試論廣播電視機(jī)房的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鄭長(zhǎng)明

摘 要：廣播電視的安全運(yùn)行需要機(jī)房的安全供電作為支撐。廣播電視機(jī)房的供電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行是保證機(jī)房?jī)?nèi)相關(guān)系統(tǒng)安全運(yùn)行的前提。文章主要從實(shí)例的角度出發(fā)，介紹了國(guó)內(nèi)電視臺(tái)播控中心激發(fā)UPS集中供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案與實(shí)施途徑。

關(guān)鍵詞：電視臺(tái)；機(jī)房供配電系統(tǒng)；設(shè)計(jì)研究

電視臺(tái)播控中心機(jī)房對(duì)于電視廣播系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是非常重要的，承擔(dān)著電視臺(tái)安全、穩(wěn)定和持續(xù)運(yùn)行的重任。而機(jī)房?jī)?nèi)的供電系統(tǒng)就是電視臺(tái)播控中心機(jī)房?jī)?nèi)的核心系統(tǒng)，是整個(gè)廣播電視臺(tái)不斷運(yùn)轉(zhuǎn)的前提條件。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)報(bào)告顯示，國(guó)內(nèi)多數(shù)電視臺(tái)事故，均與電視臺(tái)播控中心機(jī)房的供配電系統(tǒng)有關(guān)，其占比高達(dá)85%。因此，不難看出，電視臺(tái)供配電系統(tǒng)是影響廣播電視節(jié)目質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

1 機(jī)房供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

1.機(jī)房供電系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)

在實(shí)際機(jī)房設(shè)計(jì)中，由于設(shè)計(jì)者的疏忽，機(jī)房設(shè)計(jì)時(shí)忽視了機(jī)房供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)維修方案的設(shè)計(jì)。依據(jù)機(jī)房使用進(jìn)行設(shè)計(jì)的要求，機(jī)房用電與其他的用電系統(tǒng)保持相對(duì)的獨(dú)立性，不能共同采用統(tǒng)一電源，單相用電設(shè)備與動(dòng)力用電設(shè)備分開(kāi)使用電纜，保證電力運(yùn)輸不受互相干擾，機(jī)房的照明設(shè)備要使用專用的供電系統(tǒng)，對(duì)于使用規(guī)模較小，要求較少的系統(tǒng)可以采用ATS投切系統(tǒng)，而負(fù)荷電流量較大的復(fù)雜系統(tǒng)則采用開(kāi)關(guān)柜倒閘系統(tǒng)進(jìn)行操作，為了防止雷電的侵入造成的電壓不穩(wěn)定和對(duì)電網(wǎng)開(kāi)關(guān)的影響，在配電柜內(nèi)保證配置二級(jí)避雷設(shè)備。機(jī)房系統(tǒng)中配電的設(shè)計(jì)主要經(jīng)濟(jì)安全作為依據(jù)，保證所用產(chǎn)品的質(zhì)量保證，對(duì)電力負(fù)荷以及未來(lái)增加負(fù)荷進(jìn)行充分的考慮。

2.合理設(shè)計(jì)UPS供電系統(tǒng)

UPS供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是對(duì)機(jī)房低壓設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，這種供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要有分區(qū)供電及集中供電兩種方式，采用的方式主要與機(jī)房的布局和系統(tǒng)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。UPS系統(tǒng)的輸入開(kāi)關(guān)主要采用低壓斷路器，在進(jìn)行安全時(shí)避免在源市電輸入前端安裝漏電保護(hù)裝置，為了減少和預(yù)防重大事故的發(fā)生，嚴(yán)禁UPS電源工作輸入市電嚴(yán)禁脫零線，避免造成管理人員的傷亡。嚴(yán)格依據(jù)國(guó)家要求安裝接地設(shè)備，保證接地阻值與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相符，有效的減少設(shè)備的停工和損壞。UPS電源的選擇中要嚴(yán)格對(duì)使用的電池的型號(hào)進(jìn)行選擇，根據(jù)機(jī)房空間、使用的時(shí)間以及經(jīng)濟(jì)利益等進(jìn)行選擇，保證電池安全性能、放電性能等，有效的避免劣質(zhì)電池對(duì)設(shè)備供電時(shí)間的影響。

