基于臺達(dá)UPS在廣電行業(yè)的應(yīng)用方案

基于臺達(dá)UPS在廣電行業(yè)的應(yīng)用方案

一、背景描述

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國的廣電行業(yè)得到了長足的發(fā)展，建成了世界上覆蓋人口最多的廣播影視傳輸覆蓋網(wǎng)絡(luò)。中國已建成廣播電視播出機(jī)構(gòu)2500多座，播出的廣播和電視節(jié)目分別達(dá)到2300多套、1200多套，每年生產(chǎn)電影片2 0 0 多部，廣播電視發(fā)射臺轉(zhuǎn)播臺7 萬多座，微波線路9 萬多公里，120多套廣播節(jié)目，有線電視網(wǎng)絡(luò)400多萬公里，有線電視用戶 1.15億，廣播電視人口綜合覆蓋率分別為 94.05％，95.29％；收音機(jī)、電視機(jī)社會擁有量分別達(dá) 5億臺，彩電的家庭普及率城市為130.5％、農(nóng)村為67.8％。廣播電視已成為我國最為普及、最為便捷的信息工具和信息載體。廣播電視業(yè)務(wù)主要包括在向數(shù)字化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的過程中，DVB（數(shù)字視頻播出）、IPTV（網(wǎng)絡(luò)電視）、DBS（直播衛(wèi)星）等新技術(shù)其使用的設(shè)備重要性很高，絕對不允許斷電。

本文就根據(jù)某一地方電視臺的具體需求做一方案，并對該方案做簡單的說明。

二、 電視臺用戶需求

該用戶已備有柴油發(fā)電機(jī)組145KW（常用功率）/160KW（備用功率），一套設(shè)備；630KVA市電/油機(jī)切換柜（ATS）一臺，及交流配電柜、精密空調(diào)設(shè)備等。 在配置設(shè)計(jì)UPS電源時(shí)有如下兩個(gè)方面的要求。

2.1廣播電視臺播出系統(tǒng)對UPS電源系統(tǒng)的功能和容量上的需求：

1．能配合原有發(fā)電機(jī)使用，提高電視臺輸出設(shè)備負(fù)載的供電的可靠性。

2．UPS的輸入功率因數(shù)要高、輸入總諧波要小,以免影響上游的其它設(shè)備。

3． 負(fù)載最初容量不超過45KVA，但隨著業(yè)務(wù)的逐漸擴(kuò)大會陸續(xù)擴(kuò)展到120KVA甚至更高，但是總系統(tǒng)容量不會超過240KVA。

4. 要求UPS電源系統(tǒng)容量要隨著負(fù)載的增多而逐漸增加，擴(kuò)容時(shí)不允許負(fù)載斷電或狀旁路工作，操作簡單，并且始終保持N+X的冗余配置。

5．機(jī)房空間有限，希望系統(tǒng)的配置能以最省空間的方式擺置，并且要兼顧承重問題，避免發(fā)生樓層結(jié)構(gòu)的破壞。

6．電池配置最佳優(yōu)化，提高電池利用率，以減少購置成本、安裝空間及承重方面的投資。

7．UPS要能提供近端或遠(yuǎn)端的快速關(guān)機(jī)功能，一旦發(fā)生地震、火災(zāi)等緊急情況，能快速關(guān)斷,避免發(fā)生更嚴(yán)重的損失。

8．要求UPS電源模塊化設(shè)計(jì)，在UPS模塊出現(xiàn)故障時(shí)，不需要轉(zhuǎn)旁路，有效減少旁路供電對電視臺輸出設(shè)備的斷電停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。

2.2對綠色節(jié)能環(huán)保上的要求

1.要求UPS具有更高的輸入功率因數(shù)，減少無功損耗。

2.要求UPS具有更低諧波畸變THDI≤5%，有效的減少對電網(wǎng)的干擾。

3.要求UPS具有更高的系統(tǒng)效率，減少設(shè)備的耗電量，并有效減少設(shè)備設(shè)備發(fā)熱量，降低對空調(diào)系統(tǒng)的配置要求。

