内蒙古新闻出版广电局841台设备更新项目效益分析

牛慧军 青 春

1.2.内蒙古新闻出版广电局841台 内蒙古 呼和浩特市 010050

广播电视发射台站是国家广播电视传输覆盖网的重要组成部分，自治区广播电视发射台站数量众多、分布广泛、功能多样，承担着中央、自治区、盟市、旗县四级广播电视节目的无线覆盖任务，责任重大、任务艰巨。如今在多种信息传播手段群雄并起的格局下，传统无线广播要想保持竞争优势，充分发挥主流媒体主传播渠道作用，发射台站如何在提质增效、升级发展方面有所突破，让无线广播覆盖事业在新时代焕发新的生命力，这些都是广电人深入思考和亟需解决的问题。

面对新形势，内蒙古广播电视局充分认识广播电视鲜明的意识形态属性，着眼全局和长远，聚焦于广播电视无线覆盖事业的长足发展，结合自治区实际，进一步提高创新发展能力和服务大局能力，深入推进“智慧广电”台站标准化2.0版建设，积极实施841台设备更新项目，推广应用新技术新产品，加快老旧设备换代升级，大力倡导绿色发展模式，收到了良好的安全播出效果和显著的节能减排效益，为更好地做好无线广播覆盖工作，为人民群众提供优质的广播电视基本公共服务奠定了基础。

1 项目背景及概况

内蒙古广播电视局841台位于呼和浩特市西南呼托旧公路2.5公里处，承担着15套广播电视信号的发射任务。其中，调频广播12套、模拟电视2套、移动数字电视1套，发射总功率103kW，拥有各类发射机17部，属安全播出一级保障单位。841台调频信号受众范围广、影响程度大，是首府300多万人民群众和各级党政干部通过无线广播收听中央和自治区声音的主要途径。

在2001年“西新工程”第一期建设任务中，841台投入运行的4部10kW全固态调频发射机和3部精密空调，已持续运行近20年，设备运行中故障率很高、运行效率低下。机器智能化程度低，无自动控制系统。由于机器陈旧，生产厂家无法提供设备零件，维护经费和难度逐年增加，每年花费大量财力为4部发射机和3部精密空调更换场效应管、功放风扇、变压器、压缩机等零部件。发射机整机效率不足40%，大量电能不能有效做功，转而变为热量失散，增加了供配电系统负荷，浪费了许多宝贵能源，也增加了空调冷却系统负担。为保证安全播出，改善覆盖效果，提高收听质量，降低维护强度，节约运行费用，2019年12月内蒙古广播电视局开始实施841台设备更新项目，主要是为841台更新4部10kW全固态调频发射机和3部大功率精密空调。2020年4月17日项目竣工验收。

2 项目设计要求

2.1 发射机

新购发射机必须满足技术先进、产品优质、安全高效、节能环保的原则，各项技术参数符合《米波调频广播技术规范GB/T 4311-2000》《米波调频广播发射机技术要求和测量方法GY/T 169-2001》等国家和行业标准。产品供应商应提供国家广播电视总局（原国家新闻出版广电总局）颁发的《广播设备器材入网认定证书》和国家信息产业部审批许可的《无线电发射设备型号核准证》。

新购发射机应具有良好的兼容性、通用性，能够全面适应841台发射系统、监测系统、主备机倒换控制系统等既有设施条件，并在控制软件、激励器等系统、部件方面与原有设备之间可实现通用互换，检修维护技术（方法）应具有较强的一致性。

2.2 精密空调

2.2.1 总体要求

精密空调机组工艺精良、结构合理，风路采用下进风上出风模式；压缩机应配置低噪音、低振动和高能效的涡旋式机；风机应噪音低、振动低，转速可根据现场负荷变化自动调节；冷凝器应具有超强耐腐蚀特性，风机能够在种气候条件下正常运行，具有无极调速功能；控制单元应设有简体中文操作界面，多级密码保护，具备来电自启动、事件记录、存储历史信息、故障自我诊断和报警功能；联网集中控制单元可对多机组的交替运行、避免竞争运行、防止层叠运行等进行智能化管理；盘管要有利于换热效率和降低机组阻力，表面应有亲水设计方便冷凝水排出。

