуском новых передатчиков, могут достигнуть $30 млн. В настоящее время отсутствуют тарифы на передатчики мощностью 10 кВт, но можно считать, что они будут ниже, чем тарифы на передатчики 20 кВт. Все это позволяет оценить срок окупаемости проекта полной замены передатчиков "Ильмень" как заметно превышающий десять лет. Для потенциальных инвесторов столь большой срок окупаемости мало-привлекателен.

Ориентировка на импортные передатчики еще больше растягивает этот срок.

Второй подход к решению связан с частичной заменой элементов радиопередающей системы станции "Ильмень". Такая замена должна проводиться, очевидно, с разумным сохранением работоспособных элементов радиопередающей станции. Ориентировка - модернизированный передатчик мощностью 10 кВт, средства - современная элементная база в технически обоснованных случаях. Задача - снижение общего энергопотребления.

Предлагаемое решение

Основная идея модернизации - замена усилителей мощности канала изображения современными передатчиками с выходной мощностью излучения в пике синхроимпульса 5 кВт.

Российскими предприятиями в настоящее время выпускается ряд моделей усилителей мощности с выходом 5 кВт. Но в большинстве случаев это устройства с мощными транзисторами в выходных каскадах. Однако условие полного, по возможности, использования остальных систем передатчика "Ильмень" требует усилителей мощности с клистронами в выходных каскадах. Этому требованию удовлетворяет, например, передатчик "Шум-5А", поставляемый московской фирмой "Сигнал". В упомянутом выше обзоре ("625", 2002 г., №2) на с. 20…24 приведено подробное описание этого передатчика. Поэтому здесь приведем лишь его краткое описание.

В составе передатчика - возбудитель, выходной усилитель мощности канала изображения с диплексором, усилитель мощности канала изображения. Основа выходного усилителя мощности - клистрон "Волга-5". Выходная мощность в пике синхроимпульса - 6,5 кВт. Коэффициент усиления мощности - не менее 40 дБ, электронный КПД=55…60%. Гарантийная наработка не менее 10 тыс. ч, т.е. более чем в три раза выше, чем у КУ-318. Приведенные данные показывают, насколько "Волга-5" превосходит "Атом". В качестве усилителя мощности сигналов звукового изображения используется телевизионный передатчик "Онега-1", выпускаемый АООТ "МАРТ".

Передатчик "Шум-5" потребляет от сети 19 кВт, из них 3,5 кВт приходится на усилитель мощности звука и около 10 кВт - на клистроны. Таким образом, выходная мощность передатчика "Ильмень", модернизированного с помощью двух передатчиков "Шум-5", составит 10 кВт, а потребляемая от сети - 40 кВт. Такой передатчик будет иметь в канале сигнала изображения два взаимно резервируемых усилителя или же две передающие линейки с выходной мощностью, соответственно, 10 и 5 кВт, а также один усилитель со скользящим нагруженным резервом в канале сигнала звукового сопровождения.

К сказанному остается добавить, что с ориентировкой на применение двух усилителей "Шум-5" можно за умеренную цену провести модернизацию всего парка радиостанций на основе передатчика "Ильмень". Конечно, остается открытым вопрос финансирования такой объемной модернизации. Однако просматривается, как возможная, лизинговая схема. Оплата поставленных усилителей "Шум-5" производится апостериори, т.е. за счет отчислений от арендной оплаты на основе беспроцентного кредитования. Такая схема удобна и поставщику, которому гарантируется постоянный заказ, и ОРТПЦ, снимает проблему долгосрочного кредитования, в том числе оплаты высоких процентных ставок.