4.要求UPS具有更小的設(shè)備體積，有效減少設(shè)備占用空間，提高機(jī)房面積的利用率。

三、電視臺UPS電源解決方案

廣電行業(yè)對供電的可靠性要求極高且擴(kuò)容頻繁。為保證足夠的后備時(shí)間，發(fā)電機(jī)與市電共同作為總電源輸入。經(jīng)過ATS、低壓配電系統(tǒng)后接入交流配電系統(tǒng)。同時(shí)空調(diào)等設(shè)備也將從低壓配電系統(tǒng)取電。而重要的電視臺播出設(shè)備通過臺達(dá)的HIFT系列UPS電源供電。

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圖1 系統(tǒng)配置圖

方案配置清單：

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依據(jù)用戶的上述需求，中達(dá)推薦了臺達(dá)HIFT系列UPS的解決方案。具體說明如下：

1．通過自動(dòng)切換開關(guān)來實(shí)現(xiàn)原有發(fā)電機(jī)與市電間的雙向切換。臺達(dá)HIFT（海福）HIFT系列UPS的輸入電壓范圍為 - 45% ~ 25% ( - 45% ~ -25%時(shí)還可帶50%的負(fù)載)，輸入頻率范圍為45~65Hz，能很好的配合發(fā)電機(jī)使用。

2．臺達(dá)HIFT（海福）UPS基于DSP技術(shù)，采用IGBT整流，輸入功率因數(shù)≥0.99、輸入電流總諧波≤3%，整機(jī)效率≥94%，具有很好的整機(jī)性能。有效提高設(shè)備能耗以及對電網(wǎng)的干擾，是真正意義上的綠色UPS電源。

3．臺達(dá)HIFT（海福）UPS具模塊化設(shè)計(jì)，單個(gè)模塊容量為20KVA，每個(gè)機(jī)箱可放6個(gè)模塊，單機(jī)容量可達(dá)120KVA，系統(tǒng)擴(kuò)容可實(shí)現(xiàn)最大實(shí)現(xiàn)4臺機(jī)柜并聯(lián)工作，額定帶載480KVA。

4.根據(jù)負(fù)載要求可以先配置3個(gè)20KVA的模塊，實(shí)現(xiàn)2+1冗余，以后陸續(xù)擴(kuò)為3+1，4+1，5+1... 可實(shí)現(xiàn)靈活的在線擴(kuò)容，在整個(gè)過程中不需要UPS切斷電源或切換到旁路狀態(tài)。

5．由于前邊已配有發(fā)電機(jī)，電池配置不需過多。臺達(dá)HIFT系列UPS的3個(gè)模塊可以共用一組或者兩組蓄電池，若1臺模塊故障，臺達(dá)UPS電源仍然能夠整流逆變輸出，具有極強(qiáng)的容錯(cuò)輸出能力，不像傳統(tǒng)的UPS電源那樣轉(zhuǎn)到旁路供電狀態(tài)給后端負(fù)載工作帶來風(fēng)險(xiǎn)。

6．臺達(dá)HIFT（海福）UPS屬高功率密度設(shè)計(jì)：含3個(gè)20KVA模塊的機(jī)箱總尺寸為：520mm（寬）*910mm（深）*1695mm（高）；總重量為：230Kg。體積小，重量輕，外形美觀。

7．臺達(dá)HIFT（海福）UPS配置有近端EPO緊急關(guān)機(jī)按鍵和遠(yuǎn)端緊急關(guān)機(jī)接口，此功能一經(jīng)啟動(dòng)，UPS立即關(guān)閉，可避免災(zāi)害的擴(kuò)大。