2.2.2 冷量设计

根据机房负荷、空间其它热量计算，精密空调总制冷量应大于等于240kW，共需3台机组，单机制冷量应大于等于80kW，计算方法如下：

方法一：功率及面积法

适用：已经了解机房面积及计算机等主设备的总功率

Q总=Q设备+Q建筑

其中：

Q总：总制冷量（kW）

Q设备：设备热负荷=设备功率×80%-90%（设备发热系数）

Q建筑：建筑热负荷（0.12kW）故：

机房设备268kW，设备热负荷为268×80%=214.4kW冷量；

建筑热负荷为270m2×0.12kW=32.4kW冷量；

Q总=214.4+32.4=246.8kW冷量。

方法二：面积估算法

Q总：总制冷量（kW）

S：机房面积（m2）

P：单位面积单位面积冷负荷估算系数（kW/m2）根据不同用途机房的估算指标选取。

不同性质机房的单位面积冷负荷估算系数的取值：

Q总=270×800=216kW冷量

3 新置设备介绍

3.1 发射机

3.1.1 主要技术参数

新置发射机为意大利RVR技术有限公司新一代TX10000热插拔10kW全固态机，产品型号为PJ KPS-CA。发射机为模块化设计，主要有：

1.5台额定功率为2.2kW的射频功放模块；

2.1台控制单元（CCU）；

3.1台功率分配-耦合器单元；

4.2台激励器单元（一主一备）；

5.1台TLK302T遥测控制器；

6.1台假负载单元。

主要技术参数：

1.频率范围：87.5MHz-108MHz

2.额定功率：大于10kW

3.功耗：典型值14.7kW

5.激励功率：30W

6.功率因数：大于0.95

7.最大频偏：100KHz

8.工作温度：0℃-45℃

9.工作高度：3000米

3.1.2 主要功能特点

1.发射机结构紧凑，布局合理，工艺水平高。新一代发射机的工业设计与工艺水平较之第一代有了明显的提升，所有部件均安装在19英寸标准机箱内，体积约为第一代机型的1/3，重量380kg是第一代的1/4。四部机器由于体积变小，因而为机房节省了大量空间，有利于发射机的散热和后期维护。

中央控制单元可实现精准监测和控制。平时发射机由中央控制单元实现开关机、主备激励器切换、运行监测、数据分析等基本功能，中央控制单元可设置标准功率和低功率，方便部分用户夜间降功率播出需求。中央控制单元LCD显示屏上可集中显示发射机所有技术参数，包括每只功放管电压、电流、温度，以及功率输入、输出、驻波等数据，中央控制单元也可通过外部通信接口实现远程监控功能。

选取2017年2月～2018年2月接受诊治的急性阑尾炎患者60例作为研究对象，按住院登记的顺序将其分为对照组（前）与观察组（后），各30例。其中，观察组男16例，女14例，年龄23～54岁，平均年龄（37.9±5.4）岁；对照组男14例，女16例，年龄22～56岁，平均年龄（41.0±4.9）岁。两组的性别、年龄等一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。

2.功放模块稳定性好，效率高，具备热插拔功能。整机配有5个2.2kW射频功放模块，功放模块支持热插拔功能，且冗余设计，维修单个模块不必关闭整机，模块拔出后发射机将在降功率状态下维持工作，基于控制系统、射频连接器、电源和专门设计的数据交换方式，热插拔操作不会对模块本身以及整机造成损害。

3.每个射频功放模块内部含一个前级功放，其增益根据BLF175 MOSFET管而变化。经驱动放大的射频信号被分成3个支路，由3个LDMOS MERF6VP11KHR5放大，经由低通滤波器合成输出2.2kW输出。MERF6VP11KHR5是飞思卡尔公司推出的高功率LDMOS射频功率晶体管，工作频率10MHz-150MHz，采用飞思卡尔公司第六代高电压（VHV6）LDMOS（横向扩散金属氧化物晶体管）技术，MRF6VP11KHR5增益高达27dB，单只可提供800W功率，效率高、能耗低、发热少，由于高增益性故减少了放大器设计的复杂性、增益进阶、部件数量和电路板数量。

射频功放模块还具备过激励、缓启动，过压、过流、过热、驻波比过大等保护功能，具有较强的温度适应能力和抗负载失谐能力。

4.具有完善的自我保护和报警功能。发射机整机具有完善的过流、过压、过温保护系统和可靠的防雷电保护能力。高可靠性、高冗余的开关电源内置于功放模块内部，具有缺相保护功能，可有效保护风机和电源，防止因缺相造成风机损坏。具有风机风量检测功能，在风量不足时可实现自动报警功能。

新一代RVR TX10000热插拔10kW调频发射机整机效率高约在65%-70%之间，整机满功率运行时，功耗为14.7kW。该机器散热系统设计合理，支持热插拔，调速风扇根据机内温度自动调节风扇速度，有效降低了机房噪音。

