廣播電視中心供配電設(shè)計(jì)的探索與思考探究

周家程

（山東廣播電視臺(tái)，山東 濟(jì)南 250000）

0 引言

自改革開放以來，我國科學(xué)技術(shù)不斷取得新的突破，電視技術(shù)也得到了充分的發(fā)展，廣播電視行業(yè)在這一基礎(chǔ)上取得了一系列的提升[1]。當(dāng)前在廣播電視節(jié)目數(shù)量、節(jié)目質(zhì)量以及節(jié)目播出時(shí)長等方面都有了新的變化，這些變化使得廣播電視中心的供配電設(shè)計(jì)面臨著新的挑戰(zhàn)和更加嚴(yán)格的要求。在當(dāng)前供電數(shù)量越來越多的情況下，供配電系統(tǒng)中存在的風(fēng)險(xiǎn)也越來越高。因此如何將廣播電視中心的供配電設(shè)計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化，從而更好地改善和減少停電斷電事故成為當(dāng)前亟待解決的問題，以此對(duì)廣播電視中心節(jié)目的正常播出進(jìn)行保障。

1 廣播電視中心供配電設(shè)計(jì)要素簡述

1.1 專用電路

針對(duì)廣播電視中心的供配電系統(tǒng)進(jìn)行分析，需要保障所有進(jìn)入廣播電視中心的電路都要具有專用電路，在高壓電路方面需要具備兩到三路的專用電路，同時(shí)需要對(duì)這些電路的來源進(jìn)行完善和設(shè)計(jì)，需要將這兩到三路的專用電路由供配電系統(tǒng)中不同的變電站進(jìn)行供電，這一設(shè)計(jì)是為了在突發(fā)情況出現(xiàn)之后，能夠有相應(yīng)的補(bǔ)救措施和應(yīng)急方式。在實(shí)際情況中如果按照上述要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，當(dāng)遇到停電或者是斷電的突發(fā)情況時(shí)，存在可以正常使用和工作的線路，不會(huì)造成整個(gè)廣播系統(tǒng)癱瘓，能夠?qū)p失和影響降到最低。

1.2 雙回路供電及自動(dòng)切換裝置

雙回路的供電方式應(yīng)當(dāng)引起廣播電視中心供配電設(shè)計(jì)的重視，并在這一基礎(chǔ)上進(jìn)行自動(dòng)切換電源裝置的設(shè)計(jì)，通過以上兩個(gè)設(shè)計(jì)能夠在突發(fā)情況降臨時(shí)，保證廣播電視中心能夠用最短時(shí)間進(jìn)行問題的解決。廣播電視中心在發(fā)生斷電或者停電的情況下，利用雙回路的供電方式能夠在電壓達(dá)到限定數(shù)值發(fā)生意外后，供配電系統(tǒng)利用雙回路供電方式進(jìn)行線路的自動(dòng)切換，將供電線路切換到另一條線路上，從而保證供電中心能夠正常的運(yùn)行[2]。

1.3 備用電源

備用電源對(duì)于廣播電視中心來說，是其在供配電設(shè)計(jì)過程中必要重點(diǎn)設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)之一。廣播電視中心為了保障節(jié)目的正常播出，需要對(duì)任何能夠影響節(jié)目播出和供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的突發(fā)情況進(jìn)行提前考慮，從而保障工作人員在突發(fā)情況出現(xiàn)后能夠有效并且及時(shí)地應(yīng)對(duì)和處理，將突發(fā)情況帶來的影響降到最小。因此，廣播電視中心在對(duì)供配電進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)備發(fā)電機(jī)組、UPS不間斷電源等備用電源，從而在斷電、停電事故出現(xiàn)后能夠第一時(shí)間利用UPS不間斷電源進(jìn)行供電，如果停電時(shí)間較長則使用發(fā)電機(jī)，利用這樣的應(yīng)急方式能夠?qū)⒁蛲话l(fā)情況導(dǎo)致的損害降至最低。

