地市級(jí)廣電網(wǎng)絡(luò)前端機(jī)房供電安全及擴(kuò)容改造探索

葉慶明

摘要：地市級(jí)廣電網(wǎng)絡(luò)原機(jī)房供電容量小、單路供電可靠性低，隨著有線電視系統(tǒng)的全面升級(jí)，對(duì)設(shè)備供電安全提出了更高的要求，原有的電源容量、可靠性已不能滿足新系統(tǒng)的用電要求，亟待電源進(jìn)行全雙回路供電系統(tǒng)擴(kuò)容升級(jí)改造。

關(guān)鍵詞：廣電網(wǎng)絡(luò);供電安全;擴(kuò)容改造

近年來(lái)，由于機(jī)房電源問(wèn)題造成的廣電網(wǎng)絡(luò)安全播出事故頻發(fā)，究其原因，地市級(jí)廣電網(wǎng)絡(luò)總前端機(jī)房建設(shè)時(shí)間較早，機(jī)房規(guī)劃時(shí)多按模擬電視系統(tǒng)設(shè)備用電負(fù)荷設(shè)計(jì)，電源容量小、基本在80-100KVA以下，一般為單路供電，配置單路UPS電源，可靠性低，單路電源供電，若某一節(jié)點(diǎn)故障，極易引起多設(shè)備斷電，造成停播事故。隨著有線電視向全數(shù)字化播出及三網(wǎng)融合、智慧廣電業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)變，對(duì)設(shè)備供電安全提出了更高的要求，同時(shí)原有的電源容量已不能滿足新系統(tǒng)的用電負(fù)荷要求，亟待電源系統(tǒng)擴(kuò)容升級(jí)改造。

廣電網(wǎng)絡(luò)機(jī)房屬于市電交流供電系統(tǒng)，實(shí)施全雙路供電系統(tǒng)改造是提高前端供電安全的有效措施。外部電源引自兩路獨(dú)立外電，低壓側(cè)供電設(shè)雙回路，且接入兩個(gè)以上引至不同變壓器的獨(dú)立低壓回路。雙路電源均配置獨(dú)立UPS電源及自備電源發(fā)電設(shè)備，UPS電池組后備時(shí)間應(yīng)滿足實(shí)際負(fù)荷工作30分鐘以上，自備電源發(fā)電機(jī)應(yīng)在電源中斷20分鐘內(nèi)啟用保障播出負(fù)荷、機(jī)房空調(diào)等相關(guān)負(fù)荷持續(xù)供電。機(jī)房設(shè)備均應(yīng)配備雙電源供電模塊，主備播出設(shè)備、雙電源播出設(shè)備應(yīng)分別接入不同的供電回路。雙路電源間應(yīng)設(shè)跨接開(kāi)關(guān)，作為維修或應(yīng)急之用。設(shè)備選型上采用自動(dòng)化程度較高的柴油發(fā)電機(jī)組，具有自動(dòng)倒換功能的低壓配電系統(tǒng)，采用免維式閥控式密封蓄電池，性能穩(wěn)定的高頻開(kāi)關(guān)電源。

廣電網(wǎng)絡(luò)前端機(jī)房電源雙回路擴(kuò)容改造方案設(shè)計(jì)、施工時(shí)應(yīng)遵循的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有：《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50174-2008）》《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50052）》《有線電視網(wǎng)絡(luò)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（GY5073-2005）》。地市級(jí)廣電網(wǎng)絡(luò)前端機(jī)房一般參照國(guó)家B級(jí)機(jī)房建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。B級(jí)為冗余型，在系統(tǒng)需要運(yùn)行期間，其場(chǎng)地設(shè)備在冗余能力范圍內(nèi)，不應(yīng)因設(shè)備故障而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行中斷。