8．臺達(dá)HIFT（海福）UPS可在線更換模塊，迅速、可靠，加上中達(dá)快捷完善的客戶服務(wù)體系可令客戶高枕無憂。

四、方案優(yōu)勢

隨著企業(yè)對可用性的要求越來越高，為機(jī)房或數(shù)據(jù)中心配置采用容錯(cuò)技術(shù)的供電系統(tǒng)的必要性則突顯出來。所謂容錯(cuò)，就是采用冗余的資源，使UPS系統(tǒng)具有容忍故障的能力，即在發(fā)生故障的情況下，仍能確保系統(tǒng)的逆變輸出，為由服務(wù)器和存儲等關(guān)鍵設(shè)備構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供潔凈穩(wěn)定的電源。

HIFT（High-Intelligent Fault-Tolerance）------海福系列，即是Delta公司最新推出的高智能容錯(cuò)UPS，它的顯著優(yōu)勢和帶給客戶的價(jià)值包括但不限于：

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◆系統(tǒng)可靠性高

HIFT（海福） UPS組成的N+X冗余供電系統(tǒng)，系統(tǒng)的實(shí)際負(fù)載量占設(shè)備容量的大小與系統(tǒng)的可靠度息息相關(guān)，實(shí)際負(fù)載量越低，系統(tǒng)冗余度越高，系統(tǒng)可靠度也就越高。這恰恰是普通UPS所無法比擬的。

◆系統(tǒng)可用性高

HIFT（海福）UPS采用模塊N+X冗余技術(shù)，可在線熱插拔故障模塊，MTTR可視為0

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不同供電方案可用性比較（MTBF以20萬小時(shí)為例）

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◆隨需擴(kuò)容

HIFT（海福）UPS因采用模塊化結(jié)構(gòu)，可以在20kVA到480kVA的寬廣范圍內(nèi)，以20kVA為單位來隨時(shí)隨需在線擴(kuò)容，客戶不再需要僅是為未來的可能性而提前投入大筆費(fèi)用。

HIFT（海福）UPS的這種靈活性，即允許配置容量最貼近實(shí)際需求容量的能力，不僅降低了UPS的初始購置成本，更減少了配套設(shè)備（如空調(diào)）的配置與能耗支出，有效防止了基礎(chǔ)設(shè)施超前超大規(guī)模設(shè)計(jì)導(dǎo)致的不必要開支。

◆高效節(jié)能——降低運(yùn)營成本

綠色節(jié)能不僅是企業(yè)對社會的責(zé)任，更與企業(yè)運(yùn)營成本息息相關(guān)。

通常帶載越少，UPS效率越差。而HIFT（海福）UPS，即使帶載只有額定容量的15%，整機(jī)效率亦超過90%；當(dāng)帶載達(dá)到27%時(shí)，效率就已高達(dá)94%。效率在百分比上的每一小步提升，能耗支出的節(jié)省都是一大步。

五、總結(jié)說明

該方案可使客戶的投資循序漸進(jìn)地進(jìn)行，使得UPS電源系統(tǒng)的擴(kuò)容更加簡單快捷，可規(guī)劃性、可操作性、可維護(hù)性極強(qiáng)。始終保持UPS高可靠度、高效率地運(yùn)行，節(jié)省了安裝空間、電池配置、承重加固以及運(yùn)營電費(fèi)等方面的投資。整個(gè)系統(tǒng)安全可靠、維修方便、便于管理，體現(xiàn)出了很高的性價(jià)比。

通過臺達(dá)HIFT系列UPS電源給重要的播出負(fù)載供電，滿足了機(jī)房不斷升級、頻繁擴(kuò)容的特點(diǎn)。在廣電機(jī)房的電源設(shè)施建設(shè)上，通過使用模塊化構(gòu)架的UPS電源，可以節(jié)省用戶初期投資，避免配置的浪費(fèi)，在有擴(kuò)容需求的時(shí)期進(jìn)行在線不斷電擴(kuò)容。同時(shí)，模塊化UPS在外形、配電等方面可以做到與用戶機(jī)房的其他設(shè)備完美搭配。