2 廣播電視中心供配電系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì)思考

2.1 電力變壓器

在對(duì)廣播電視進(jìn)行供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)電力變壓器的承受能力以及對(duì)之后工作運(yùn)行下的維護(hù)工作進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，廣播電視中心的特殊性在于其需要極強(qiáng)的電力承受能力，如果出現(xiàn)了超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)則需要專業(yè)的維修人員進(jìn)行定期的檢查，從而保證供配電系統(tǒng)中的變壓器可以正常工作和運(yùn)行。在對(duì)變壓器的運(yùn)行維護(hù)過程中，檢修人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)油溫、油位、油色以及運(yùn)行過程中發(fā)出的聲音等因素對(duì)電力變壓器進(jìn)行檢查，并且檢修人員應(yīng)當(dāng)重視檢查過程，對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的維護(hù)，保障廣播電視中心電力正常運(yùn)行[3]。

2.2 UPS

UPS不間斷電源是獨(dú)立并且完整的電源系統(tǒng)，因此其具備自身獨(dú)特的組成部分和工作內(nèi)容，并且UPS不間斷電源具有多種不同的類型，例如離線式、在線式、在線互動(dòng)式等等，這些不同的類型具備有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。針對(duì)UPS不間斷電源的供電方式進(jìn)行分類，主要有集中式和分散式兩種，在實(shí)際設(shè)計(jì)以及運(yùn)用過程中需要對(duì)電源的容量進(jìn)行考量，過大和過小都不適宜，都會(huì)對(duì)UPS不間斷電源的使用時(shí)長造成影響，這是因?yàn)檫^載會(huì)導(dǎo)致電池受到永久性的損傷，過小會(huì)對(duì)電池的逆變器進(jìn)行損壞，因此在實(shí)際運(yùn)用的過程中對(duì)這些細(xì)節(jié)問題應(yīng)當(dāng)有足夠的重視。

2.3 配電裝置

對(duì)廣播電視中心的供配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和完善，其目的是為了保證電視節(jié)目的正常播出，將意外降至最低，因此在實(shí)際的工作中要對(duì)配電裝置進(jìn)行定期的檢查，保證對(duì)可預(yù)防的事故提前預(yù)防，不能預(yù)防的事故在出現(xiàn)后也能夠及時(shí)進(jìn)行解決。例如在雷雨天氣下，應(yīng)當(dāng)對(duì)配電裝置進(jìn)行重點(diǎn)檢查，以保證配電裝置的正常、穩(wěn)定運(yùn)行，從而使電視節(jié)目能夠正常播出。

3 廣播電視中心供配電設(shè)計(jì)方案探索

3.1 用電容量設(shè)計(jì)

用電容量的設(shè)計(jì)需要對(duì)播出機(jī)房、數(shù)據(jù)機(jī)房、廣播直播室、新聞直播室和所有機(jī)房的用電量進(jìn)行計(jì)算和測(cè)量，假設(shè)當(dāng)前總負(fù)載為35kV，綜合考慮未來新業(yè)務(wù)的發(fā)展負(fù)載會(huì)進(jìn)一步上升，因此系統(tǒng)總負(fù)載按照45kV進(jìn)行計(jì)算，可以考慮使用兩路60kV以上的UPS進(jìn)行一主一備的機(jī)房供電。對(duì)UPS的放電時(shí)間按照一小時(shí)以上進(jìn)行設(shè)計(jì)，當(dāng)外部電路中斷后，電池容量的設(shè)計(jì)要求需要能夠支持所有機(jī)房同時(shí)工作1小時(shí)以上，并且應(yīng)當(dāng)對(duì)UPS輸出的三相負(fù)載均衡進(jìn)行充分考量。

對(duì)UPS配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)如圖1所示，市電1和市電2在經(jīng)過2臺(tái)工藝變壓器三相380V后經(jīng)互投配電柜AP1輸出給主設(shè)備UPS，當(dāng)兩路市電同時(shí)斷電時(shí)，需要通過切換開關(guān)把市電1切換到應(yīng)急發(fā)電機(jī)中進(jìn)行緊急電源供電。并且在主備UPS都設(shè)置上手動(dòng)的旁路開關(guān)，一旦UPS發(fā)生故障不能工作時(shí)能夠通過手動(dòng)開關(guān)保障各機(jī)房的主備電源可以正常地進(jìn)行供電。并且主備UPS電源經(jīng)過各自的配電柜輸出到每個(gè)機(jī)房的智能配電柜中。在UPS電源負(fù)載分配時(shí)需要保證三個(gè)電壓的負(fù)載均衡，以此保證UPS能夠正常工作。

