电视播控中心电源系统总体设计及实践

【摘要】 本文介绍河南电视台播控中心供电电源系统的设计，UPS选型以及重要设备采用的串并联热备份方式，较好的解决了硬盘播出系统众多电子设备对电源高质量、高可靠性的要求，保证了安全播出工作。
【关键词】 播控中心  UPS  串联热备份  安全播出

    河南电视台于2001年四月构建了3个频道的全硬盘播出系统，2001年7月省有线台和无线台合并整合后频道由原来的三个增加为八个频道,而八个频道的播出分别在四个播出机房。不但播出方式不同，而且机房分散、管理不统一，无论是在播出管理上还是技术保障上都难以确保安全优质播出要求。为全面提高八个频道的安全播出质量，加强安全播出管理，电视台又在原有三个频道硬盘播出系统的基础上进行扩容升级改造，于2003年7月实现了全台八个频道的全数字硬盘播出系统。建立了播出机房、设备机房、上载机房及监测室。而三个机房的供电电源，针对八频道数字硬盘播出系统对应的三个机房不同的功能和要求，总结以往的经验，设计了一套安全可靠的电源供电系统。系统使用两年来，运行安全稳定，为全数字硬盘播出系统安全播出提供了可靠保障。

    一. 设计要求 
    播控中心的电源设计原则：一是播控中心电源供电系统采取市电和UPS不间断电源主备两路供电，按照供电规范要求，做到安全可靠，实用高效；二是保持技术先进，兼顾未来。在设计供电电源系统容量上，不但满足八个频道的设备运行，而且要留有富余量，能满足今后的扩展要求；三是要满足由于市电电压波动大、并且停电、跳闸的情况，保障设备的安全运行；四是保证安全播出的不间断性要求，设备机房配置相应的UPS不间断电源设备；五是考虑到安全播出的重要性，线路安全可靠是非常重要的，应设短路保护、过载保护、接地保护。在满足功能要求下，应使其性价比最高，并结合实际情况，使设计的系统更便于操作、维护便捷、扩容方便等；六是设备选型必须符合国家标准。

    二. 总体方案设计
    1.UPS不间断电源供电方式主要有分布式供电和集中式供电两种方式，针对分布式供电方式虽然整体停电风险分散，但存在着管理不容易，维护不容易，成本高，UPS使用效率低等缺点，我们采用了集中式供电的方式。同时，为了提高供电系统的可靠性，并结合河南电视台八频道硬盘播出系统的实际情况，我们又在集中式供电的基础上，采用集中供电重要负载UPS串联热备份的方案。这既拥有集中供电管理维护容易，使用寿命长，可靠度高等优点，又保证了重要负载的绝对可靠，虽然多投资了一台UPS,但是，这种更为可靠的配置是必要的。我台彩电大楼八楼原有一台梅兰日牌总容量为120KVA的UPS作为大楼有线网络机房、新闻演播室、原三频道播出机房的备用电源，针对需建的八频道硬盘播出系统播出机房、设备机房和上载机房三个机房的要求，将电源供电系统分为三部分进行设计。
    2.三个机房的总电源均由大楼UPS1供电。大楼UPS1电源的380V市电采用双回路供电系统，当两路市电同时停电时，由不间断电源UPS1直接供电，确保了机房两路交流和一路直流的一级供电方式。
    3.系统分为播出机房、上载机房、设备机房三路供电配置，每个机房都设置配电柜。播出机房和上载机房的供电是将大楼UPS1电源分别接到机房低压配电柜上进行用电分配。设备机房的供电作为系统的重要负载，在机房配置一套UPS2不间断电源，作为第一级供电电源，将大楼UPS1电源作为设备机房UPS2的第二级供电电源，如图1所示。对设备和播出机房五台大功率空调、照明灯等其它负荷用电采用大楼380V市电直接供电。这样不但大大提高了设备的供电安全可靠性。而且，可在保证重点的情况下，减少机房UPS的容量，提高系统的性价比。
    4.为了保证主要播出设备运行更为安全可靠，系统重要负载电源设计采用两级UPS串联热备冗余方式，即在设备机房设置一台UPS2与大楼UPS1连接，两台UPS形成主从机串联热备份。UPS2主机的旁路直接接在从机UPS1输出，构成串联热备份。当主机出现故障时，主机将自动切换到旁路状态，此时，从机输出直接承受负载，负载仍然处在UPS逆变状态，从而保障设备安全运行。若主机处于旁路，从机又出现故障，则自动切换到市电来直接承受负载。在UPS1输入端接入双回路市电，采用交流双回路自投装置，确保UPS双回路供电。由于UPS1的输出和UPS2串联的同时又引至设备机房的耳机切换系统，两台UPS又形成了一种并联状态。这种采用两套电源作为两级备份的设计，给设备供电提供了极高的可靠性，保障了设备的安全运行。如下图所示。

播控中心供配电系统图

    三. 总负荷及分路负荷容量
    整个硬盘播出系统满负荷总容量为56.2Kw。其中，设备机房32.9Kw，播出机房10.9Kw，上载机房12.4Kw。
    1.根据主要播出设备供电设计要求，播出关键设备分别是设备机房15个机架设备、播出机房八个频道播出控制台、技监、审看和应急录像机等由设备机房UPS2直接供电。
    2.播出机房监视墙80台监视器和每个频道有线信号机上变换器由大楼UPS1直接供电。
    3.上载机房12个上载控制台和3个审片控制台及28台录像机由大楼UPS直接供电。
    下面主要介绍设备机房供电系统，其主要负荷配置分别为：
　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　负荷配置表