有線廣播電視網(wǎng)前端供電安全一般按用戶數(shù)分級(jí)，地市級(jí)前端覆蓋用戶規(guī)模10萬(wàn)-100萬(wàn)戶之間為二級(jí)保障要求，10萬(wàn)用戶以下定為三級(jí)保障要求。每級(jí)對(duì)供電系統(tǒng)的安全性有不同要求，具體參考《廣播電視安全播出管理規(guī)定》中的要求。

本文所述改造案例為前端覆蓋用戶規(guī)模20萬(wàn)戶網(wǎng)絡(luò)機(jī)房，按電子信息國(guó)家B級(jí)機(jī)房建設(shè)，廣電二級(jí)保障前端機(jī)房的技術(shù)等級(jí)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)量控制、驗(yàn)收等。

達(dá)成目標(biāo)：一是提升前端機(jī)房電源安全保障性，實(shí)現(xiàn)全雙回路供電;二是電源容量擴(kuò)容，以便為新上OTT等新業(yè)務(wù)平臺(tái)保障電力供應(yīng)。

改造原則：為近期新業(yè)務(wù)平臺(tái)線提供充足電力供應(yīng)，遠(yuǎn)期達(dá)到滿足5-10年內(nèi)能為新增平臺(tái)提供電力供應(yīng)所需容量。初期盡量將現(xiàn)有設(shè)備利用上，基礎(chǔ)設(shè)施、電力纜線、電源配電屏一次性按遠(yuǎn)期容量改造到位。其他設(shè)施待實(shí)際負(fù)荷接近設(shè)備容量時(shí)再予以逐步升級(jí)。

有線前端機(jī)房供電系統(tǒng)擴(kuò)容及雙回路供電改造流程實(shí)例：

一、工程勘驗(yàn)、資料整理、數(shù)據(jù)收集

準(zhǔn)備原機(jī)房建筑計(jì)劃施工圖紙、竣工圖紙。整理機(jī)房電源分布圖、纜線走向圖等。收集機(jī)房現(xiàn)設(shè)備用電情況、UPS參數(shù)等。機(jī)房現(xiàn)有一臺(tái)120KvA高頻模塊式UPS及一臺(tái)50KVAI頻機(jī)。總負(fù)荷100KW=數(shù)字電視系統(tǒng)設(shè)備30KW+IP數(shù)據(jù)系統(tǒng)20KW+空調(diào)30KW+干網(wǎng)機(jī)房8KW+照明及其他負(fù)荷10KW。發(fā)電房配200KW及100KW發(fā)電機(jī)各一臺(tái)。

二、供電擴(kuò)容容量及總體方案確定

（一）總電源容量確定

因在原有機(jī)房場(chǎng)地上擴(kuò)容，增加容量上限受機(jī)房空間新增機(jī)柜數(shù)量限制，一個(gè)機(jī)柜負(fù)載3-5KW。本例需增加OTT平臺(tái)40KW功耗，智慧廣電業(yè)務(wù)平臺(tái)預(yù)留35Kw容量，空調(diào)25KW。新增100KW供電容量，新加15個(gè)機(jī)柜，總?cè)萘繑U(kuò)大到200KW。

（二）設(shè)備容量計(jì)算及選型

1.UPS容量KVA=負(fù)載功率KW÷功率因數(shù)÷0.7;功率因素取0.8。負(fù)載功率為UPS所帶設(shè)備功率。如上為125KW，計(jì)算出UPS需220KVA。新增加一臺(tái)最大功率為300KvA高頻模塊式UPS作為主用UPS，可配六個(gè)模塊，50KW一個(gè)模塊，配五模塊，預(yù)留一模塊位置。UPS功率為250KVA。

