發(fā)射臺(tái)節(jié)傳機(jī)房UPS電源的使用與維護(hù)

毛琳

摘 要 本文簡(jiǎn)要介紹了UPS電源工作原理，針對(duì)UPS電源在廣播發(fā)射臺(tái)節(jié)傳機(jī)房使用和維護(hù)中的一些問(wèn)題進(jìn)行了分析，對(duì)正確的運(yùn)維是提高UPS電源使用壽命和發(fā)揮其最大作用提出了看法與建議。

關(guān)鍵詞 UPS電源 工作原理 運(yùn)行維護(hù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN948.11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

The Launch Pad Section Room of Using and

Maintenance of UPS Power Supply

MAO Lin

（State General Administration of Press and Publication，

Radio and Television QiLiuYiTai， Yongan， Fujian 366000）

Abstract This paper briefly introduces the working principle of the UPS power supply， in view of the UPS power supply in radio transmitting section was analyzed， and some problems in operation and maintenance of the correct operations is to improve the service life of UPS power supply， and give play to the role of its biggest views and Suggestions are put forward.

Key words UPS power supply; working principle， operation maintenance

0 引言

廣播發(fā)射臺(tái)節(jié)傳機(jī)房擔(dān)負(fù)著發(fā)射機(jī)的節(jié)目源信號(hào)的接傳，無(wú)論哪個(gè)發(fā)射臺(tái)站節(jié)傳機(jī)房電力一旦中斷，所屬發(fā)射機(jī)的節(jié)目源必將受到嚴(yán)重影響。這對(duì)于以分秒為計(jì)量單位的廣播發(fā)射臺(tái)，節(jié)傳機(jī)房的電力保障尤為重要。因此，直屬發(fā)射臺(tái)節(jié)傳機(jī)房都配置了高品質(zhì)、高質(zhì)量、高可靠性的UPS電源。但是，UPS電源系統(tǒng)運(yùn)行好壞，供電質(zhì)量如何以及可靠性都是建立在日常維護(hù)基礎(chǔ)上的。沒(méi)有正確的管理與維護(hù)，設(shè)備就會(huì)出現(xiàn)故障，就會(huì)給供電帶來(lái)隱患。因此，做好UPS電源系統(tǒng)日常維護(hù)工作，是提高UPS電源系統(tǒng)供電質(zhì)量，延長(zhǎng)使用壽命的保障。在此，筆者就UPS電源日常運(yùn)維談?wù)勛约旱捏w會(huì)和建議。

1 UPS電源工作原理

UPS電源從原理上講是一個(gè)電源的存儲(chǔ)逆變系統(tǒng)。主要由整流、儲(chǔ)能、變換和開(kāi)關(guān)控制四部分組成。UPS的作用是向負(fù)載提供優(yōu)質(zhì)、可靠的交流電源，使負(fù)載免受浪涌、電壓過(guò)高、電壓過(guò)低、電源干擾以及外電中斷等影響，確保外電中斷時(shí)通過(guò)蓄電池給負(fù)載供電。發(fā)射臺(tái)節(jié)傳機(jī)房通常選擇在線式中功率UPS電源。因?yàn)樵诰€式UPS電源系統(tǒng)具有對(duì)各類(lèi)供電的零時(shí)間切換，自身供電時(shí)間的長(zhǎng)短可選，并具有穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、凈化等特點(diǎn)。當(dāng)UPS電源系統(tǒng)本身出現(xiàn)故障時(shí)有自動(dòng)旁路功能，當(dāng)需要檢修時(shí)可采用手動(dòng)旁路，使檢修、供電互不影響。

1.1 UPS電源動(dòng)作過(guò)程

UPS開(kāi)機(jī)時(shí)，電源電壓經(jīng)EMI濾波器分二路輸出：一路送至AC/DC轉(zhuǎn)換器變成直流電，再送至半橋式DC/AC逆變器呈交流輸出;另一路作為旁通路徑?？拷敵龆说呐月烽_(kāi)關(guān)可選擇旁通路徑輸出或逆變輸出。一般而言，開(kāi)機(jī)后UPS會(huì)進(jìn)行內(nèi)部自我診斷。若一切正常，旁路開(kāi)關(guān)會(huì)選擇逆變輸出。

