淺析電視臺UPS使用與維護(hù)

袁寶龍

電視播出系統(tǒng)是電視臺內(nèi)、外信號匯集中樞，擔(dān)負(fù)整個電視臺節(jié)目向外界的發(fā)送的工作，節(jié)目播出過程中信號的穩(wěn)定性和圖像質(zhì)量的好壞，不僅影響到電視臺在廣大電視觀眾中的形象，還影響其收視率。所以作為播出系統(tǒng)的心臟供電系統(tǒng)直接關(guān)系到播出的安全與穩(wěn)定。

一 、 UPS的基本原理及分類

1.1UPS的基本原理

一般來講，UPS由五大部分組成：整流電路、儲能機(jī)構(gòu)、逆變電路、旁路開關(guān)電路及測控電路。如圖1所示。

整流電路：將交流電變換為直流電，完成對儲能機(jī)構(gòu)充電，同時(shí)通過逆變器向負(fù)載供電。儲能機(jī)構(gòu)：儲能機(jī)構(gòu)是UPS的核心部分，當(dāng)市電正常時(shí)，儲能機(jī)構(gòu)從電網(wǎng)吸收能量儲存起來；當(dāng)市電中斷時(shí)，儲能機(jī)構(gòu)將電能釋放出來，供逆變器使用。逆變電路：將整流電路所得的直流電壓或者儲能機(jī)構(gòu)的電壓變換成交流電壓。旁路開關(guān)：是市電旁路供電和逆變器供電的電氣轉(zhuǎn)換器件。測控電路：是UPS的大腦，監(jiān)測輸入電壓、電流的水平和控制輸出的電壓和電流精度；設(shè)置和控制整流器、逆變器；控制儲能機(jī)構(gòu)的充放電；控制主回路與旁路之間的轉(zhuǎn)換。

1.2 UPS電源的分類

（1）后備式UPS電源在市電正常供電時(shí)，市電通過交流旁路通道直接向負(fù)載供電，此時(shí)主機(jī)上的逆變器不工作，只是在市電停電時(shí)，才由蓄電池供電，經(jīng)逆變器驅(qū)動負(fù)載。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，轉(zhuǎn)換時(shí)間較長。

（2）在線式UPS電源在市電正常時(shí)，它首先將交流變成直流電，然后進(jìn)行脈寬調(diào)制、濾波，再將直流電重新變成交流電源向負(fù)載供電，并同時(shí)給蓄電池充電；一旦市電中斷，立即改為蓄電池逆變器對負(fù)載供電，保證負(fù)載連續(xù)不斷地穩(wěn)定工作，因此，在線式UPS電源輸出的是與市電網(wǎng)完全隔離的純凈的正弦波電源，大大改善了供電的質(zhì)量，保護(hù)了負(fù)載安全、有效的工作。

（3）在線互動式UPS電源是一種介于后備式和在線式之間工作方式的UPS電源。當(dāng)市電在規(guī)定電壓范圍內(nèi)時(shí)，不作調(diào)節(jié)直接輸出到用電設(shè)備，如同一臺后備式UPS；當(dāng)市電高于或低于正常范圍時(shí)，啟動升壓或降壓功能，并且不使用蓄電池供電，直到市電過低、過高而不可調(diào)或市電停電時(shí)，才使用蓄電池供電。

二 、UPS電源的使用

1、定期對UPS電源進(jìn)行維護(hù)工作：清除機(jī)內(nèi)的積塵，測量蓄電池組的電壓，更換不合格的電池，檢查風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)情況及檢測調(diào)節(jié)UPS的系統(tǒng)參數(shù)等。2、禁止超負(fù)載使用，廠家建議：UPS電源的最大啟動負(fù)載最好控制在80%之內(nèi)，如果超載使用，在逆變狀態(tài)下，時(shí)常會擊穿逆變?nèi)龢O管。實(shí)踐證明：對于絕大多數(shù)UPS電源而言，將其負(fù)載控制在30%～60%額定輸出功率范圍內(nèi)是最佳工作方式。3、禁止頻繁地關(guān)閉和開啟UPS電源，一般要求在關(guān)閉UPS電源后，至少等待6秒鐘后才能開啟UPS電源，否則，UPS電源可能進(jìn)入”啟動失敗”的狀態(tài)，即UPS電源進(jìn)入既無市電輸出，又無逆變輸出的狀態(tài)。 4、使用UPS電源時(shí)，應(yīng)務(wù)必遵守廠家的產(chǎn)品說明書有關(guān)規(guī)定，保證所接的火線、零線、地線符合要求，用戶不得隨意改變其相互的順序。比如，美國某品牌UPS電源的交流輸入接線與我國的交流電輸入插座的連接方式正好相反。還有例如三相UPS需要注意相序問題，否則會出現(xiàn)相序錯誤報(bào)警，其他品牌也是如此。 5、UPS電源的場所擺放應(yīng)避免陽光直射，并留有足夠的通風(fēng)空間，同時(shí)，禁止在UPS輸出端口接帶有感性的負(fù)載。 6、嚴(yán)格按照正確的開機(jī)、關(guān)機(jī)順序進(jìn)行作，避免因負(fù)載突然加上或突然減載時(shí)，UPS電源的電壓輸出波動大，而使UPS電源無法正常工作。

三、UPS系統(tǒng)維護(hù)