3.合理設(shè)計(jì)變電站

供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，除一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷采用10kv三回路供電外，對(duì)于機(jī)房供電應(yīng)考慮一級(jí)電源檢修或故障的情況，采用雙回路電源供電。配供電設(shè)備一般都自帶電源，當(dāng)發(fā)生事故時(shí)保證設(shè)備自備電源的靈活切換。設(shè)計(jì)主要目的是保證安全啊操作、運(yùn)行安全靈活、維修方便和方便操作等。電源接線方式和電源引入的回路數(shù)量要依據(jù)機(jī)房的供電需求和負(fù)荷的等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了防止在檢修中電力系統(tǒng)工作受到影響，可以采用隔離開(kāi)關(guān)將母線斷開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)不同時(shí)間對(duì)兩端母線的整修，保證了供電系統(tǒng)的正常工作。干式變壓器一般作為室內(nèi)變電站的變壓器使用，而油變變壓器主要是用于室外變壓站。在對(duì)變壓器進(jìn)行選擇時(shí)要對(duì)機(jī)房環(huán)境、系統(tǒng)現(xiàn)有和未來(lái)可能存在的負(fù)荷進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算有效選擇，做好防鼠、防水等工作。同時(shí)在對(duì)變電站進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要充分的考慮電壓偏差的存在，盡量平衡三相負(fù)荷，因此要進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償，具體的方式則依據(jù)實(shí)際運(yùn)行中的優(yōu)劣勢(shì)和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題進(jìn)行思考。

2 廣播電視臺(tái)播控中心供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

1.用電容量的確定及設(shè)計(jì)

依照播出機(jī)房、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)房、廣播電視直播間和新聞直播室的歷史用電數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)推算，四個(gè)部門的總用地按負(fù)載大約在三十五千瓦左右，考慮到電視臺(tái)后續(xù)的業(yè)務(wù)發(fā)展及業(yè)務(wù)變化趨勢(shì)，供配電系統(tǒng)總負(fù)載則應(yīng)該按照四十五千瓦來(lái)計(jì)算。因此，作者決定采用兩路60KVA的UPS，讓其成為一主一副來(lái)給機(jī)房進(jìn)行供電。UPS的設(shè)計(jì)放電時(shí)間大約在一個(gè)小時(shí)左右，當(dāng)外接電源被中斷之后，UPS內(nèi)的電容量設(shè)計(jì)可以支持電視臺(tái)內(nèi)所有機(jī)房持續(xù)工作一個(gè)小時(shí)以上，同時(shí)還會(huì)考慮到UPS電量輸出的三項(xiàng)負(fù)載均衡的要素。

2.UPS 供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

從圖1我們就可以清楚的看到，兩條外部電源在經(jīng)過(guò)兩臺(tái)工藝變壓器處理之后的電力輸出三相為三百八十瓦，經(jīng)過(guò)互投配電柜AP1把電力輸出給主備UPS使用，若當(dāng)兩條外部電源均被切斷時(shí)，則可以通過(guò)線路切換把一號(hào)電源線路切換到應(yīng)急發(fā)電機(jī)上，采用應(yīng)急電源來(lái)進(jìn)行供電。主備UPS都應(yīng)該配置手動(dòng)旁路考官，當(dāng)UPS因故障問(wèn)題而不能停止工作時(shí)，仍要確保各個(gè)電視臺(tái)各個(gè)機(jī)房主備電源供給正常。主備UPS經(jīng)獨(dú)立的配電柜把電力輸送到每個(gè)機(jī)房當(dāng)中。為了確保UPS供配電系統(tǒng)正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)UPS在進(jìn)行電力負(fù)載分配時(shí)，應(yīng)該最大化保障三相電壓負(fù)載的均衡性。