當(dāng)輸入的市電中斷時(shí)，AC/DC轉(zhuǎn)換器和電池充電器均不動(dòng)作，DC/DC轉(zhuǎn)換器將電池的電壓轉(zhuǎn)換至DC/AC逆變器的輸入端，經(jīng)DC/AC逆變器轉(zhuǎn)為交流輸出。由于DC/AC逆變器一直在工作，市電斷電時(shí)DC/DC轉(zhuǎn)換器能快速啟動(dòng)并接替AC/DC轉(zhuǎn)換器工作，且DC匯流排上掛有儲(chǔ)能濾波電容器，使得DC/AC逆變器的輸出端，持續(xù)穩(wěn)定地給負(fù)載供電，實(shí)現(xiàn)零時(shí)間轉(zhuǎn)換，對(duì)負(fù)載而言，不會(huì)感到發(fā)生斷電。

1.2 UPS電源系統(tǒng)主要電路構(gòu)成

UPS電源系統(tǒng)主要由輸入斷路器、電磁干擾（EMI）濾波器、AC/DC轉(zhuǎn)換器、DC/AC逆變器、DC/DC轉(zhuǎn)換器、電池充電器、功率因數(shù)校正（PFC）控制電路、直流電壓匯流排（DC-BUS、控制板、旁路開(kāi)關(guān)、電池組、輔助電源、控制和檢測(cè)電路、監(jiān)控軟件等組成。由于篇幅有限框圖及各電路功能在此不再說(shuō)明。

2 UPS電源在發(fā)射臺(tái)節(jié)傳機(jī)房的作用

（1）保證不間斷供電。當(dāng)外電停電、過(guò)高或過(guò)低時(shí)，它能及時(shí)地進(jìn)行切換，及時(shí)地向設(shè)備提供額定的穩(wěn)壓電源并報(bào)警，起到不間斷供電的作用，防止突然斷電對(duì)設(shè)備造成的損失。

（2）改善電源質(zhì)量。對(duì)電源系統(tǒng)中的浪涌、噪聲、電壓下降、電源波動(dòng)，電源干擾等現(xiàn)象進(jìn)行改進(jìn)，有逆變穩(wěn)壓濾波的作用。

（3）有效避免自身故障的影響。UPS電源有自動(dòng)旁路功能，能使系統(tǒng)本身出現(xiàn)故障時(shí)供電不受影響。

（4）保護(hù)數(shù)據(jù)通道。對(duì)機(jī)房的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通道進(jìn)行保護(hù)，提高設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的可用性。

3 UPS電源使用注意事項(xiàng)

隨著計(jì)算機(jī)和工業(yè)技術(shù)的飛躍發(fā)展給UPS電源系統(tǒng)提供了高智能、高可靠性的同時(shí)，也給予蓄電池組帶來(lái)了高性能免維的儲(chǔ)能電池。這些新技術(shù)的應(yīng)用，雖給使用帶來(lái)了許多便利，但還有如下幾方面須使用者引起重視的事宜。

（1）UPS電源主機(jī)環(huán)境要求：清潔、少塵，溫度要求 +5℃～40℃。儲(chǔ)能蓄電池標(biāo)準(zhǔn)使用溫度為25℃，平時(shí)不能超過(guò)+15℃～+30℃;溫度太低，會(huì)使儲(chǔ)電池容量下降，溫度每下降1℃，其容量下降1%，放電容量會(huì)隨溫度升高而增加，但壽命會(huì)降低;如果長(zhǎng)期在高溫想下使用，溫度每高10℃，電池壽命約降低一半。

（2）主機(jī)參數(shù)：使用中不得隨意改變，尤其是電池組的參數(shù)會(huì)直接影響其使用壽命。隨著環(huán)境溫度的改變，對(duì)浮充電壓要做相應(yīng)調(diào)整，通常以25℃為標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)境溫度每升高或降低1℃時(shí)，浮充電壓應(yīng)增加18mV（相對(duì)于12V蓄電池）。

（3）由于UPS電源瞬間為負(fù)載供電時(shí)，將會(huì)沖擊電池。若多負(fù)載的沖擊電流加上所需的供電電流，就會(huì)造成UPS電源瞬間過(guò)載，嚴(yán)重時(shí)將損壞變換器。因此，單獨(dú)依靠UPS電源系統(tǒng)供電時(shí)，應(yīng)先關(guān)斷各負(fù)載，等UPS電源系統(tǒng)起動(dòng)后再開(kāi)啟負(fù)載，避免帶負(fù)載啟動(dòng)UPS電源。

（4）UPS電源系統(tǒng)使用中應(yīng)避免隨意增加大功率的額外設(shè)備，不允許在滿(mǎn)負(fù)載狀態(tài)下長(zhǎng)期運(yùn)行。由于其工作性質(zhì)決定了UPS電源是在不間斷狀態(tài)下運(yùn)行的，隨意增加大功率負(fù)載，或基本滿(mǎn)載狀態(tài)下工作，都會(huì)造成主機(jī)發(fā)生故障，嚴(yán)重時(shí)將損壞變換器。

