广播电视台机房设备采用hvdc高压直流供电探索和实践

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1、广播电视台机房设备采用HVDC高压直流供电探索和实践现状分析广播电视台作为重要的政府宣传窗口，同时还为广大有线电视及无线电视观众，提供优质电视广播及声音广播的服务，其安全播出是至关重要的。而广播电视台的安全播出离不开供电系统的可靠性与稳定性。长期以来，广播电视部门普遍采用市电或专线双线路电源供电及ups不间断电源+后备发电机的模式，为机房提供电力，这套方案也确实给广播电视部门提供了较好的供电保障。随着设备的更新升级，这套系统也暴露出不少问题。近年来，随着数字电视和数据业务的快速发展，广播电视前端机房设备对供电的安全性、可靠性的要求也越来越高，一般采取UPS冗余方式供电，重要设备更是采用了UP

2、S双系统供电保障。基于安全原因，1+1冗余UPS系统的单机负载率控制在35%以内，加上UPS逆变效率较低，容易造成能耗浪费；UPS并机系统运行对电源的振幅、频率、相位，以及并机系统中的零地电位差、零线环流等提出了严格要求，导致UPS设备的逻辑控制系统（并机）等非常复杂。另一方面，随着业务高速发展，一些机房UPS扩容需求迫切。新建UPS系统不仅占用了宝贵的机房空间、配电容量，还制约了机房装机扩容需求，导致整个电源系统的设备资源利用率低、可靠性差，而且UPS系统扩容、更新改造保障难度大。如何提供安全可靠、高效经济的新型数字电视及数据设备用电源系统，显得十分迫切。众所周知直流供电系统的可靠性要高于

3、UPS供电系统，那么我们能不能找到一种新的供电系统来取代UPS供电系统，消除人们的顾虑呢？因此我们对一种新型的高压直流供电系统做一些应用探讨。我台领导经过慎重调研，决定对广播电视台内部供电系统做一次全面检修及升级。这其中，最重要的是对UPS不间断电源的升级改造。由于市电双线路切换及后备发电机供电技术已经非常成熟，只需进行日常巡检及维护即可。而我台的UPS不间断电源，使用已近二十年，每几年就要对电池组进行更换。借此机会，我们通过与电信部门、移动通讯部门、电力部门及相关厂家技术人员进行沟通交流，决定趁此次更换老化的UPS电池组的机会，对前端机房供电系统进行改造，采用HVDC240V高压直流供电系

4、统为前端设备提供电力。2009年12月1日，由中国电信提出的《通讯用240V直流供电系统技术要求YDB037—2009》通过工信部审查，12月10日颁发。高压直流供电系统现在已在全国多个城市通讯系统进行试点。而广播电视前端机房跟通讯机房有很多相似的地方，能否借鉴通讯行业的成功经验，组建自己的高压直流供电系统，也成为广电行业很关注的一个问题。我台领导在考察学习通讯行业的成功经验后，决定先对我台广播电视监播机房的配电系统，采用高压直流供电方案进行试点，成功稳定运营一年后再推广到其他部门。传统的UPS供电模式及其缺陷UPS(UninterruptiblePowerSystem)也就是不间断电源系统

5、，诞生于上世纪六十年代。传统UPS不间断电源供电系统的供电方式，要求交流电源输入。交流UPS系统由整流器、逆变器、蓄电池和静态开关等组成。在市电正常时，市电交流电源经整流器变换为直流电供给逆变器，同时给蓄电池充电，逆变器将直流电变换为50Hz交流电供给负载。在停电时，蓄电池放出电能，通过逆变器变换为交流电，供给负载。为了提高设备供电的可靠性，通常采取了多台UPS冗余并机的方式，如1+1系统。UPS的出现，是由于一些重要设备，如航天控制、医疗仪器、金融系统、计算机、数据管理系统等，不能断电而产生的。她的诞生，对信息革命产生了十分重大的影响。但是，此系统结构也出现了以下一些缺点：可靠性低UPS交

6、流电源系统，就单台设备而言，通过冗余技术可以使UPS设备本身的可靠性大为提高，但就整个UPS供电系统而言，有很多不可备份的系统单点故障点，比如同步并机板、静态开关、输出切换开关、逆变器等，这些单点故障点,都可能导致整个通讯系统“掉电”瘫痪。即使采用相对可靠的串联热备份系统，切换电路的单点故障也容易造成整个通讯系统”掉电”瘫痪，尤其是瞬间过载的容错能力差，一旦主机过载保护切换到备机，备机由于瞬间浪涌也同时过载保护自动切换到旁路，对于过去有人值守的机房可以立即人工处理，但现在普遍采用机房无人值守，一旦发生故障，恢复时间较长，危害很大。能耗较高由于UPS中采用了逆变器，逆变频率为工频50Hz,必须

7、采用工频变压器，所以功率因数低，效率较低。正常情况下单机效率一般在60%-70%。为保证前端设备用电的安全可靠性，目前广电部门用UPS电源系统，均配置在线式串联热备份或N+1并机冗余模式；在N+1并机冗余模式中，由于交流电源振幅、频率、相位等参数严格要求同步，使得并机冗余模式控制系统复杂，随着N数值的增大，系统可靠性大大降低，所以最常见的配置为1+1并机冗余系统或2+1并机冗余系统，这就使得系统效率进一步降低