基于臺達UPS在廣電行業的應用方案

一、背景描述

經過幾十年的發展，我國的廣電行業得到了長足的發展，建成了世界上覆蓋人口最多的廣播影視傳輸覆蓋網絡。中國已建成廣播電視播出機構2500多座，播出的廣播和電視節目分別達到2300多套、1200多套，每年生產電影片2 0 0 多部，廣播電視發射臺轉播臺7 萬多座，微波線路9 萬多公里，120多套廣播節目，有線電視網絡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、電視機社會擁有量分別達 5億臺，彩電的家庭普及率城市為130.5％、農村為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。廣播電視業務主要包括在向數字化和產業化發展的過程中，DVB（數字視頻播出）、IPTV（網絡電視）、DBS（直播衛星）等新技術其使用的設備重要性很高，絕對不允許斷電。

本文就根據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電機組145KW（常用功率）/160KW（備用功率），一套設備；630KVA市電/油機切換柜（ATS）一臺，及交流配電柜、精密空調設備等。 在配置設計UPS電源時有如下兩個方面的要求。

2.1廣播電視臺播出系統對UPS電源系統的功能和容量上的需求：

1．能配合原有發電機使用，提高電視臺輸出設備負載的供電的可靠性。

2．UPS的輸入功率因數要高、輸入總諧波要小,以免影響上游的其它設備。

3． 負載最初容量不超過45KVA，但隨著業務的逐漸擴大會陸續擴展到120KVA甚至更高，但是總系統容量不會超過240KVA。

4. 要求UPS電源系統容量要隨著負載的增多而逐漸增加，擴容時不允許負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．機房空間有限，希望系統的配置能以最省空間的方式擺置，并且要兼顧承重問題，避免發生樓層結構的破壞。

6．電池配置最佳優化，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要能提供近端或遠端的快速關機功能，一旦發生地震、火災等緊急情況，能快速關斷,避免發生更嚴重的損失。

8．要求UPS電源模塊化設計，在UPS模塊出現故障時，不需要轉旁路，有效減少旁路供電對電視臺輸出設備的斷電停機風險。

2.2對綠色節能環保上的要求

1.要求UPS具有更高的輸入功率因數，減少無功損耗。

2.要求UPS具有更低諧波畸變THDI≤5%，有效的減少對電網的干擾。

3.要求UPS具有更高的系統效率，減少設備的耗電量，并有效減少設備設備發熱量，降低對空調系統的配置要求。

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

三、電視臺UPS電源解決方案

廣電行業對供電的可靠性要求極高且擴容頻繁。為保證足夠的后備時間，發電機與市電共同作為總電源輸入。經過ATS、低壓配電系統后接入交流配電系統。同時空調等設備也將從低壓配電系統取電。而重要的電視臺播出設備通過臺達的HIFT系列UPS電源供電。

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圖1 系統配置圖

方案配置清單：

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

1．通過自動切換開關來實現原有發電機與市電間的雙向切換。臺達HIFT（海福）HIFT系列UPS的輸入電壓范圍為 - 45% ~ 25% ( - 45% ~ -25%時還可帶50%的負載)，輸入頻率范圍為45~65Hz，能很好的配合發電機使用。

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

3．臺達HIFT（海福）UPS具模塊化設計，單個模塊容量為20KVA，每個機箱可放6個模塊，單機容量可達120KVA，系統擴容可實現最大實現4臺機柜并聯工作，額定帶載480KVA。

4.根據負載要求可以先配置3個20KVA的模塊，實現2+1冗余，以后陸續擴為3+1，4+1，5+1... 可實現靈活的在線擴容，在整個過程中不需要UPS切斷電源或切換到旁路狀態。

5．由于前邊已配有發電機，電池配置不需過多。臺達HIFT系列UPS的3個模塊可以共用一組或者兩組蓄電池，若1臺模塊故障，臺達UPS電源仍然能夠整流逆變輸出，具有極強的容錯輸出能力，不像傳統的UPS電源那樣轉到旁路供電狀態給后端負載工作帶來風險。

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

7．臺達HIFT（海福）UPS配置有近端EPO緊急關機按鍵和遠端緊急關機接口，此功能一經啟動，UPS立即關閉，可避免災害的擴大。

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

四、方案優勢

隨著企業對可用性的要求越來越高，為機房或數據中心配置采用容錯技術的供電系統的必要性則突顯出來。所謂容錯，就是采用冗余的資源，使UPS系統具有容忍故障的能力，即在發生故障的情況下，仍能確保系統的逆變輸出，為由服務器和存儲等關鍵設備構成的網絡系統提供潔凈穩定的電源。

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

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◆系統可靠性高

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

◆系統可用性高

HIFT（海福）UPS采用模塊N+X冗余技術，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20萬小時為例）

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◆隨需擴容

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

HIFT（海福）UPS的這種靈活性，即允許配置容量最貼近實際需求容量的能力，不僅降低了UPS的初始購置成本，更減少了配套設備（如空調）的配置與能耗支出，有效防止了基礎設施超前超大規模設計導致的不必要開支。

◆高效節能——降低運營成本

綠色節能不僅是企業對社會的責任，更與企業運營成本息息相關。

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%，整機效率亦超過90%；當帶載達到27%時，效率就已高達94%。效率在百分比上的每一小步提升，能耗支出的節省都是一大步。

五、總結說明

該方案可使客戶的投資循序漸進地進行，使得UPS電源系統的擴容更加簡單快捷，可規劃性、可操作性、可維護性極強。始終保持UPS高可靠度、高效率地運行，節省了安裝空間、電池配置、承重加固以及運營電費等方面的投資。整個系統安全可靠、維修方便、便于管理，體現出了很高的性價比。

通過臺達HIFT系列UPS電源給重要的播出負載供電，滿足了機房不斷升級、頻繁擴容的特點。在廣電機房的電源設施建設上，通過使用模塊化構架的UPS電源，可以節省用戶初期投資，避免配置的浪費，在有擴容需求的時期進行在線不斷電擴容。同時，模塊化UPS在外形、配電等方面可以做到與用戶機房的其他設備完美搭配。