廣電行業(yè)發(fā)展中機(jī)房電源及環(huán)境基礎(chǔ)建設(shè)探討
——艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司
一、傳統(tǒng)電源及環(huán)境建設(shè)方案可能存在的問(wèn)題
廣電行業(yè)電源以及環(huán)境建設(shè)都取得了很大的成績(jī),但是從專業(yè)的角度來(lái)講,還是有很多可以進(jìn)行優(yōu)化和改善的地方。特別是在當(dāng)前廣電行業(yè)數(shù)字化、產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期,廣電行業(yè)新的技術(shù)模式和業(yè)務(wù)模式對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和安全保障提出了更高要求,同樣使得一切業(yè)務(wù)和應(yīng)用的基礎(chǔ)——電源以及環(huán)境系統(tǒng)建設(shè)提出了更多要求和新的挑戰(zhàn),。
下面我們將就目前廣電行業(yè)機(jī)房電源及環(huán)境基礎(chǔ)建設(shè)可能存在的一些共性問(wèn)題進(jìn)行闡述。本文主要涉及和論述的是交流不間斷電源(UPS)和機(jī)房專用空調(diào)這兩種具體產(chǎn)品和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)使用時(shí)要考慮的問(wèn)題。
一)電源及環(huán)境支持系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的基礎(chǔ)系統(tǒng),需要非常重視。
機(jī)房電源及環(huán)境系統(tǒng)是一切具體技術(shù)和業(yè)務(wù)應(yīng)用的基礎(chǔ),需要相對(duì)獨(dú)立和統(tǒng)一的規(guī)劃和建設(shè)。目前廣電行業(yè)的電源以及環(huán)境建設(shè)系統(tǒng)建設(shè)總的來(lái)講關(guān)注是不夠完備的,主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:
1)系統(tǒng)建設(shè)思路上的不完備。沒(méi)有一個(gè)專門的規(guī)劃和一以貫之的思路,也沒(méi)有相關(guān)的系統(tǒng)建設(shè)明細(xì)標(biāo)準(zhǔn)。在以往的廣電建設(shè)中,無(wú)論是電源設(shè)備還是相關(guān)的環(huán)境支持設(shè)備都是隨著主要的業(yè)務(wù)設(shè)備投入而分期投入的,因此各個(gè)電源設(shè)備和相關(guān)的環(huán)境支持設(shè)備千差萬(wàn)別。
2)系統(tǒng)建設(shè)方案上的不完備。對(duì)于該系統(tǒng)的建設(shè),我們認(rèn)為一般情況下可分為八個(gè)小系統(tǒng)來(lái)建設(shè):即發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、低壓切換系統(tǒng)、低壓配電系統(tǒng)、直流不間斷電源系統(tǒng)、交流不間斷電源系統(tǒng)、機(jī)房環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)、機(jī)房防雷和接地系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)等。在實(shí)際建設(shè)中可以根據(jù)不同的場(chǎng)地具體情況選擇制定不同的方案以便使安全效益最大化。
二)交流不間斷電源系統(tǒng)(UPS)建設(shè)所面臨的問(wèn)題。
1)UPS的布置呈現(xiàn)出分散的態(tài)勢(shì),后級(jí)的交流用電設(shè)備取電不集中。
第一,UPS電源的分散配置,導(dǎo)致UPS電源的利用率必然不高。這樣,投入
和產(chǎn)出就往往不可能達(dá)到一個(gè)最優(yōu)的比例,也必然不利于系統(tǒng)的擴(kuò)容。
第二,無(wú)論是從設(shè)計(jì)還是應(yīng)用來(lái)看,分散的小容量的UPS系統(tǒng)的可靠性相對(duì)
較低,出現(xiàn)問(wèn)題的概率相對(duì)較大。
第三,分散小容量UPS系統(tǒng)的可維護(hù)性較差,且維護(hù)成本相對(duì)較高。
第四, 電源的分散配置,不利于前后級(jí)的配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì),浪費(fèi)空間,給安裝、維護(hù)、管理UPS及電池等各項(xiàng)工作造成很大困難,威脅供電系統(tǒng)長(zhǎng)期、穩(wěn)定、正常地運(yùn)行
2)UPS系統(tǒng)的供電方案不盡合理。
根據(jù)不同的負(fù)載對(duì)可靠性的不同要求,UPS系統(tǒng)有著不同的組網(wǎng)方式,可靠性從低到高,一般可分為:?jiǎn)螜C(jī)供電系統(tǒng)、兩臺(tái)UPS組成的串聯(lián)熱備份系統(tǒng)、多臺(tái)UPS組成的直接并機(jī)系統(tǒng)、多套UPS系統(tǒng)所組成的雙母線系統(tǒng)。
