論電視臺(tái)供配電系統(tǒng)的升級(jí)改造

林宇帆

摘 要：構(gòu)建安全、可靠的供電系統(tǒng)，是保障廣播電視安全播出的重要基礎(chǔ)。本文圍繞廣播電視行業(yè)技術(shù)機(jī)房供配電的工藝要求和特點(diǎn)，對(duì)中山電視臺(tái)供配電系統(tǒng)升級(jí)改造的實(shí)施方案進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：不間斷電源（UPS）； 靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)（STS）； 自動(dòng)倒換開關(guān)（ATS） ； 雙電源設(shè)備

中山電視臺(tái)原有的供配電系統(tǒng)主要由一路10KV高壓專線（雍逸線），兩臺(tái)容量為1250KVA（1#）和800KVA（2#）的變壓器，一臺(tái)400KW的發(fā)電機(jī)組構(gòu)成。近年來電視臺(tái)因業(yè)務(wù)發(fā)展用電負(fù)荷在逐年增加，而原有的供配電系統(tǒng)經(jīng)過十多年的運(yùn)行，部分設(shè)施已有老化損壞現(xiàn)象。為此，需要對(duì)原有的供配電系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。

1高壓專線改造

為提高高壓供電的可靠性，在原有一路10KV專線供電的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)新增一路10KV專線（凱茵線）作為備用高壓電源，為達(dá)到冗余可靠，兩路10KV高壓來自不同區(qū)域的變電站，構(gòu)成高壓雙回路供電。為配合高壓專線改造新增兩臺(tái)10KV高壓開關(guān)柜，開關(guān)柜選配的斷路器是施耐德的（SF1-12/2500A），兩開關(guān)柜的斷路器由機(jī)電聯(lián)鎖控制，可進(jìn)行自動(dòng)（或手動(dòng)）高壓倒換。按設(shè)計(jì)，在正常情況下10KV（雍逸線）作為主用高壓電源，其斷路器處于“閉合”位置，而作為備用高壓電源的10KV （凱茵線）的斷路器處于“斷開”位置。當(dāng)10KV（雍逸線）線路發(fā)生故障（或檢修）停電時(shí)，其斷路器“斷開”，通過機(jī)電聯(lián)鎖控制將10KV（凱茵線）的斷路器“閉合”向高壓負(fù)荷送電。

2 變壓器擴(kuò)容改造

隨著近年來電視臺(tái)用電負(fù)荷的不斷增加，原有的1#、2#兩臺(tái)變壓器已處在較滿負(fù)荷情況下運(yùn)行。根據(jù)現(xiàn)有用電負(fù)荷及未來幾年用電負(fù)荷增加的預(yù)測(cè)分析，需要新增一臺(tái)800KVA的變壓器（3#），使變壓器總裝機(jī)容量從原來的2050KVA擴(kuò)容到2850KVA。在3#變壓器完成安裝調(diào)試投入運(yùn)行后，對(duì)原來變壓器的負(fù)荷重新進(jìn)行了調(diào)整，其中1#變壓器承擔(dān)向600M2演播廳中央空調(diào)、舞臺(tái)燈光，新聞及綜藝直播室燈光，行政大樓中央空調(diào)、電梯和消防系統(tǒng)等負(fù)荷供電。同時(shí)還作為電視技術(shù)機(jī)房和有線數(shù)字電視技術(shù)機(jī)房的備用電源。2#變壓器承擔(dān)向行政大樓辦公、照明及副樓照明、飯?zhí)?、載貨電梯等負(fù)荷供電，同時(shí)還作為行政大樓消防系統(tǒng)及電梯的備用電源，以及電視播出機(jī)房的二級(jí)備用電源。3#變壓器承擔(dān)向電視中心技術(shù)機(jī)房、有線數(shù)字電視技術(shù)機(jī)房的負(fù)荷供電。

3 發(fā)電機(jī)組增容改造

電視臺(tái)原有一臺(tái)400KW發(fā)電機(jī)組，現(xiàn)已無法滿足重要負(fù)荷的用電要求，所以設(shè)計(jì)新增一臺(tái)800KW發(fā)電機(jī)組作為3#（或2#）800KVA變壓器輸出的應(yīng)急備用輸出電源，見圖1。

圖1 供配電系統(tǒng)原理圖

如圖1，800KW發(fā)電機(jī)組輸出經(jīng)3K2開關(guān)與3#變壓器的3K1開關(guān)進(jìn)行機(jī)電聯(lián)鎖。當(dāng)3#變壓器發(fā)生故障（或檢修）停電時(shí)，斷開3K1開關(guān)，啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組且待運(yùn)行正常后，再合上3K2開關(guān)向電視中心和數(shù)字電視技術(shù)機(jī)房應(yīng)急供電。同樣，800KW發(fā)電機(jī)也可通過機(jī)電聯(lián)鎖開關(guān)，作為2#變壓器用電負(fù)荷的應(yīng)急供電電源。