圖1 UPS 機(jī)房配電系統(tǒng)圖

3.2 機(jī)房配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在UPS電源接入機(jī)房線路之后，需要利用智能配電柜對(duì)主備UPS電源進(jìn)行配電，將主備電源分別接入每個(gè)機(jī)柜中的主備電源PDU上，要求主PDU使用主UPS電源，備用的PDU使用備用的UPS電源，并且要求每一個(gè)PDU都要使用單獨(dú)的斷路器以加強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。機(jī)房當(dāng)中的雙電源應(yīng)當(dāng)分別按照主通道和備用通道與主備UPS電源接入。對(duì)于其他的單電源輔助裝備需要在相應(yīng)的機(jī)柜上增設(shè)ATS電源自動(dòng)切換設(shè)備來進(jìn)行供電，如此一來，任何一臺(tái)UPS在出現(xiàn)故障的時(shí)候都不會(huì)對(duì)整體的供電產(chǎn)生影響[4]。按照這種要求進(jìn)行施工后，還需要對(duì)機(jī)柜中的每個(gè)斷路器以及電源PDV貼上標(biāo)簽進(jìn)行辨別，有助于在日后進(jìn)行維護(hù)時(shí)提供便利。

3.3 配電監(jiān)測(cè)、監(jiān)控、報(bào)警系統(tǒng)

報(bào)警和監(jiān)控系統(tǒng)是完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不可缺少的一部分，通過報(bào)警和監(jiān)控系統(tǒng)能夠讓相關(guān)工作人員及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，能夠?qū)收线M(jìn)行提前的預(yù)測(cè)和接觸。在本次設(shè)計(jì)方案中使用了基于局域網(wǎng)的集中監(jiān)控系統(tǒng)，通過在每個(gè)機(jī)房中進(jìn)行溫濕度傳感器、煙感傳感器的設(shè)置，能夠通過網(wǎng)管電腦和局域網(wǎng)實(shí)時(shí)采集記錄外電輸入、UPS、智能配電柜和機(jī)房的環(huán)境數(shù)據(jù)，能夠?qū)υO(shè)備故障、斷電等異常情況通過平臺(tái)和聲光報(bào)警的形式進(jìn)行警報(bào)。利用局域網(wǎng)可以通過電腦對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)的工作情況和歷史記錄進(jìn)行查閱，設(shè)計(jì)中在播出機(jī)房和數(shù)據(jù)機(jī)房各配置了一臺(tái)電腦用來監(jiān)測(cè)。

3.3.1 UPS 監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示并保存

UPS能夠通過通信協(xié)議對(duì)輸入電壓、輸出電壓、輸出電流、輸出頻率、整流器狀態(tài)、逆變器狀態(tài)等一系列工作部件的工作參數(shù)進(jìn)行收集和匯報(bào)。能夠?qū)PS的部件是否出現(xiàn)警報(bào)進(jìn)行監(jiān)控，一旦UPS的某個(gè)部件出現(xiàn)了故障，監(jiān)控主系統(tǒng)能夠發(fā)出警報(bào)并對(duì)此次故障信息進(jìn)行收集記錄。

3.3.2 機(jī)房配電柜監(jiān)控系統(tǒng)

播控中心的機(jī)房在設(shè)計(jì)中使用智能配電柜，通過大容量的觸摸液晶屏為人機(jī)界面的分體式監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)ε潆姽駜?nèi)總進(jìn)線的全部參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，包括了三相電流電壓、無功功率、有功功率、功率因數(shù)、電度、電量等參數(shù)，并且還設(shè)置有超過限制的閾值，能夠在超出設(shè)定范圍之后通過聲光進(jìn)行警告，同時(shí)對(duì)總進(jìn)線的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，在分閘時(shí)進(jìn)行告警。

