基于台达UPS在广电行业的应用方案
基于台达ups在广电行业的应用方案
一、背景描述
经过几十年的发展，我国的广电行业得到了长足的发展，建成了世界上覆盖人口最多的广播影视传输覆盖网络。中国已建成广播电视播出机构2500多座，播出的广播和电视节目分别达到2300多套、1200多套，每年生产电影片2 0 0 多部，广播电视发射台转播台7 万多座，微波线路9 万多公里，120多套广播节目，有线电视网络400多万公里，有线电视用户 1.15亿，广播电视人口综合覆盖率分别为 94.05％，95.29％；收音机、电视机社会拥有量分别达 5亿台，彩电的家庭普及率城市为130.5％、农村为67.8％。广播电视已成为我国最为普及、最为便捷的信息工具和信息载体。广播电视业务主要包括在向数字化和产业化发展的过程中，dvb（数字视频播出）、iptv（网络电视）、dbs（直播卫星）等新技术其使用的设备重要性很高，绝对不允许断电。
本文就根据某一地方电视台的具体需求做一方案，并对该方案做简单的说明。
二、 电视台用户需求
该用户已备有柴油发电机组145kw（常用功率）/160kw（备用功率），一套设备；630kva市电/油机切换柜（ats）一台，及交流配电柜、精密空调设备等。 在配置设计ups电源时有如下两个方面的要求。
2.1广播电视台播出系统对ups电源系统的功能和容量上的需求：
1．能配合原有发电机使用，提高电视台输出设备负载的供电的可靠性。
2．ups的输入功率因数要高、输入总谐波要小,以免影响上游的其它设备。
3． 负载最初容量不超过45kva，但随着业务的逐渐扩大会陆续扩展到120kva甚至更高，但是总系统容量不会超过240kva。
4. 要求ups电源系统容量要随着负载的增多而逐渐增加，扩容时不允许负载断电或状旁路工作，操作简单，并且始终保持n+x的冗余配置。
5．机房空间有限，希望系统的配置能以最省空间的方式摆置，并且要兼顾承重问题，避免发生楼层结构的破坏。
6．电池配置最佳优化，提高电池利用率，以减少购置成本、安装空间及承重方面的投资。
7．ups要能提供近端或远端的快速关机功能，一旦发生地震、火灾等紧急情况，能快速关断,避免发生更严重的损失。
8．要求ups电源模块化设计，在ups模块出现故障时，不需要转旁路，有效减少旁路供电对电视台输出设备的断电停机风险。
2.2对绿色节能环保上的要求
1.要求ups具有更高的输入功率因数，减少无功损耗。
2.要求ups具有更低谐波畸变thdi≤5%，有效的减少对电网的干扰。
3.要求ups具有更高的系统效率，减少设备的耗电量，并有效减少设备设备发热量，降低对空调系统的配置要求。
4.要求ups具有更小的设备体积，有效减少设备占用空间，提高机房面积的利用率。
三、电视台ups电源解决方案
广电行业对供电的可靠性要求极高且扩容频繁。为保证足够的后备时间，发电机与市电共同作为总电源输入。经过ats、低压配电系统后接入交流配电系统。同时空调等设备也将从低压配电系统取电。而重要的电视台播出设备通过台达的hift系列ups电源供电。
图1 系统配置图
方案配置清单：
依据用户的上述需求，中达推荐了台达hift系列ups的解决方案。具体说明如下：
1．通过自动切换开关来实现原有发电机与市电间的双向切换。台达hift（海福）hift系列ups的输入电压范围为 - 45% ~ 25% ( - 45% ~ -25%时还可带50%的负载)，输入频率范围为45~65hz，能很好的配合发电机使用。
2．台达hift（海福）ups基于dsp技术，采用igbt整流，输入功率因数≥0.99、输入电流总谐波≤3%，整机效率≥94%，具有很好的整机性能。有效提高设备能耗以及对电网的干扰，是真正意义上的绿色ups电源。
3．台达hift（海福）ups具模块化设计，单个模块容量为20kva，每个机箱可放6个模块，单机容量可达120kva，系统扩容可实现最大实现4台机柜并联工作，额定带载480kva。
4.根据负载要求可以先配置3个20kva的模块，实现2+1冗余，以后陆续扩为3+1，4+1，5+1... 可实现灵活的在线扩容，在整个过程中不需要ups切断电源或切换到旁路状态。
5．由于前边已配有发电机，电池配置不需过多。台达hift系列ups的3个模块可以共用一组或者两组蓄电池，若1台模块故障，台达ups电源仍然能够整流逆变输出，具有极强的容错输出能力，不像传统的ups电源那样转到旁路供电状态给后端负载工作带来风险。
6．台达hift（海福）ups属高功率密度设计：含3个20kva模块的机箱总尺寸为：520mm（宽）*910mm（深）*1695mm（高）；总重量为：230kg。体积小，重量轻，外形美观。
7．台达hift（海福）ups配置有近端epo紧急关机按键和远端紧急关机接口，此功能一经启动，ups立即关闭，可避免灾害的扩大。
8．台达hift（海福）ups可在线更换模块，迅速、可靠，加上中达快捷完善的客户服务体系可令客户高枕无忧。
四、方案优势
随着企业对可用性的要求越来越高，为机房或数据中心配置采用容错技术的供电系统的必要性则突显出来。所谓容错，就是采用冗余的资源，使ups系统具有容忍故障的能力，即在发生故障的情况下，仍能确保系统的逆变输出，为由服务器和存储等关键设备构成的网络系统提供洁净稳定的电源。
