貴州廣播電視臺(tái)播控中心電源改造的實(shí)現(xiàn)

劉明

（貴州廣播電視臺(tái)，貴州 貴陽(yáng) 550002）

貴州廣播電視臺(tái)播控中心電源改造的實(shí)現(xiàn)

劉明

（貴州廣播電視臺(tái)，貴州 貴陽(yáng) 550002）

貴州廣播電視臺(tái)播控中心在2014年對(duì)現(xiàn)有的播出系統(tǒng)進(jìn)行較大規(guī)模的改造，以適應(yīng)臺(tái)事業(yè)的快速發(fā)展，原有的供電系統(tǒng)明顯不能滿足需求，首先對(duì)UPS供電系統(tǒng)進(jìn)行了較為復(fù)雜的改動(dòng)。對(duì)改造后UPS電源供電系統(tǒng)的配電方案以及UPS供電系統(tǒng)電源改造具體措施進(jìn)行了介紹，并對(duì)該供電系統(tǒng)改造過(guò)程中的一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)和數(shù)據(jù)進(jìn)行了闡述。

UPS供電系統(tǒng)；功率擴(kuò)容；冗余方案

隨著貴州廣播電視臺(tái)事業(yè)的不斷發(fā)展，播控中心從2013年上半年開(kāi)始策劃?rùn)C(jī)房的改造方案。新方案實(shí)現(xiàn)了非編、播出及編單資源共享，各種功能集成化，一方面簡(jiǎn)化了上載工作、確保數(shù)據(jù)和素材安全，另一方面提高播出質(zhì)量，保證播出系統(tǒng)更加安全高效。為此新系統(tǒng)增加了非編系統(tǒng)、媒資系統(tǒng)，更新了播出、上載視頻服務(wù)器，大量增加各種數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備（二級(jí)存儲(chǔ)及磁帶庫(kù)）等精密的數(shù)字電子設(shè)備。為確保本改造方案最終實(shí)現(xiàn)并能穩(wěn)定工作以滿足設(shè)計(jì)需要，首先對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行了改造[1]，主要表現(xiàn)在UPS功率提升和冗余安全[2]，從以下3個(gè)方面進(jìn)行詳述。

1 改造前UPS配電系統(tǒng)

改造前UPS電源配電系統(tǒng)線路圖如圖1所示。

圖1 改造前UPS電源配電系統(tǒng)線路圖

兩臺(tái)80 kVA UPS并機(jī)組成互為熱備的UPS供電系統(tǒng)，最大可帶負(fù)載為80 kVA，實(shí)際運(yùn)用中負(fù)載功率為25 kVA左右，三相電流大致平衡為35 A左右。由圖1可見(jiàn)，該冗余供電系統(tǒng)由2臺(tái)UPS輸出并聯(lián)組成，并由主備數(shù)據(jù)線連接進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)通信，確保在任何時(shí)刻2臺(tái)UPS的輸出都能做到“同頻、同相、同幅”以滿足并機(jī)的要求，這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)為2臺(tái)UPS互為熱備份，一臺(tái)故障時(shí)另一臺(tái)仍將繼續(xù)工作，不影響UPS的供電，不會(huì)引起供電中斷，相對(duì)只有一臺(tái)UPS的供電來(lái)說(shuō)，極大地增加了供電的可靠性。但在較為極端的情況下，如一臺(tái)UPS的輸出變壓器線圈因過(guò)熱短路（隨著UPS使用年限的增加，UPS的輸出濾波電容器等器件老化致使參數(shù)改變，2臺(tái)UPS的輸出無(wú)法做到“同頻、同相、同幅”，則在2臺(tái)UPS之間不可避免地會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部環(huán)流，引起UPS輸出變壓器大量發(fā)熱），最終可能引起整個(gè)UPS供電系統(tǒng)癱瘓，存在一定的安全隱患（原UPS供電系統(tǒng)已使用10年，確已發(fā)現(xiàn)UPS的輸出變壓器溫度比以前有大幅增加）。

由于機(jī)房播出系統(tǒng)改造，精密設(shè)備和系統(tǒng)復(fù)雜性大量增加，因此，在新的供電系統(tǒng)中一方面應(yīng)考慮增大UPS供電系統(tǒng)的輸出功率，另一方面為排除安全隱患，也要重新考慮配電系統(tǒng)的冗余方案，增加系統(tǒng)的安全性能，以同時(shí)滿足新播出系統(tǒng)對(duì)供電功率和安全兩方面的需要[3]。

2 改造后UPS電源供電系統(tǒng)的配電方案

改造后UPS電源配電系統(tǒng)線路圖如圖2所示。

整個(gè)UPS供電系統(tǒng)由4臺(tái)80 kVA UPS組成，2臺(tái)UPS并機(jī)互為熱備組成的UPS供電系統(tǒng)的主電，另外2臺(tái)UPS并機(jī)互為熱備組成的UPS供電系統(tǒng)的備電。本方案供電系統(tǒng)最大可帶負(fù)載增加為160 kVA，主、備供電系統(tǒng)互不依賴，實(shí)現(xiàn)主、備雙路獨(dú)立供電。

圖2 改造后UPS電源配電系統(tǒng)線路圖

主備電源分配原則為：雙電源設(shè)備主備供電均接單電源設(shè)備，主機(jī)接主電，備機(jī)接備電；單機(jī)單電源則接主電。2013年下半年播出系統(tǒng)改造完成后，測(cè)試在中斷主供電或中斷備供電的情況下新播出系統(tǒng)均可正常播出，大幅提高了供電系統(tǒng)的安全性。