3.3.3 機(jī)房和機(jī)柜環(huán)境

監(jiān)控系統(tǒng)的用電設(shè)備都會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，一旦機(jī)房的溫度過高會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的穩(wěn)定性受到影響，因此應(yīng)當(dāng)對(duì)機(jī)房環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控。在這次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中對(duì)PUS機(jī)房、播出中心各個(gè)機(jī)房的重要機(jī)柜內(nèi)裝置溫濕度傳感器、煙感傳感器，從而對(duì)機(jī)房的環(huán)境進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控，確保整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)的良好運(yùn)行環(huán)境。

3.4 接地防雷系統(tǒng)

如果在機(jī)房中不進(jìn)行接地和防雷系統(tǒng)的設(shè)置，極易導(dǎo)致嚴(yán)重的播出事故出現(xiàn)，特別嚴(yán)重還會(huì)導(dǎo)致人身的安全，因此供配電系統(tǒng)的重要組成部分還應(yīng)當(dāng)包括良好的接地系統(tǒng)和防雷系統(tǒng)。在施工開始前應(yīng)當(dāng)對(duì)整個(gè)接地系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)繪，應(yīng)當(dāng)確保接地的電阻小于0.5Ω，并且在機(jī)房中使用30x3的銅條進(jìn)行等電位帶的鋪設(shè)，從而確保整個(gè)系統(tǒng)的接地性。并且應(yīng)當(dāng)在PUS輸出配電柜以及機(jī)房智能配電柜安裝防浪涌保護(hù)器進(jìn)行防護(hù)，防止雷電感應(yīng)以及雷電波損害電子設(shè)備。

4 其他方面注意事項(xiàng)

為了保障供配電系統(tǒng)能夠在廣播電視系統(tǒng)中得到安全的運(yùn)用，應(yīng)當(dāng)做好應(yīng)急管理方面的工作。首先，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)供配電設(shè)施的監(jiān)督和監(jiān)管，提前做好消防工作，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)注重生物對(duì)供配電設(shè)施的損壞，以免在實(shí)際運(yùn)行中產(chǎn)生影響。其次，要提升對(duì)突發(fā)情況以及故障的應(yīng)對(duì)措施水平[5]。例如在出現(xiàn)外電中斷、電氣設(shè)備故障等現(xiàn)象時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的改善措施，從而確保隨設(shè)備的故障進(jìn)行有效的解決，降低突發(fā)情況對(duì)廣播電視正常運(yùn)行的影響。相關(guān)負(fù)責(zé)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)緊急處理使用的工具和設(shè)備進(jìn)行定期的檢測(cè)和維護(hù)，從而確保在故障發(fā)生時(shí)能夠有效地使用。其次應(yīng)當(dāng)有專業(yè)的應(yīng)急管理部門和工作人員，加強(qiáng)廣播電視的應(yīng)急管理能力，并且應(yīng)當(dāng)提高工作人員的安全意識(shí)和責(zé)任意識(shí)。最后，應(yīng)當(dāng)不斷完善供配電系統(tǒng)的檢測(cè)方式，從而確保供配電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，加強(qiáng)對(duì)高低壓配電室等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的監(jiān)控，能夠方便檢測(cè)人員以及工作人員積極地發(fā)現(xiàn)問題并采取有效措施，降低由于故障對(duì)供配電系統(tǒng)的損壞，確保供配電系統(tǒng)能夠正常地為廣播電視進(jìn)行供電。

5 結(jié)語

隨著科技的不斷進(jìn)步，廣播電視中心也在不斷地發(fā)展，隨著人們對(duì)精神生活的要求越來越高，廣播電視中心的節(jié)目數(shù)量和時(shí)常也在不斷突破新高，這對(duì)于廣播電視中心的供配電系統(tǒng)提出了更高的要求。通過對(duì)供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)部分進(jìn)行論述，期望能夠保證廣播電視中心能夠正常播出節(jié)目。在本次設(shè)計(jì)中，我們感受到廣播電視播出安全的重要性和意義，應(yīng)當(dāng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格要求，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行更加科學(xué)的方案制定，同時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)設(shè)備、工程材料、實(shí)際施工的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng)和接地系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量改造，從細(xì)節(jié)方面保證整個(gè)供配電系統(tǒng)的質(zhì)量。希望本文能夠?qū)Ω鄰V播電視中心供配電設(shè)計(jì)提供思路，能夠?yàn)閺V播電視事業(yè)發(fā)展起到一定的幫助。