（5）自備發(fā)電機(jī)的輸出電壓，波形、頻率、幅度應(yīng)滿(mǎn)足UPS電源對(duì)輸入電壓的要求;發(fā)電機(jī)的功率要遠(yuǎn)大于UPS電源的額定功率，否則將會(huì)造成UPS電源工作異?；驌p壞。

（6）由于組合電池組電壓很高，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，工具應(yīng)采用絕緣措施，特別是輸出接點(diǎn)應(yīng)有防觸摸措施。

（7）不論是在浮充工作狀態(tài)還是在充電、放電檢修測(cè)試狀態(tài)，都要保證電壓、電流符合規(guī)定要求。過(guò)高的電壓或電流可能會(huì)造成電池的熱失控或失水，電壓、電流過(guò)小會(huì)造成電池虧電，這都會(huì)影響電池的使用壽命。

（8）在任何情況下，都應(yīng)防止電池短路或深度放電，因?yàn)殡姵氐难h(huán)壽命和放電深度有關(guān)。放電深度越深、循環(huán)壽命越短。在容量試驗(yàn)中或是放電檢修中，通常放電達(dá)到容量的30%～50%就可以了。

（9）電池應(yīng)避免大電流充放電，雖說(shuō)在充電時(shí)可以接受大電流，但在實(shí)際操作中應(yīng)盡量避免，否則會(huì)造成電池極板膨脹變形，使得極板活性物質(zhì)脫落，電池內(nèi)阻增大，溫升越高，嚴(yán)重時(shí)將造成容量下降，壽命提前終止。

（10）正確連接好UPS，應(yīng)將UPS的輸入零（N）、相（C）、地（G）與市電的零、相、地對(duì)應(yīng)。

4 UPS電源系統(tǒng)維護(hù)檢修的主要項(xiàng)目

（1）UPS電源在正常使用情況下，主機(jī)的維護(hù)主要是防塵和定期除塵，特別是氣候干燥的地區(qū)，空氣中的塵埃較多，機(jī)內(nèi)的風(fēng)機(jī)會(huì)將灰塵帶入機(jī)內(nèi)沉積、當(dāng)遇空氣潮濕時(shí)會(huì)引起主機(jī)控制紊亂造成主機(jī)工作失常，發(fā)生不準(zhǔn)確告警，大量灰塵也會(huì)造成器件散熱不好;通常每季度應(yīng)清潔一次，其次在除塵時(shí)應(yīng)檢查各連接件和插接件有無(wú)松動(dòng)和接觸不牢的情況。

（2）UPS電源系統(tǒng)日常維護(hù)檢查項(xiàng)目主要是：清潔并檢測(cè)電池兩端電壓、溫度，連接處有無(wú)松動(dòng)、腐蝕，檢測(cè)連接條壓降，電池外觀是否完好，有無(wú)殼變形和滲漏;極柱、安全閥周?chē)欠裼兴犰F逸出;主機(jī)設(shè)備是否正常。

（3）UPS電源系統(tǒng)電池屬免維設(shè)備，但只不過(guò)免除了測(cè)比、配比、定時(shí)添加蒸餾水工作，由于儲(chǔ)能電池工作是處在浮充狀態(tài)，每年須進(jìn)行一次放電;因此，放電前應(yīng)先對(duì)每只電池進(jìn)行檢查，更換失效的電池，以免放電中落后電池惡化為反極電池;在確認(rèn)電池完好后再對(duì)電池組進(jìn)行均衡充電，以達(dá)全組電池的均衡。

（4）對(duì)蓄電池系統(tǒng)維護(hù)須做到周到、細(xì)致和規(guī)范的運(yùn)行和管理;對(duì)直流母線要保持合格的電壓和電池的放電容量;同時(shí)須注意的是，每組電池至少應(yīng)有8只電池作校準(zhǔn)電池，作為了解全電池組工作情況的參考，對(duì)校準(zhǔn)電池應(yīng)定期測(cè)量并做好記錄。

5 發(fā)射臺(tái)節(jié)傳機(jī)房UPS電源常見(jiàn)故障分析

發(fā)射臺(tái)節(jié)傳機(jī)房UPS電源出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)先查明原因，分清是負(fù)載還是UPS電源系統(tǒng)，是主機(jī)還是電池組;雖說(shuō)UPS主機(jī)有故障自檢功能，但它針對(duì)的是整個(gè)面而不是針對(duì)某個(gè)點(diǎn)。UPS電源系統(tǒng)發(fā)生故障更換配件很方便，但要維修故障點(diǎn)，仍需做大量的分析、檢測(cè)工作。一旦UPS主機(jī)自檢部分發(fā)生故障，極可能發(fā)生誤報(bào)警;因此，正確判斷、分析，準(zhǔn)確及時(shí)地排除故障是非常必要的。在此，就常見(jiàn)故障的處理做如下分析：