3.1主機(jī)的維護(hù)及注意事

UPS主機(jī)一般是智能型的，它對環(huán)境溫度要求不高，但要求室內(nèi)清潔衛(wèi)生，否則灰塵遇潮濕會引起主機(jī)工作紊亂；主機(jī)中的參數(shù)在使用中不能隨意改變；在斷電時(shí)，應(yīng)避免帶負(fù)載啟動UPS電源，應(yīng)先關(guān)掉負(fù)載，等UPS啟動后再開啟負(fù)載，否則會有多負(fù)載的沖擊電流和供電電流造成UPS電源瞬間過載，嚴(yán)重時(shí)會損壞變換器；不能讓UPS電源經(jīng)常處于滿載或過載。

3.2蓄電池的維護(hù)及注意事項(xiàng)

（1）它對環(huán)境溫度要求較高，工作環(huán)境一般要求在20℃-25℃之間，低于15℃時(shí)，其放電容量下降，溫度每降低1℃，其容量下降1%，而溫度過高（大于30℃）其壽命就會縮短。（2）要防止電池短路或深度放電，深度放電會造成電池內(nèi)阻增大或充電電壓過低從而導(dǎo)致降低甚至失去充電能力，放電程度越深，循環(huán)壽命越短。（3）要避免大電流充放電，否則會造成電池極板膨脹變形，使得極板活性物質(zhì)脫落，內(nèi)阻增大，容量下降，壽命縮短。（4）由于組合電池電壓很高，存在電擊危險(xiǎn)，因此裝卸導(dǎo)電聯(lián)接條、輸出線時(shí)應(yīng)有安全保障。（5）對于不經(jīng)常停電的地區(qū)，建議用戶每隔一個月對UPS進(jìn)行一次人為的斷電，讓UPS電源在逆變狀態(tài)下工作一段時(shí)間，防止電解液沉淀，以便讓蓄電池維持良好的充放電特性，延長使用壽命。（6）搬運(yùn)電池時(shí)不要觸動極柱和安全排氣閥。（7）不能用二氧化碳滅火器，一旦發(fā)生火災(zāi)，可用四氧化碳之類的滅火器。（8）不能把不同容量、不同廠家、不同性能的電池聯(lián)在一起，否則會影響整組蓄電池的性能。

3.3 UPS蓄電池維護(hù)方式

一般UPS電源對電池的要求：滿足一定的端電壓；電池應(yīng)具有啟動放電瞬間就能輸出大電流的特性；滿足一定的容量，以保證逆變供電的時(shí)間。通常的維護(hù)方法有以下幾個方面：（1）定期放電以保證蓄電池的活化：電信行業(yè)規(guī)定蓄電池應(yīng)每年做一次放電深度為30%～40%放電實(shí)驗(yàn)；每三年做一次深度為100%的容量實(shí)驗(yàn)，使用年限達(dá)六年后每年一次，蓄電池放電期間應(yīng)每小時(shí)測量一次端電壓和放電電流。

（2）用萬用表測量電池的端電壓：萬用表測量電池的端電壓在離線或在線情況下均可進(jìn)行，被測電池的端電壓為12V左右（對12V電池而言）最低不能低于10.5V，當(dāng)各電池壓差過大時(shí)，要進(jìn)行均充，不足10.5V的電池即為欠壓或已經(jīng)失效的電池，若這種電池在經(jīng)過充電或激活充電后端電壓仍達(dá)不到12V，即為失效電池。而用萬用表直接測量UPS電池的浮充端電壓是無法判定舊電池是否已經(jīng)失效。

3.4 UPS蓄電池監(jiān)測方式

目前UPS蓄電池的定期監(jiān)測主要有“離線”和“在線”兩種手段。（1）“在線”維護(hù)有兩種方式：A.在線放電實(shí)驗(yàn)，由于大多是在事先不了解電池組中是否有特別落后，甚至完全失效的單體的情況下進(jìn)行的。如此貿(mào)然地將市電切斷，很容易人為導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓，不宜提倡。

B.在線不放電檢測，主要是通過對蓄電池組內(nèi)阻容量分析，在電池組仍處于浮充的條件下進(jìn)行測試，沒有改變電池組所處的工作狀態(tài)，沒有任何危險(xiǎn)，可以隨時(shí)隨地進(jìn)行測試。雖然內(nèi)阻測試是通過測試蓄電池的內(nèi)阻參數(shù)來間接反映電池的容量情況，其準(zhǔn)確度不能和離線放電試驗(yàn)相比，但是其完全可以判斷出落后比較嚴(yán)重的單體，它是UPS蓄電池日常維護(hù)巡檢的最理想方式。（2）“離線”維護(hù)：它是將電池組逐組脫離系統(tǒng)進(jìn)行，可以準(zhǔn)確檢測出蓄電池的內(nèi)阻參數(shù)及電池的容量，并可對蓄電池進(jìn)行維護(hù)、維修、更換，但是系統(tǒng)卻因此少了一組備用電池，就需要其它后備電源的支持（如備用電池、市電、備用油機(jī)等）。此種維護(hù)通常是在低風(fēng)險(xiǎn)時(shí)段進(jìn)行。

隨著廣電事業(yè)的不斷發(fā)展，UPS電源的使用范圍將越來越大，數(shù)量越來越多，UPS電源在各個系統(tǒng)的重要性也是顯而易見的，所以對UPS電源的維護(hù)十分必要的。只要對UPS電源的維護(hù)給予足夠重視，就能使其在廣播電視領(lǐng)域發(fā)揮其重要的作用。