淺議UPS電源在廣播發(fā)射臺中的維護與應(yīng)用

王榮

摘 要：廣播電視為人民大眾提供了豐富多彩的電視節(jié)目，豐富了人民群眾的文化生活，特別是大量直播節(jié)目，更是為我國廣電行業(yè)的建設(shè)與發(fā)展注入了新鮮的活力，因此，良好的播出信號是廣播電視安全運行的重要保證。文章概述了UPS電源系統(tǒng)，分析了如何選擇UPS電源系統(tǒng)，并提出了如何有效地維護UPS電源及其配套系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：UPS電源；廣播電視；選擇；維護

廣播電視直播系統(tǒng)是現(xiàn)場直播信號的心臟，為保證電視節(jié)目的質(zhì)量要求，杜絕電視系統(tǒng)服務(wù)中斷現(xiàn)象的出現(xiàn)，必須保證供電質(zhì)量。因此，在電視播出系統(tǒng)機房中設(shè)置UPS供電系統(tǒng)十分必要。

1 UPS電源概述

UPS是不間斷電源的簡稱，在有限電視系統(tǒng)中一般使用蓄電池或其它能源作為備用電源使用，以實現(xiàn)電網(wǎng)供電和備用電源供電之間的平滑倒換，保證實現(xiàn)所接負載電源的持續(xù)可靠性。

1.1 UPS電源的組成與工作原理

UPS電源主要由整流器、逆變器、蓄電池和旁路開關(guān)等四部分組成，其不同部分有著不同的作用。

整流器是一個將市電或發(fā)電機的交流電轉(zhuǎn)化為直流的整流裝置。一方面，它可以為蓄電池提供充電電壓；另一方面，它可以將交流電轉(zhuǎn)化為直流電，經(jīng)過濾波后送給逆變器。整流器能把電壓穩(wěn)定在一個合理的范圍內(nèi)，對穩(wěn)定起著重要的作用。逆變器是一個由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成，其作用是將整流后的直流電能轉(zhuǎn)化為電壓和頻率都相對比較穩(wěn)定的交流電的裝置，并最終提供給負載。其性能直接影響UPS的輸出性能指標。旁路開關(guān)可以承受負載的瞬間過載或者短路，其主要作用就是提高UPS電源的可靠性。當UPS供電系統(tǒng)出現(xiàn)過載或短路故障時，UPS可以自動切換到旁路，以保護UPS的逆變器不會因為過載而損壞。蓄電池是由若干個電池串聯(lián)而成的儲存電能的裝置。其容量大小決定了維持放（供）電的時間，其主要針對市電而進行化學(xué)能的轉(zhuǎn)化：當市電正常時，將電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲存在電池內(nèi)部；而當市電出現(xiàn)故障時，將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能提供給逆變器或負載。

1.2 UPS電源的分類

按照工作原理，UPS電源可以分為離線式、在線式以及在線互動式三種。離線式電源又稱為后備式電源。結(jié)構(gòu)相對簡單、價格較低、可靠性能較高，主要應(yīng)用在UPS的外置設(shè)備、微機等方面。其主要功能就是自行穩(wěn)定電壓、及時進行斷電保護。通常情況下，后備式電源需要十毫秒左右的時間進行轉(zhuǎn)換，經(jīng)過逆變之后，改變原來交流電的正弦波為方波。在線式電源，這是一類結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，具有較為穩(wěn)定的電壓和完善性能的電源。只要有負載工作，逆變器就一直工作，只有UPS發(fā)生故障、過載時才會轉(zhuǎn)變?yōu)榕月份敵鼋o負載。輸出電壓瞬間反應(yīng)特別好，對一切電源方面的問題都能很好地解決。由于良好的功能，投資較大，常常應(yīng)用在比較關(guān)鍵的設(shè)備和環(huán)境中才能應(yīng)用。在線互動式電源。平常由旁路輸出給負載，此時的逆變器作為充電器，當遇到斷電情況時，逆變器會將電池能量轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娸敵鼋o負載。這類電源具有很強的抗市電干擾能力，只需要四毫秒以下的時間就可以進行轉(zhuǎn)換，經(jīng)過逆變后輸出的正弦波，可以在較差的環(huán)境下進行應(yīng)用。

2 UPS蓄電池組與配套發(fā)電機系統(tǒng)的選擇

2.1 UPS電源的選擇

對于UPS電源來說，蓄電池是最重要的組成部分，也是UPS電源系統(tǒng)中最為薄弱的環(huán)節(jié)。蓄電池出現(xiàn)故障后，會導(dǎo)致主機出現(xiàn)故障，因此要認真選擇蓄電池，以保證UPS電源系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效運行。