（1）當(dāng)UPS無(wú)法開(kāi)機(jī)時(shí)。首先確認(rèn)UPS Input電源是否正常;其次檢查UPS電源端子接線是否松脫，熔斷絲開(kāi)關(guān)（Breaker）有無(wú)跳脫;再次檢查負(fù)載是否存在異常及短路故障等。

（2）當(dāng)主機(jī)發(fā)生擊穿，斷保險(xiǎn)或燒毀器件故障時(shí)。首先要查明原因并排除故障后才能重新啟動(dòng)，否則會(huì)接連發(fā)生相同的故障或引發(fā)嚴(yán)重的事故。

（3）當(dāng)電池組中發(fā)現(xiàn)電壓極性反相、壓降大、壓差大和有酸霧泄漏現(xiàn)象的電池時(shí)，應(yīng)及時(shí)采用相應(yīng)的方法恢復(fù)、修復(fù)及更換。注意切不可把不同容量、不同性能、不同廠家的電池組合在一起使用，對(duì)超期服役的電池應(yīng)及時(shí)更換，否則極有可能使電池組損毀，影響主機(jī)工作給負(fù)載造成不堪后果。

（4）當(dāng)LCD顯示“Overload Shutdown”燈亮，蜂鳴器長(zhǎng)鳴時(shí)，應(yīng)檢查是否過(guò)載或負(fù)載發(fā)生故障。

當(dāng)開(kāi)機(jī)后顯示“On Battery LED”燈號(hào)時(shí)，首先用其它電器設(shè)備測(cè)試AC電源有無(wú)電源供應(yīng)或電源插座是否過(guò)松導(dǎo)致接觸不良;其次檢查熔斷絲開(kāi)關(guān)（Breaker）按鈕是否彈出跳脫。

當(dāng)UPS電源 LCD顯示“Battery Failure”時(shí);首先確認(rèn)電瓶保險(xiǎn)絲是否已熔斷;其次確認(rèn)UPS與電瓶連結(jié)線是否正?；蛩擅?。

（5）當(dāng)外電中斷UPS放電時(shí)間不足時(shí)。應(yīng)查蓄電池充電是否充飽，正常狀態(tài)下，應(yīng)充至80～95%的負(fù)載最為合理，若負(fù)載超過(guò)100%以上，則電池放電時(shí)間會(huì)因此而縮短。電池時(shí)常在高溫環(huán)境下充放電或操作，會(huì)造成電池壽命減短。因此建議UPS蓄電池使用兩年后，即便更換電池指（下轉(zhuǎn)第53頁(yè)）（上接第32頁(yè)）示燈未顯示，也應(yīng)進(jìn)行更換。

（6）當(dāng)UPS顯示過(guò)溫保護(hù)時(shí)。放置UPS電源的地方最好安裝空調(diào)設(shè)備，務(wù)必使UPS電源遠(yuǎn)離高溫環(huán)境。再就是檢查通風(fēng)孔有無(wú)阻塞，風(fēng)扇有無(wú)運(yùn)轉(zhuǎn)，盡可能按照說(shuō)明書(shū)要求的溫度、濕度下工作。

（7）當(dāng)計(jì)算機(jī)無(wú)法與UPS聯(lián)機(jī)時(shí)。應(yīng)重新設(shè)定軟件程序，然后將UPS的RS232連接線與計(jì)算機(jī)的COM1/COM2再連接并確認(rèn)設(shè)定值。

6 結(jié)束語(yǔ)

先進(jìn)設(shè)備也有其使用壽命，也會(huì)出現(xiàn)故障。但維護(hù)工作做得如何，與設(shè)備的使用壽命和故障率有著密切的關(guān)系。實(shí)際工作中切不可因?yàn)樵O(shè)備高智能、免維護(hù)，而忽略了常規(guī)性、預(yù)防性維護(hù)工作，設(shè)備預(yù)防性檢修維護(hù)在任何時(shí)候都是設(shè)備安全運(yùn)行的重要保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 王克冰.UPS的使用及維護(hù)注意事項(xiàng).太原科技，2003.

[2] 康春鎖，何彪.不間斷電源（UPS）在衛(wèi)星地球站中的使用與維護(hù).衛(wèi)星電視與寬帶多媒體，2005.