论电视台供配电系统的升级改造

林宇帆

摘 要：构建安全、可靠的供电系统，是保障广播电视安全播出的重要基础。本文围绕广播电视行业技术机房供配电的工艺要求和特点，对中山电视台供配电系统升级改造的实施方案进行了论述。

关键词：不间断电源（UPS）； 静态转换开关（STS）； 自动倒换开关（ATS） ； 双电源设备

中山电视台原有的供配电系统主要由一路10KV高压专线（雍逸线），两台容量为1250KVA（1#）和800KVA（2#）的变压器，一台400KW的发电机组构成。近年来电视台因业务发展用电负荷在逐年增加，而原有的供配电系统经过十多年的运行，部分设施已有老化损坏现象。为此，需要对原有的供配电系统进行升级改造。

1高压专线改造

为提高高压供电的可靠性，在原有一路10KV专线供电的基础上，设计新增一路10KV专线（凯茵线）作为备用高压电源，为达到冗余可靠，两路10KV高压来自不同区域的变电站，构成高压双回路供电。为配合高压专线改造新增两台10KV高压开关柜，开关柜选配的断路器是施耐德的（SF1-12/2500A），两开关柜的断路器由机电联锁控制，可进行自动（或手动）高压倒换。按设计，在正常情况下10KV（雍逸线）作为主用高压电源，其断路器处于“闭合”位置，而作为备用高压电源的10KV （凯茵线）的断路器处于“断开”位置。当10KV（雍逸线）线路发生故障（或检修）停电时，其断路器“断开”，通过机电联锁控制将10KV（凯茵线）的断路器“闭合”向高压负荷送电。

2 变压器扩容改造

随着近年来电视台用电负荷的不断增加，原有的1#、2#两台变压器已处在较满负荷情况下运行。根据现有用电负荷及未来几年用电负荷增加的预测分析，需要新增一台800KVA的变压器（3#），使变压器总装机容量从原来的2050KVA扩容到2850KVA。在3#变压器完成安装调试投入运行后，对原来变压器的负荷重新进行了调整，其中1#变压器承担向600M2演播厅中央空调、舞台灯光，新闻及综艺直播室灯光，行政大楼中央空调、电梯和消防系统等负荷供电。同时还作为电视技术机房和有线数字电视技术机房的备用电源。2#变压器承担向行政大楼办公、照明及副楼照明、饭堂、载货电梯等负荷供电，同时还作为行政大楼消防系统及电梯的备用电源，以及电视播出机房的二级备用电源。3#变压器承担向电视中心技术机房、有线数字电视技术机房的负荷供电。

3 发电机组增容改造

电视台原有一台400KW发电机组，现已无法满足重要负荷的用电要求，所以设计新增一台800KW发电机组作为3#（或2#）800KVA变压器输出的应急备用输出电源，见图1。

图1 供配电系统原理图

如图1，800KW发电机组输出经3K2开关与3#变压器的3K1开关进行机电联锁。當3#变压器发生故障（或检修）停电时，断开3K1开关，启动发电机组且待运行正常后，再合上3K2开关向电视中心和数字电视技术机房应急供电。同样，800KW发电机也可通过机电联锁开关，作为2#变压器用电负荷的应急供电电源。

如图1，400KW发电机组经1K2开关与1#变压器的1K1开关进行机电联锁。当1#变压器发生故障（或检修）停电时，断开1K1开关（包括断开600M2演播厅的用电负荷）， 启动发电机组且待运行正常后，再合上1K2开关，发电机组仅在额定功率内向重要负荷应急供电。

4 不间断电源（UPS）的选配

电视台原来在各楼层的技术机房分别配置了十多台10KVA以下的UPS，由于这些中小功率UPS的持续供电时间较短，而且分散安装在不同的楼层不利于维护管理。为减少中小功率UPS的使用，设计选用大功率的UPS为电视技术机房供电。根据统计，其中电视播出机房的总用电负荷约在85千瓦，为此选择使用艾默生120KVA的UPS。该UPS具有输入电压范围广，整流电流谐波小（<3%）和效率高的良好电气性能。同时该设备还具有先进的智能监控功能和实时负载均衡调节功能。

5 电视播出机房供配电升级改造设计方案

电视播出机房是电视台的重要核心部位之一，机房内安装的播控设备24小时在运行，如果发生供电中断则将会引发播控系统崩溃的重大停播事故。为此，在电视播出机房供配电方案设计时除按照现行国家、行业标准和规范外，同时还参照了国家广电总局颁布的《电视中心管理细则》中关于播出负荷供配电应采用两组独立低压回路供电，主要播出负荷采用UPS供电，播控系统主备播出设备、双电源设备（一台设备有两组电源输入），要分别接入不同的供电回路的工艺要求来进行方案设计，见图2。

图2 电视播出机房供配电系统原理图

如图2，1#、2#两台120KVA的UPS经1#、2#列头柜输出，构成了两组独立的不间断电源供电回路向电视播出机房的播出负荷供电。其中，双电源设备分别接入到两组不同UPS的供电回路上，而单电源设备则通过静态转换开关（STS）装置，接入到两组不同供电回路上。为了满足工艺要求，两台UPS还通过数据同步线实现输出电压、频率、相位一致。

按设计，3#变压器低压输出为主用电源，1#变压器低压输出为备用电源。在正常情况下，3#变压器的低压输出经电源倒换柜的自动倒换开关（ATS）分别向1#、2#UPS供电。当3#变压器发生故障（或检修）停电时，电源倒换柜的ATS开关将会自动倒换到1#变压器的低压输出端，然后向1#、2#UPS供电。当UPS在运行过程中如果发生故障（或负荷超载时），UPS的旁路开关（STS）会快速将其输入端电源转换到其输出端，以保持UPS的输出不中断。当两台UP在运行中，如有一台UPS（1#或2#）发生故障输出完全中断，则（1#或2#）列头柜中的ATS开关将会自动倒换到2#变压器的低压输出端，作为二级应急备用电源向电视播出系统设备临时供电，待UPS故障排除后ATS开关将自动倒回UPS供电。

在配电系统中选用的静态转换开关（STS）是由智能控制电路和双向可控硅构成，它可进行交流电源的二选一快速转换，其转换时间为≤8ms，不会影响其负荷设备的正常运行。

6 结语

中山电视台供、配电系统经过全面升级改造，构成主、备高压专线、发电机组和UPS的三重供电保障体系。其中，大功率的UPS设备，可保证当外电停电时为技术机房用电负荷提供两小时以上不间断的电源供给，采用STS开关为播出线上的单电源用电负荷提供1+1的冗余供电。整个供、配电升级扩容改造工程的完成，极大地提高了中山电视台供配电系统的安全性和可靠性。

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