初期負(fù)荷未超過(guò)100KW，為合理利用設(shè)備，原120KvA及50KVAUPS合并作為備路UPS使用。

2.發(fā)電機(jī)容量，新增一臺(tái)300KW電啟動(dòng)發(fā)電機(jī)。原200Kw暫作為備路發(fā)電機(jī)使用。

3.蓄電池配備電池安時(shí)數(shù)（AH）=UPS標(biāo)稱功率（VA）×功率因素×延時(shí)時(shí)長(zhǎng)（小時(shí)數(shù)）÷逆變器啟動(dòng)電壓（電池組電壓）÷逆變器效率;功率因數(shù)一般取0.8;延時(shí)時(shí)長(zhǎng)需大于30min。逆變器效率一般取0.9;逆變器啟動(dòng)電壓（電池組電壓）根據(jù)不同型號(hào)uPs而不同（查UPS參數(shù)可得）。本例中逆變器啟動(dòng)電壓480V，電池安時(shí)數(shù)為500AH，由80塊12V250AH電池分成2組為UPS提供直流輸入電源。電池逆變供電延時(shí)時(shí)長(zhǎng)約為80min。

（三）新建電源室

因原機(jī)房在15樓，新增設(shè)備承重超過(guò)建筑承載標(biāo)準(zhǔn)。需在機(jī)房所在低層大樓改建一電源室，用于安放UPS及電池，發(fā)電機(jī)等。

（四）全雙回路供電方案規(guī)劃

1.外部雙路電源確認(rèn)

網(wǎng)絡(luò)機(jī)房位于本地廣電大樓機(jī)房，機(jī)房外電從大樓配電間取出。大樓采用高壓?jiǎn)文妇€分段供電模式，外電符合廣電總局二級(jí)保障要求，雙路高壓電源輸入，其中一路為專線。大樓電源總供電容量滿足機(jī)房新增負(fù)荷擴(kuò)容所需。

2.機(jī)房供電模式

機(jī)房供電采用1+1低壓供電模式。

3.設(shè)備或主備冗余系統(tǒng)雙路電源供電

所有配有雙電源的設(shè)備電源分別接入主備電源，部分老款設(shè)備只有單個(gè)電源供電模塊時(shí)，可接入主、備系統(tǒng)，分別由雙路電源供主備設(shè)備。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)的冗余供電。內(nèi)部分配接線圖系統(tǒng)框圖如下：

（五）增設(shè)動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)雙路三相電源、UPS電壓、電流、功率、功率因素實(shí)時(shí)監(jiān)控。對(duì)動(dòng)力運(yùn)行保障條件如溫、濕度，空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)不間斷監(jiān)測(cè)，通過(guò)監(jiān)管平臺(tái)實(shí)時(shí)顯示動(dòng)力環(huán)境各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，超過(guò)設(shè)定的各項(xiàng)參數(shù)控制閥值時(shí)，可及時(shí)通過(guò)微信、短信、郵件或手機(jī)APP軟件及時(shí)報(bào)警。減輕人為監(jiān)控的工作強(qiáng)度，提高運(yùn)維監(jiān)控的工作質(zhì)量。

三、設(shè)計(jì)圖紙、核定設(shè)備清單、制訂工藝要求，制定施工質(zhì)量控制檢驗(yàn)流程

（一）配電系統(tǒng)線路圖

設(shè)計(jì)改造前后配電系統(tǒng)圖，線路布線施工圖?？睖y(cè)所有電源布線長(zhǎng)度。計(jì)算各纜線承載電流大小，確定各纜線規(guī)格、直徑及長(zhǎng)度。

（二）低壓電源控制柜

設(shè)計(jì)主備UPS與市電互投控制柜、UPS主路電源控制柜、新增備路UPS電源分配柜。原電源控制柜擴(kuò)容改造設(shè)計(jì)。具體流程，制訂設(shè)計(jì)說(shuō)明及技術(shù)要求，設(shè)計(jì)一次回路、二次回路方案圖，確定一、二次回路元器件規(guī)格要求、數(shù)量，母排規(guī)格、開(kāi)關(guān)柜箱體規(guī)格等。