hift（high-intelligent fault-tolerance）------海福系列，即是delta公司最新推出的高智能容错ups，它的显着优势和带给客户的价值包括但不限于：
◆系统可靠性高
hift（海福） ups组成的n+x冗余供电系统，系统的实际负载量占设备容量的大小与系统的可靠度息息相关，实际负载量越低，系统冗余度越高，系统可靠度也就越高。这恰恰是普通ups所无法比拟的。
◆系统可用性高
hift（海福）ups采用模块n+x冗余技术，可在线热插拔故障模块，mttr可视为0
不同供电方案可用性比较（mtbf以20万小时为例）
◆随需扩容
hift（海福）ups因采用模块化结构，可以在20kva到480kva的宽广范围内，以20kva为单位来随时随需在线扩容，客户不再需要仅是为未来的可能性而提前投入大笔费用。
hift（海福）ups的这种灵活性，即允许配置容量最贴近实际需求容量的能力，不仅降低了ups的初始购置成本，更减少了配套设备（如空调）的配置与能耗支出，有效防止了基础设施超前超大规模设计导致的不必要开支。
◆高效节能——降低运营成本
绿色节能不仅是企业对社会的责任，更与企业运营成本息息相关。
通常带载越少，ups效率越差。而hift（海福）ups，即使带载只有额定容量的15%，整机效率亦超过90%；当带载达到27%时，效率就已高达94%。效率在百分比上的每一小步提升，能耗支出的节省都是一大步。
五、总结说明
该方案可使客户的投资循序渐进地进行，使得ups电源系统的扩容更加简单快捷，可规划性、可操作性、可维护性极强。始终保持ups高可靠度、高效率地运行，节省了安装空间、电池配置、承重加固以及运营电费等方面的投资。整个系统安全可靠、维修方便、便于管理，体现出了很高的性价比。
通过台达hift系列ups电源给重要的播出负载供电，满足了机房不断升级、频繁扩容的特点。在广电机房的电源设施建设上，通过使用模块化构架的ups电源，可以节省用户初期投资，避免配置的浪费，在有扩容需求的时期进行在线不断电扩容。同时，模块化ups在外形、配电等方面可以做到与用户机房的其他设备完美搭配。
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本文就根据某一地方电视台的具体需求做一方案，并对该方案做简单的说明。
二、 电视台用户需求
该用户已备有柴油发电机组145kw（常用功率）/160kw（备用功率），一套设备；630kva市电/油机切换柜（ats）一台，及交流配电柜、精密空调设备等。 在配置设计ups电源时有如下两个方面的要求。
2.1广播电视台播出系统对ups电源系统的功能和容量上的需求：
1．能配合原有发电机使用，提高电视台输出设备负载的供电的可靠性。
2．ups的输入功率因数要高、输入总谐波要小,以免影响上游的其它设备。
3． 负载最初容量不超过45kva，但随着业务的逐渐扩大会陆续扩展到120kva甚至更高，但是总系统容量不会超过240kva。
4. 要求ups电源系统容量要随着负载的增多而逐渐增加，扩容时不允许负载断电或状旁路工作，操作简单，并且始终保持n+x的冗余配置。
5．机房空间有限，希望系统的配置能以最省空间的方式摆置，并且要兼顾承重问题，避免发生楼层结构的破坏。
6．电池配置最佳优化，提高电池利用率，以减少购置成本、安装空间及承重方面的投资。
7．ups要能提供近端或远端的快速关机功能，一旦发生地震、火灾等紧急情况，能快速关断,避免发生更严重的损失。
8．要求ups电源模块化设计，在ups模块出现故障时，不需要转旁路，有效减少旁路供电对电视台输出设备的断电停机风险。
2.2对绿色节能环保上的要求
1.要求ups具有更高的输入功率因数，减少无功损耗。
2.要求ups具有更低谐波畸变thdi≤5%，有效的减少对电网的干扰。
3.要求ups具有更高的系统效率，减少设备的耗电量，并有效减少设备设备发热量，降低对空调系统的配置要求。
4.要求ups具有更小的设备体积，有效减少设备占用空间，提高机房面积的利用率。
三、电视台ups电源解决方案
广电行业对供电的可靠性要求极高且扩容频繁。为保证足够的后备时间，发电机与市电共同作为总电源输入。经过ats、低压配电系统后接入交流配电系统。同时空调等设备也将从低压配电系统取电。而重要的电视台播出设备通过台达的hift系列ups电源供电。
图1 系统配置图
方案配置清单：
依据用户的上述需求，中达推荐了台达hift系列ups的解决方案。具体说明如下：
1．通过自动切换开关来实现原有发电机与市电间的双向切换。台达hift（海福）hift系列ups的输入电压范围为 - 45% ~ 25% ( - 45% ~ -25%时还可带50%的负载)，输入频率范围为45~65hz，能很好的配合发电机使用。
2．台达hift（海福）ups基于dsp技术，采用igbt整流，输入功率因数≥0.99、输入电流总谐波≤3%，整机效率≥94%，具有很好的整机性能。有效提高设备能耗以及对电网的干扰，是真正意义上的绿色ups电源。
3．台达hift（海福）ups具模块化设计，单个模块容量为20kva，每个机箱可放6个模块，单机容量可达120kva，系统扩容可实现最大实现4台机柜并联工作，额定带载480kva。
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