功率方面，整個(gè)新播出系統(tǒng)的實(shí)測(cè)總功率為82 kVA左右，其中主供電系統(tǒng)負(fù)擔(dān)的功率為48 kVA，三相電流大致平衡為72 A左右；備供電系統(tǒng)負(fù)擔(dān)的功率為34 kVA，三相電流大致平衡為51 A左右。本供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)最大可帶載量160 kVA，可滿足新播出系統(tǒng)的功率要求，并留有一定的擴(kuò)容裕量。

綜上所述，本主、備獨(dú)立的UPS供電系統(tǒng)一方面實(shí)現(xiàn)了功率擴(kuò)容，另一方面則有效地提高了整個(gè)供電系統(tǒng)的安全性能，完全滿足了最初的設(shè)計(jì)要求。

3 UPS供電系統(tǒng)電源改造的具體實(shí)施

為達(dá)到新UPS供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，以下4個(gè)方面的重要工作也需逐步落實(shí)：

1）將新增的2臺(tái)UPS并機(jī)作供電主路，原UPS系統(tǒng)作供電備路（已通知廠家更換原UPS的輸出濾波電容器并作調(diào)整以達(dá)到原來(lái)設(shè)計(jì)的參數(shù)值）。因播出機(jī)房空間限制（11樓），所增加的2臺(tái)UPS被安置在地下負(fù)一樓，又因其為主路所帶負(fù)載較多，電流較大，供電又是從負(fù)1樓到11樓，傳輸距離較遠(yuǎn)，為降低傳送損耗，其間所使用的傳送導(dǎo)線采用較粗的5× 90 mm2的多芯銅質(zhì)電纜線。

2）新增各柜上原自帶的電源插板可靠性不高[4]，故全部以新訂購(gòu)的專業(yè)機(jī)柜電源插板條取代，并將電源導(dǎo)線與插板上的銅條用銅卡子壓緊后上錫，確保接觸牢靠和能承受較大負(fù)載的工作電流。

3）機(jī)房配電中斷路器采用三級(jí)空開(kāi)、上下級(jí)保護(hù)方式。新供電系統(tǒng)中第一級(jí)斷路器選用的主、備2個(gè)120～160 A（可承擔(dān)負(fù)載功率80～100 kVA）電流可調(diào)式的三相總空開(kāi)；其下二級(jí)全部采用40 A三相空開(kāi)（可承擔(dān)負(fù)載功率26 kVA）為控制各排機(jī)柜的分控空開(kāi)；第三級(jí)采用20 A的單相空開(kāi)（可承擔(dān)負(fù)載功率4 kVA）。并按行業(yè)規(guī)范設(shè)置空開(kāi)參數(shù)以保證各級(jí)空開(kāi)相互配合和實(shí)現(xiàn)各級(jí)空開(kāi)動(dòng)作選擇性保護(hù)。

4）新的UPS供電系統(tǒng)完成后，發(fā)現(xiàn)將UPS供電主路的輸入市電變?yōu)榕_(tái)內(nèi)已安裝的柴油發(fā)電機(jī)時(shí)，主路新加的兩臺(tái)UPS一時(shí)能接進(jìn)發(fā)電機(jī)的供電，一時(shí)又跳為電池放電狀態(tài)，工作極不穩(wěn)定。聯(lián)系UPS廠家，適當(dāng)調(diào)寬UPS輸入市電的限制范圍參數(shù)后，工作正常。此工作模擬市電長(zhǎng)時(shí)間斷電時(shí)啟用發(fā)電機(jī)供電時(shí)的狀況非常重要，為必測(cè)項(xiàng)目[5]。

至此，播控中心對(duì)UPS供電系統(tǒng)的改造已全部完成，既提升了UPS供電系統(tǒng)的功率輸出，同時(shí)也大幅增加了系統(tǒng)的安全性。系統(tǒng)的各項(xiàng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)滿足最初設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)各項(xiàng)測(cè)試性能也達(dá)到了預(yù)先的設(shè)想。通過(guò)本次UPS系統(tǒng)的改造，也為2015年貴州廣播電視臺(tái)新大樓全高清數(shù)字播出機(jī)房的供電建設(shè)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

[1] 劉瑄.中心機(jī)房配電系統(tǒng)改造[J].鐵道建筑技術(shù)，2011（7）：70-73.

[2] 王青陽(yáng).廣播電視機(jī)房供配電系統(tǒng)技術(shù)安全[J].電視技術(shù)，2012，36（10）：73-74.

[3] 閻國(guó)強(qiáng).使用UPS電源改善電視播控中心機(jī)房的供電質(zhì)量[J].廣播與電視術(shù)，1999，26（2）：69-70.

[4]張建偉.廣播電視專業(yè)機(jī)房UPS電源可靠性設(shè)計(jì)實(shí)踐[J].電視技術(shù)，2012，36（14）：91-93.

[5]陳金鑾.某數(shù)據(jù)中心機(jī)房UPS供電系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)及其可用性分析[J].智能建筑電氣技術(shù)，2011，5（5）：37-40.

責(zé)任編輯：閆雯雯

TN931

A

10.16280/j.videoe.2015.08.022

2014-07-22

【本文獻(xiàn)信息】劉明.貴州廣播電視臺(tái)播控中心電源改造的實(shí)現(xiàn)[J].電視技術(shù)，2015，39（8）.