就目前的情況來(lái)看,多數(shù)廣電機(jī)房主要采用的系統(tǒng)是單機(jī)系統(tǒng)兩臺(tái)UPS所組成的串聯(lián)熱備份系統(tǒng),另外,在某些數(shù)字電視中心及IDC(互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心)機(jī)房采用了兩臺(tái)UPS所組成的直接并機(jī)系統(tǒng)。
特別指出,我們發(fā)現(xiàn)有些廣電機(jī)房的一些核心負(fù)載就簡(jiǎn)單的用串聯(lián)熱備份系統(tǒng)來(lái)提供用電,這是很不安全的。在核心負(fù)載的用電安全上,這種UPS的配置方案顯得相對(duì)不足,因?yàn)橹灰?lián)系統(tǒng)中的主機(jī)宕機(jī),負(fù)載極有可能中斷引起嚴(yán)重事故。我們推薦至少要用一套1+1的直接并機(jī)的系統(tǒng)。對(duì)于數(shù)字電視中心及IDC機(jī)房,我們推薦雙母線系統(tǒng),這樣,系統(tǒng)的供電的可靠性可達(dá)99.99999%
3)UPS種類繁多,除了主流廠家之外,還有很多小廠家產(chǎn)品,良莠不齊。
各套UPS系統(tǒng)完全獨(dú)立,資源之間互相也完全沒(méi)有可能做調(diào)配和相互支援。
然后,這樣對(duì)UPS的維護(hù)造成了極大的壓力。
4)UPS的輸入輸出系統(tǒng)配置配置呈現(xiàn)出不完全合理的現(xiàn)狀。首先是方案不完全
合理,然后是很多配電屏本身設(shè)計(jì)不合理,不規(guī)范。
5)UPS的使用和維護(hù)狀況由于種種原因,也不太理想。
三)機(jī)房環(huán)境(機(jī)房專用空調(diào)解決方案)建設(shè)所面臨的問(wèn)題。
目前,很多廣電機(jī)房沒(méi)有使用機(jī)房專用空調(diào)(常被稱為精密空調(diào),恒溫恒濕機(jī)),而是廣泛應(yīng)用普通舒適性空調(diào)。與機(jī)房專用空調(diào)比較,舒適性空調(diào)問(wèn)題如下:
1)舒適性空調(diào)出風(fēng)溫度過(guò)低,會(huì)導(dǎo)致在出風(fēng)口附近空氣中的水蒸汽飽和凝結(jié)出水滴,對(duì)附近的用電設(shè)備造成很大危險(xiǎn)。
2)舒適性空調(diào)風(fēng)量過(guò)小,不適合計(jì)算機(jī)設(shè)備的高熱密度的發(fā)熱特點(diǎn),無(wú)法驅(qū)除機(jī)房的“熱島效應(yīng)”。
3)舒適性空調(diào)溫度調(diào)節(jié)精度過(guò)低,溫度調(diào)節(jié)精度為±3~5℃,溫度的波動(dòng)對(duì)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行極其不利。
4)舒適性空調(diào)沒(méi)有濕度控制功能。舒適性空調(diào)無(wú)法進(jìn)行濕度控制。沒(méi)有加濕功能,只能進(jìn)行除濕,在冬季甚至過(guò)度除濕,濕度過(guò)低產(chǎn)生的靜電極易產(chǎn)生設(shè)備故障。
6)舒適性空調(diào)過(guò)濾能力無(wú)法達(dá)到機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)。舒適性空調(diào)只具備簡(jiǎn)單的過(guò)濾功能,其過(guò)濾器的過(guò)濾效果根本無(wú)法達(dá)到機(jī)房的要求。機(jī)房專用空調(diào)嚴(yán)格按照0.5 微米/升<18,000(B級(jí))設(shè)計(jì),配合以每小時(shí)30次的風(fēng)量循環(huán),保障機(jī)房潔凈。
7)舒適性空調(diào)在北方地區(qū)無(wú)法實(shí)現(xiàn)低溫(室外)運(yùn)行。一般標(biāo)稱-5℃以下即無(wú)法制冷和加熱,而機(jī)房是發(fā)熱量很大的區(qū)域,即使在冬天也需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行降溫。
8)舒適性空調(diào)維護(hù)量大,舒適性空調(diào)長(zhǎng)期應(yīng)用在非設(shè)計(jì)工況下,故障率高,能效比不斷下降,越來(lái)越耗能。機(jī)房專用空調(diào)按照全年長(zhǎng)期運(yùn)行設(shè)計(jì),維護(hù)量小。
9)舒適性空調(diào)在機(jī)房?jī)?nèi)應(yīng)用,壽命短。在365天/24小時(shí)應(yīng)用的情況下其壽命一般不超過(guò)3年(機(jī)房專用空調(diào)的設(shè)計(jì)壽命一般為連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)10年)。
10)舒適性空調(diào)空調(diào)耗電量大,機(jī)房專用空調(diào)選用的工業(yè)等級(jí)壓縮機(jī)能效比高達(dá)3.3。而舒適性空調(diào)目前業(yè)界選用的高等級(jí)壓縮機(jī)能效比約2.9,同時(shí)考慮到其他設(shè)計(jì)差異,如顯熱比指標(biāo),舒適性空調(diào)比同容量的機(jī)房專用空調(diào)多耗電20%-30%,不僅增加使用成本,也浪費(fèi)能源。
以上舒適性空調(diào)的問(wèn)題,將影響機(jī)房設(shè)備的安全運(yùn)行,增加機(jī)房運(yùn)行成本,需要應(yīng)用機(jī)房專用空調(diào)予以解決。