（三）電源室改建方案及布局圖規(guī)劃

根據(jù)UPS電源、蓄電池及發(fā)電機(jī)規(guī)格確定電源室布局及規(guī)格’電源室按B級(jí)機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)和一級(jí)防火標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，符合《電子信息系統(tǒng)機(jī)房施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50462-2008）主要技術(shù)要求;UPS電源室的耐火等級(jí)應(yīng)符合《計(jì)算站場(chǎng)地安全要求》（GB9361-88）和《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GBZl6-87）的規(guī)定。UPS電源室的裝飾材料應(yīng)選用非燃燒材料或難燃燒材料。UPS電源室室內(nèi)裝飾采用氣密性好、不起塵、易清潔并在溫、濕度變化作用下變形小的材料，具體的技術(shù)要求應(yīng)符合《電子信息系統(tǒng)機(jī)房施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50462-2008）的規(guī)定。

發(fā)電機(jī)房設(shè)計(jì)、建設(shè)時(shí)應(yīng)確保長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)的通風(fēng)換氣、散熱及消防等安全要求。

（四）設(shè)備、配件及材料清單

確定所有設(shè)備、器材、纜線規(guī)格、數(shù)量、技術(shù)規(guī)范要求清單，作為項(xiàng)目招標(biāo)依據(jù)。

（五）實(shí)施流程

制定總體方案執(zhí)行流程，項(xiàng)目方案確定并經(jīng)審批批復(fù)實(shí)施后，按項(xiàng)目招標(biāo)一確定實(shí)施廠家一新建電源室定址、裝修一電源控制柜定制一設(shè)施、備件到位一電源柜、UPS安裝同步執(zhí)行一機(jī)房?jī)?nèi)雙電源鋪設(shè)-新增主路UPS電源主線路布設(shè)一停電改造（包括原供電控制柜擴(kuò)容改造、主備路電源跨接開(kāi)關(guān)接線改造），要求在凌晨實(shí)施并按時(shí)完成，不影響白天的正常播出。

（六）工程質(zhì)量控制及驗(yàn)收規(guī)范

按《有線電視網(wǎng)絡(luò)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GY5073-2005中的要求，制訂設(shè)備、器材檢驗(yàn)規(guī)范;制訂各分項(xiàng)施工及工藝檢查、驗(yàn)收流程。

四、項(xiàng)目集成施工單位及設(shè)備器材招標(biāo)

制訂項(xiàng)目招標(biāo)文件，提供項(xiàng)目需求、技術(shù)規(guī)范、各子項(xiàng)目具體要求、工程服務(wù)要求、施工組織要求、工程及設(shè)備清單等。前端機(jī)房電源改造設(shè)計(jì)施工單位的選取需具有相關(guān)資質(zhì)，如電子與智能化工程專業(yè)承包貳級(jí)、建筑智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)專項(xiàng)乙級(jí)、計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)集成及服務(wù)叁級(jí)等。

確定UPS電源及蓄電池供應(yīng)商、電源控制柜定制廠家，電源布設(shè)改造施工廠家，新建電源室裝修改建公司、動(dòng)環(huán)系統(tǒng)廠家等。

五、工程施工及工藝控制

在總體施工方案框架下，按項(xiàng)目完工時(shí)間要求確定各分項(xiàng)施工進(jìn)度及方案。所有工程實(shí)施時(shí)需嚴(yán)保前端安全播出不受影響，重要操作按安全播出要求報(bào)批，停電改造方案制訂時(shí)遵循時(shí)間最短、影響最小的原則，施工操作細(xì)化到每一步驟、每一時(shí)間節(jié)點(diǎn)，訂立改造失敗的應(yīng)急回退預(yù)案，確保改造施工后及時(shí)復(fù)播。嚴(yán)格按制訂的施工質(zhì)量控制規(guī)范檢查各施工工序，實(shí)施過(guò)程控制及整體驗(yàn)收。施工過(guò)程中，注意查驗(yàn)電源線管線中間不能有接頭，動(dòng)力線與信號(hào)線分開(kāi)，接線盒、開(kāi)關(guān)、聯(lián)接點(diǎn)固定螺絲，隱蔽處工程隨工檢查等。施工完成后進(jìn)行各系統(tǒng)測(cè)試初檢驗(yàn)收，電線、電纜復(fù)核，相線、零線、地線確認(rèn)，配電柜、開(kāi)關(guān)絕緣測(cè)試，合格后通電空載切換測(cè)試，查驗(yàn)各供電系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，各分項(xiàng)目自檢操作，檢驗(yàn)系統(tǒng)是否正常運(yùn)行，合格后再帶載運(yùn)行測(cè)試。