在廣播電視直播中，為了應(yīng)對長時間停電的緊急情況，一般采用兩種措施：一種是為UPS電源安裝大容量的蓄電池，這種方法會提高UPS電源的成本；另一種是為UPS配置能夠應(yīng)對短時停電的電池組，并同時配套UPS發(fā)電組。

因此，首先要做好蓄電池工作時間的計算。

蓄電池工作時間=蓄電池組容量*電壓/（主機額定功率*功率因數(shù)）。根據(jù)該公式，可以計算出外電停電狀態(tài)下蓄電池的工作時間，也就能得到所需的電池容量。假設(shè)需要蓄電池放電時間為60分鐘，套用公式，可以計算出160kVA UPS蓄電池容量=1小時*160kVA*0.75/380V=316AH。兩臺60kVA的UPS蓄電池容量=1*60*2*0.75/380V=237AH。按照計算結(jié)果，我們可以為每臺160kVA UPS配置兩組75AH并聯(lián)接法的蓄電池，為兩套兩臺60kVA UPS分別配置100AH的蓄電池。

2.2 UPS電源配套發(fā)電系統(tǒng)的選擇

UPS電源配套系統(tǒng)要滿足負載需求，以保證點擊因為過載而停機。UPS電源的帶載能力、容量大小以及在不同環(huán)境中性能表現(xiàn)，都成為了UPS電源選擇所需要考慮的問題。一般認為UPS容量越大，可靠性能就越高；負載性質(zhì)要區(qū)分線性負載和非線性負載，要根據(jù)功率和峰值因數(shù)來選擇UPS電源。一般為了應(yīng)對突然停電，需要選擇大容量的發(fā)電機來為UPS通電，對于12脈沖的整流UPS電源來說，兩者之間的容量比為1：1.5以上為合適。選擇500kVA是能夠滿足UPS系統(tǒng)正常運行的需要。當外電斷電情況出現(xiàn)時，發(fā)電機系統(tǒng)自動啟動，在不同的UPS電源配套的電池組的放電時間內(nèi)，發(fā)電機便可以繼續(xù)給UPS系統(tǒng)供電，保證機房設(shè)備供電的連續(xù)性。

3 UPS電源使用中的維護

由于實際工作經(jīng)驗告訴我們，只安裝了UPS電源不等于能保證廣播電視直播系統(tǒng)供電力萬無一失，由于不正當?shù)木S護而造成的停電事故也常有發(fā)生。因此，如何確保UPS電源充分發(fā)揮作用，日常的維護十分必要。

3.1 要保證一個事宜的環(huán)境

UPS電源系統(tǒng)對工作環(huán)境要求不算太高，處于5°～40°都能正常工作。但是，要保持環(huán)境的干燥、通風，同時盡量避免陽光直射，防止高溫曬燙設(shè)備。

3.2 不能隨意更改主機設(shè)置中的參數(shù)

如果隨意更改參數(shù)，會對UPS電源造成直接的影響。尤其是電池組的參數(shù)，如果隨意更改，將會直接縮短電池的使用壽命。但是，要根據(jù)電源工作的環(huán)境溫度，要相應(yīng)調(diào)整浮充電壓。一般以25°為參照標準，每當環(huán)境升溫或降低1°時，浮充電壓就應(yīng)增加18mv。

3.3 禁止使用過程中隨意增加功率大的額外設(shè)備。由于UPS電源使用要求功率余量不大，不允許在滿負載工作狀態(tài)下長時間運行，否則，容易出現(xiàn)主機故障，甚至會損壞變換器。

3.4 采取保護措施，避免發(fā)生電擊危險。UPS的組合電源的電壓很高，在進行拆卸導(dǎo)電聯(lián)接時，要做好安全保護措施。使用絕緣工具，并在輸出接點上設(shè)有防觸摸措施。任何狀態(tài)下，都要保證電壓、電流在安全值內(nèi)。

3.5 避免電池出現(xiàn)深度放電或短路的情況。電池的循環(huán)壽命與放電深度有很大的關(guān)系。放電深的電池，循環(huán)壽命短。一般保證放電達到容量的1/3～1/2就可以了。

3.6 避免UPS處于磁場包圍中。由于UPS電源的防磁能力有限，如果長期工作在磁場強大的環(huán)境中，會縮短UPS電源的使用壽命。

為了電視廣播節(jié)目的安全、穩(wěn)定地播出，無論是在節(jié)目傳輸還是配電系統(tǒng)，UPS電源系統(tǒng)都起到了極其重要的作用。因為，我們要充分了解UPS電源系統(tǒng)的性能并能做到正確地使用、維護UPS電源，減少或降低UPS電源出現(xiàn)的故障率，延長電源使用壽命，從而保證不間斷的電源的供應(yīng)，更好地服務(wù)于電視廣播直播工作。

參考文獻

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