二:機(jī)房電源及環(huán)境系統(tǒng)建設(shè)的基本原則及一體化解決方案
一)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
1、通用性
本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)符合相關(guān)國(guó)家設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
2、可靠性
設(shè)備具有良好的電磁兼容性和電氣隔離性能,不影響其他設(shè)備正常工作;一體化供電能統(tǒng)籌設(shè)計(jì)保證主設(shè)備的不間斷供電。
3、穩(wěn)定性
所有產(chǎn)品都經(jīng)過(guò)全球主要電信商、數(shù)據(jù)網(wǎng)長(zhǎng)期的運(yùn)行考驗(yàn),在業(yè)界具有領(lǐng)先的技術(shù)、領(lǐng)先的制造和領(lǐng)先的品牌;
4、安全性
符合高等級(jí)的抗擾度國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),工作安全可靠;
5、可維護(hù)性
主設(shè)備采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),便于故障的維護(hù)處理;
6、擴(kuò)充性
在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中充分考慮到用戶后期的擴(kuò)容,做了合理的冗余設(shè)計(jì);
7、智能化設(shè)計(jì)
系統(tǒng)設(shè)備UPS、空調(diào)、動(dòng)力監(jiān)控等均采用智能化設(shè)計(jì),便于遠(yuǎn)程監(jiān)控等;
8、經(jīng)濟(jì)性
系統(tǒng)整體設(shè)計(jì),可合理設(shè)計(jì)設(shè)備容量,減少設(shè)備成本;同時(shí)動(dòng)力一體化解決也降低了設(shè)備的額外成本,給后期設(shè)備維護(hù)帶來(lái)一站式服務(wù);
二)艾默生一體化的解決方案精髓
艾默生網(wǎng)絡(luò)能源公司作為全球最完整的“網(wǎng)絡(luò)能源”的端到端一體化整體解決方案供應(yīng)商。它在整合了網(wǎng)絡(luò)能源業(yè)界最寬、最完整的擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品線的基礎(chǔ)上,不但能為客戶提供最完整的網(wǎng)絡(luò)能源產(chǎn)品(見(jiàn)圖1),從而能為客戶提供品質(zhì)一流的、由全方位產(chǎn)品組成的綜合解決方案(見(jiàn)圖2)。而且,還組建起以“客戶為中心”的、完善的客戶接待窗口和管理平臺(tái),以便為用戶提供最優(yōu)質(zhì)的售前、售后及長(zhǎng)期的維保服務(wù)。
艾默生公司可以為廣電行業(yè)提供“端到端”一體化整體解決方案所需的全套的動(dòng)
力保護(hù)和管理設(shè)備。它們包括:
1、應(yīng)用于重要場(chǎng)地的備用發(fā)電機(jī)及發(fā)電機(jī)并機(jī)機(jī)組:
2、應(yīng)用于各種場(chǎng)地的低壓配電柜:帶LCD液晶點(diǎn)顯示屏、釆用ABB開(kāi)關(guān)和帶智能通信接口,并能實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守操作。
3、應(yīng)用于數(shù)字電視中心等場(chǎng)地的“雙總線輸入”供電系統(tǒng)的ASCO的ATS自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)(30A-4000A):帶“相位入鎖檢測(cè)”功能、允許執(zhí)行“同步切換”操作和“零線重疊”切換操作。
4、應(yīng)用于傳輸機(jī)房等場(chǎng)地的高可靠的-48V通信電源:提供由25A、50A、100A等模塊組成的DC供電系統(tǒng),其最大供電能力高達(dá)6000A,平均無(wú)故障工作時(shí)間(MTBF)高達(dá)36萬(wàn)小時(shí)。
5、應(yīng)用于廣電行業(yè)各場(chǎng)合的技術(shù)先進(jìn),性能可靠的UPS(1KVA-800KVA),艾默生所有設(shè)計(jì)生產(chǎn)的UPS均為雙變換的UPS。
6、應(yīng)用于通信傳輸、中心或前端機(jī)房等的全球領(lǐng)先技術(shù)性能的Liebert CM+系列及
Datamate3000系列的機(jī)房專用空調(diào)(制冷量為:7.5KW~90KW)。
7、抗浪涌抑制能力為40-1000KA的防雷擊, 抗浪涌抑制器TVSS。
8、同各種UPS和通信電源相配套的閥控式鉛酸電池:可提供UPS高功率型、UPS通用型、通信電源常規(guī)型、低溫型等多品種的蓄電池。
9、應(yīng)用于廣電行業(yè)各種機(jī)房?jī)?nèi)的動(dòng)力及機(jī)房環(huán)境的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)。
利用上述的動(dòng)力及機(jī)房保護(hù)設(shè)備,就可組成如圖2所示的能滿足廣電行業(yè)的各種需求用的“一體化的機(jī)房保護(hù)”的動(dòng)力配置系統(tǒng)。