如圖1，400KW發(fā)電機(jī)組經(jīng)1K2開關(guān)與1#變壓器的1K1開關(guān)進(jìn)行機(jī)電聯(lián)鎖。當(dāng)1#變壓器發(fā)生故障（或檢修）停電時(shí)，斷開1K1開關(guān)（包括斷開600M2演播廳的用電負(fù)荷）， 啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組且待運(yùn)行正常后，再合上1K2開關(guān)，發(fā)電機(jī)組僅在額定功率內(nèi)向重要負(fù)荷應(yīng)急供電。

4 不間斷電源（UPS）的選配

電視臺(tái)原來在各樓層的技術(shù)機(jī)房分別配置了十多臺(tái)10KVA以下的UPS，由于這些中小功率UPS的持續(xù)供電時(shí)間較短，而且分散安裝在不同的樓層不利于維護(hù)管理。為減少中小功率UPS的使用，設(shè)計(jì)選用大功率的UPS為電視技術(shù)機(jī)房供電。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，其中電視播出機(jī)房的總用電負(fù)荷約在85千瓦，為此選擇使用艾默生120KVA的UPS。該UPS具有輸入電壓范圍廣，整流電流諧波?。?3%）和效率高的良好電氣性能。同時(shí)該設(shè)備還具有先進(jìn)的智能監(jiān)控功能和實(shí)時(shí)負(fù)載均衡調(diào)節(jié)功能。

5 電視播出機(jī)房供配電升級(jí)改造設(shè)計(jì)方案

電視播出機(jī)房是電視臺(tái)的重要核心部位之一，機(jī)房?jī)?nèi)安裝的播控設(shè)備24小時(shí)在運(yùn)行，如果發(fā)生供電中斷則將會(huì)引發(fā)播控系統(tǒng)崩潰的重大停播事故。為此，在電視播出機(jī)房供配電方案設(shè)計(jì)時(shí)除按照現(xiàn)行國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范外，同時(shí)還參照了國(guó)家廣電總局頒布的《電視中心管理細(xì)則》中關(guān)于播出負(fù)荷供配電應(yīng)采用兩組獨(dú)立低壓回路供電，主要播出負(fù)荷采用UPS供電，播控系統(tǒng)主備播出設(shè)備、雙電源設(shè)備（一臺(tái)設(shè)備有兩組電源輸入），要分別接入不同的供電回路的工藝要求來進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，見圖2。

圖2 電視播出機(jī)房供配電系統(tǒng)原理圖

如圖2，1#、2#兩臺(tái)120KVA的UPS經(jīng)1#、2#列頭柜輸出，構(gòu)成了兩組獨(dú)立的不間斷電源供電回路向電視播出機(jī)房的播出負(fù)荷供電。其中，雙電源設(shè)備分別接入到兩組不同UPS的供電回路上，而單電源設(shè)備則通過靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)（STS）裝置，接入到兩組不同供電回路上。為了滿足工藝要求，兩臺(tái)UPS還通過數(shù)據(jù)同步線實(shí)現(xiàn)輸出電壓、頻率、相位一致。

按設(shè)計(jì)，3#變壓器低壓輸出為主用電源，1#變壓器低壓輸出為備用電源。在正常情況下，3#變壓器的低壓輸出經(jīng)電源倒換柜的自動(dòng)倒換開關(guān)（ATS）分別向1#、2#UPS供電。當(dāng)3#變壓器發(fā)生故障（或檢修）停電時(shí)，電源倒換柜的ATS開關(guān)將會(huì)自動(dòng)倒換到1#變壓器的低壓輸出端，然后向1#、2#UPS供電。當(dāng)UPS在運(yùn)行過程中如果發(fā)生故障（或負(fù)荷超載時(shí)），UPS的旁路開關(guān)（STS）會(huì)快速將其輸入端電源轉(zhuǎn)換到其輸出端，以保持UPS的輸出不中斷。當(dāng)兩臺(tái)UP在運(yùn)行中，如有一臺(tái)UPS（1#或2#）發(fā)生故障輸出完全中斷，則（1#或2#）列頭柜中的ATS開關(guān)將會(huì)自動(dòng)倒換到2#變壓器的低壓輸出端，作為二級(jí)應(yīng)急備用電源向電視播出系統(tǒng)設(shè)備臨時(shí)供電，待UPS故障排除后ATS開關(guān)將自動(dòng)倒回UPS供電。

在配電系統(tǒng)中選用的靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)（STS）是由智能控制電路和雙向可控硅構(gòu)成，它可進(jìn)行交流電源的二選一快速轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為≤8ms，不會(huì)影響其負(fù)荷設(shè)備的正常運(yùn)行。

6 結(jié)語

中山電視臺(tái)供、配電系統(tǒng)經(jīng)過全面升級(jí)改造，構(gòu)成主、備高壓專線、發(fā)電機(jī)組和UPS的三重供電保障體系。其中，大功率的UPS設(shè)備，可保證當(dāng)外電停電時(shí)為技術(shù)機(jī)房用電負(fù)荷提供兩小時(shí)以上不間斷的電源供給，采用STS開關(guān)為播出線上的單電源用電負(fù)荷提供1+1的冗余供電。整個(gè)供、配電升級(jí)擴(kuò)容改造工程的完成，極大地提高了中山電視臺(tái)供配電系統(tǒng)的安全性和可靠性。

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