5.TLK302T监测控制器功能强大，使用方便。发射机配备了RVR公司新近开发的TLK302T发射机监测控制器。该设备属独立选装设备，通过I2C总线与中央处理器进行数据交换，并实现各种控制功能。TLK302T监测控制器主要具备三项功能，一是监测功能，可对发射机入射、反射、电压、电流、驻波等电参数，温度、风量、风扇转速等机械参数等进行实时监测，发现异常即报警；二是控制功能，用户根据权限通过网络可对发射机进行开关机、功率调整、激励切换等远程操作；三是分析功能，可在线对音频信号的频偏、幅度、带宽、电平等技术指标进行分析。TLK302T监测控制器网络化程度高，通过Web浏览器即可实现所有功能，也可以使用手机、平板电脑等终端访问，无需安装应用软件。浏览器界面功能丰富，操作方便，设计美观，可大大减轻值班人员的压力和维护人员的工作强度。

3.2 精密空调

新购置的3部维谛技术有限公司P2080精密空调，单机制冷冷量为80.6kW。该空调为Liebert.PEX3风冷系列精密空调，可靠性高，高显热比以及大风量的特点能够为机房提供一个合理的运行环境。该空调机组为风冷单冷源系统，即压缩机制冷系统，系统配置copeland高效涡旋式压缩机，有振动小、噪声低、和可靠性高的特点，使用R410A制冷剂，R410A是一种新型环保制冷剂，不破坏臭氧层。该机制冷时，工作压力为普通R22空调的1.6倍左右，具备制冷效率高、运行稳定、无毒环保等优越特点。

该机室内单元使用大面积V型蒸发器，确保高制冷量和显冷量，室内风机配置的是具有高效节能，节省空间，低噪音等特点的直流调速后倾离心风机（EC风机），可自动根据机房负荷自动调整风量。Liebert.PEX3空调配置有Vertiv微处理控制器，有多级密码保护，能有效防止非法操作。微处理控制器还具有掉电后自动恢复功能，以及高/低电压保护功能。它有强大的联控和通讯功能，可以根据具体需求设置三机并行或者轮换运行。

空调更新前，在机房9部空调全部开启的情况下，机房温度控制在25摄氏度左右。因发射机更新后效率明显提升，机房内布局更趋合理，功耗发热量明显下降，从而减少了机房冷却系统的负担，新空调进一步提升了冷却能力，始终将机房温度保持在21±1度，给发射机及相关播出系统提供了良好的运行环境。

4 新旧设备能耗比较

新置设备均表现出了优异的经济性。具测算，设备更新后总电流比更新前下降80.2A，1小时可节约电能47.5度，1天可节约电能1140度，1年可节约电能416100度。如按电价0.6元/度计算，1年可节省电费24.9万元，3年节省的电费即可以新购1部发射机，经济效益十分明显。

4.1 发射机能耗比较

新置发射机输出相同功率单部发射机电流下降15A左右，总电流下降62.7A，降幅在40%以上。

新设备总节能效益

新旧发射机能耗比较

4.2 精密空调能耗比较

新空调安装后不仅电能的消耗减少了，而且节省了机房空间。之前9部空调才能满足机房温度要求，目前3部即可且节约电流17.5A。同时，空调中央控制单元还具备机组联网控制功能，除在盛夏高温季节全部开启以外，其它时节以2（工作）：1（等待）的模式交替运行，并自动实现机组的切换和控制，以节约运行成本，延长使用寿命。

新旧空调能耗比较

4.3 变压器负荷减轻

设备更新后由于总电流减少80.2A，使变压器负荷明显减轻。目前841台技术区和生活区总电流在用电高峰时段约为540A左右，非高峰时段430A左右。这样如果在非高峰时段发生主路停电，由备路电源供电时，备路变压器可以满足全部用电需求，不需要降低发射机播出功率，安全播出可靠性进一步得到保障。

4.4 UPS后备时间增加

设备更新后，841台技术区UPS电源后备时间由原来的15分钟延长至22分钟。7分钟时长，是实际演练双路失电后启动发电机供电整个操作过程的最长用时，意味着有更多的时间可以从容应对突发状况，有效保障操作过程的安全性和供电的可靠性。

4.5 维护工作量减少

新置设备的质保期为3年，质保期内设备出现故障及维护产生的费用会由厂家负担，可以减少部分维护工作量和备品备件的采购费用。此外，在厂家维护设备时可以学习一些操作技术和维护方法，为出保后排除设备故障积累一定的经验。

5 小 结

适时淘汰风险大、指标差、能耗高的老旧设备，推广应用新技术新产品，在提高安全播出保障能力的同时，倡导绿色发展模式，为国家生态文明建设做出贡献，努力创建安全可靠节能环保型发射台站，促进广播电视无线覆盖事业可持续健康发展，更好地满足人民群众对优质广播电视基本公共服务的需求，进一步提高发射台站经济效益和社会效益。