六、雙電源設(shè)備接入主備UPS回路改造

雙路電源設(shè)備分別接入主、備uPS電源回路。單電源設(shè)備可分別接入主備冗余兩套系統(tǒng)中，兩套系統(tǒng)再分路接入主備UPS回路中。均衡分配三相負(fù)荷，三相之間負(fù)荷差控制在5%以內(nèi)。

七、系統(tǒng)調(diào)試、檢測(cè)

施工過(guò)程中各項(xiàng)目初檢合格后，進(jìn)入系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、檢測(cè)階段。調(diào)試、檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)不合格時(shí)需及時(shí)返工整改。

（一）各項(xiàng)目驗(yàn)收，按各子系統(tǒng)、工程技術(shù)規(guī)范及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，逐項(xiàng)操作檢測(cè)，核對(duì)相關(guān)運(yùn)行參數(shù)，出具分項(xiàng)檢測(cè)報(bào)告。

（二）電源系統(tǒng)檢測(cè)。測(cè)量各接地電阻值、各供電系統(tǒng)、防雷系統(tǒng)等。

（三）電源系統(tǒng)切換測(cè)試。雙路電源分別單路供電，測(cè)量相關(guān)參數(shù);停電UPS供電檢測(cè);發(fā)電機(jī)供電檢測(cè);動(dòng)環(huán)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、報(bào)警聯(lián)調(diào)等。

（四）電源系統(tǒng)試運(yùn)行及可靠性測(cè)試。系統(tǒng)聯(lián)調(diào)完成后，動(dòng)環(huán)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電源各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，每12小時(shí)分析一次，全系統(tǒng)無(wú)故障連續(xù)運(yùn)行一周以上檢驗(yàn)合格。

八、項(xiàng)目總體驗(yàn)收

驗(yàn)收項(xiàng)目：整理全部圖紙、資料;進(jìn)場(chǎng)設(shè)備、器材檢驗(yàn)合格資料;現(xiàn)場(chǎng)施工監(jiān)理、分項(xiàng)工程質(zhì)量檢測(cè)記錄;系統(tǒng)（子系統(tǒng)）檢測(cè)運(yùn)行報(bào)告;系統(tǒng)可靠性檢測(cè)記錄等。全部項(xiàng)目驗(yàn)收完成后，出具竣工驗(yàn)收?qǐng)?bào)告，各項(xiàng)目合同歸檔。

九、電源系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行保障措施

制訂前端機(jī)房電源管理制度、電源系統(tǒng)定期巡檢維護(hù)制度，機(jī)房UPS電源維護(hù)切換操作手冊(cè)，制訂機(jī)房電源系統(tǒng)故障處置應(yīng)急預(yù)案，動(dòng)環(huán)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電源系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。加強(qiáng)維護(hù)人員及值機(jī)人員的培訓(xùn)，落實(shí)日常巡檢制度，保障電源系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

十、結(jié)語(yǔ)

安全播出是廣電各項(xiàng)工作考核的基石，穩(wěn)定的電源保障是一切安播工作開(kāi)展的前提。只有把握全流程各個(gè)環(huán)節(jié)，掌控、完善所有細(xì)節(jié)點(diǎn)，以及全雙路冗余備份供電系統(tǒng)的容錯(cuò)率才能有效的提升安全播出保障能力。