3.播控中心機(jī)房供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

機(jī)房配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：當(dāng)UPS電源通過(guò)線路到達(dá)各個(gè)機(jī)房后，則應(yīng)該采用精密配電柜來(lái)對(duì)其進(jìn)行電源配置，將主備電源分別接到機(jī)房中每個(gè)機(jī)柜主備電源的接線板上，主UPS電源接主接線板。備UPS電源接備接線板，每一個(gè)接線板都要配置單獨(dú)的斷路器，從而提高電源的安全性和穩(wěn)定性。播控中心內(nèi)的重要設(shè)備分別接到主備兩條UPS電源上，主通道中的單電源設(shè)備接在主UPS電源上，備用通道中的單電源設(shè)備接到備用UPS電源之上，對(duì)于一些其他不適那么重要的輔助性設(shè)備，則應(yīng)該在相應(yīng)的機(jī)柜上配置ATS電源自動(dòng)切換系統(tǒng)來(lái)切換輔助設(shè)備的電源。通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，當(dāng)任何一條UPS電源出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，播控中心機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備不會(huì)將不會(huì)受到太大的影響，在另一條電源的支持下持續(xù)播出節(jié)目。在安裝施工完成之后，應(yīng)該在第一時(shí)間對(duì)每個(gè)機(jī)柜中的斷路器、電源插板貼上相應(yīng)的標(biāo)簽，這么做主要是為了便于后期的維護(hù)，不然時(shí)間一長(zhǎng)維護(hù)工作就找不到頭緒，不能準(zhǔn)確分辨出斷路器所對(duì)應(yīng)的機(jī)柜。

3 供配電系統(tǒng)的配電監(jiān)測(cè)、監(jiān)控及報(bào)警系統(tǒng)

一套完整的供電系統(tǒng)不僅包含了核心的供配電技術(shù)，還應(yīng)該包括完善的電源監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)，技術(shù)人員可以通過(guò)該套系統(tǒng)來(lái)準(zhǔn)確掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的問(wèn)題，查詢相關(guān)的歷史數(shù)據(jù)。

1.UPS供電監(jiān)控系統(tǒng)

實(shí)時(shí)顯示并存儲(chǔ)UPS 供電通訊協(xié)議所提供的遠(yuǎn)程控制的運(yùn)行參數(shù)以及各個(gè)部件的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，包含輸出/輸入電壓、輸出電流、頻率、整流器狀態(tài)、旁路狀態(tài)以及各環(huán)節(jié)的工作參數(shù)。及時(shí)判斷UPS供電系統(tǒng)部件是否出現(xiàn)報(bào)警現(xiàn)象，當(dāng)某一部分部件出現(xiàn)故障或越限時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)就會(huì)通過(guò)短信的方式向管理人員發(fā)出警報(bào)。

2.機(jī)房配電柜監(jiān)控系統(tǒng)

一般情況下，電視臺(tái)播控中心機(jī)房采用的都是精密配電柜，并配置以大容量觸摸屏為人機(jī)界面的分體式監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)相應(yīng)配電柜的全部進(jìn)線及參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)各個(gè)參數(shù)均設(shè)置了超限閥值，使其監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠在一定范圍內(nèi)發(fā)出光警報(bào)信號(hào)，同時(shí)還應(yīng)該檢測(cè)總進(jìn)線的開(kāi)關(guān)，在線路分閘之前提前發(fā)出警報(bào)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還可以擴(kuò)展相應(yīng)的參數(shù)，即各個(gè)電力輸出線路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、各輸出之路的電流量以及支路電流的功率等，并對(duì)其設(shè)置相應(yīng)的超限范圍以及閥值。

總而言之，供配電系統(tǒng)對(duì)于電視臺(tái)播控中心的各個(gè)機(jī)房來(lái)說(shuō)非常重要，文章所述的設(shè)計(jì)方案并不一定適用于所有電視臺(tái)，因此，在進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，還是應(yīng)該從電視臺(tái)的實(shí)際情況出發(fā)，綜合考慮多方面的因素，使設(shè)計(jì)方案更加有效。

參考文獻(xiàn)

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