全臺(tái)性UPS嵌入供配電系統(tǒng)方案

(廣西廣播電視技術(shù)中心河池分中心)

1 引言

廣播電視安全播出要求日益嚴(yán)格，臺(tái)站設(shè)備對(duì)供配電穩(wěn)定要求越來越高，如果臺(tái)站設(shè)備在工作過程中遇到電力中斷，在電力恢復(fù)過程中原本正常工作的設(shè)備可能因此出現(xiàn)故障，即使沒有故障，但設(shè)備重啟過程中也造成一定時(shí)間的停播，引入全臺(tái)性UPS，實(shí)現(xiàn)臺(tái)站設(shè)備不間斷供電成為當(dāng)務(wù)之急。河池分中心為確保臺(tái)站用電安全，在2017年采購了6臺(tái)型號(hào)為FRWK3330、2臺(tái)型號(hào)為FR-WK3360的全臺(tái)性UPS分別在6個(gè)300W和2個(gè)1000W村村通臺(tái)站使用。河池分中心為落實(shí)技術(shù)中心2017年4到6月份安全播出例會(huì)中對(duì)全臺(tái)性UPS接入供配電硬性要求，對(duì)相關(guān)臺(tái)站的電力系統(tǒng)進(jìn)行研究、分析和設(shè)計(jì)，針對(duì)不同的ATS及發(fā)電機(jī)控制器電路，增加了發(fā)電機(jī)延時(shí)啟動(dòng)及ATS強(qiáng)制倒換電路，使大型UPS能夠較好的融入臺(tái)站電力系統(tǒng)中，進(jìn)一步提升臺(tái)站的用電安全和安全播出。

2 UPS嵌入電力系統(tǒng)中遇到的一些問題和對(duì)策

全臺(tái)性UPS到達(dá)臺(tái)站后，在臺(tái)站的實(shí)際使用過程中，模擬停外電，使用新油機(jī)帶動(dòng)UPS給臺(tái)站供電時(shí)，發(fā)現(xiàn)有些臺(tái)站發(fā)電機(jī)無法同時(shí)帶動(dòng)UPS和負(fù)載，具體表現(xiàn)為油機(jī)工作過程中出現(xiàn)抖動(dòng)、超載以致停機(jī)等現(xiàn)象。有些臺(tái)站中卻沒有這種現(xiàn)象。通過與廠家技術(shù)人員請(qǐng)教、商討、將情況匯報(bào)給樞紐臺(tái)相關(guān)管理人員后得知，目前UPS國內(nèi)在400kVA以下整流都是采用6脈沖技術(shù)，要求發(fā)電機(jī)的實(shí)際功率需達(dá)到UPS加負(fù)載實(shí)際功率總和的2倍以上，才能帶得動(dòng)UPS和負(fù)載，具體情況要以實(shí)際臺(tái)站在全臺(tái)性UPS充電的同時(shí)給全臺(tái)所有設(shè)備開機(jī)時(shí)發(fā)電機(jī)是否能帶得動(dòng)來決定將全臺(tái)性UPS接到ATS的位置。經(jīng)過分析、試驗(yàn)，最后將全臺(tái)性UPS接入ATS分為兩種方式:一種是全臺(tái)性UPS放在ATS之前（如圖2），另外一種是放在ATS之后（如圖1）。

圖1

圖2

圖3 環(huán)江轉(zhuǎn)播臺(tái)油機(jī)延時(shí)啟動(dòng)及ATS強(qiáng)制倒換原理圖

3 電力系統(tǒng)升級(jí)和優(yōu)化

蓄電池是UPS的重要組成部分，因此對(duì)于蓄電池的維護(hù)也是至關(guān)重要的。為了保證UPS能安全穩(wěn)定的運(yùn)行，我們需要對(duì)臺(tái)站電力系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的升級(jí)與優(yōu)化，因?yàn)榕_(tái)站UPS長期與市電相連，且停電時(shí)又有發(fā)電機(jī)給其供電，蓄電池會(huì)長期處于浮充電狀態(tài)，長期得不到放電會(huì)導(dǎo)致電池化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的活性降低，加速老化而縮短使用壽命。所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)增加了一套可以使UPS電池組定期放電，同時(shí)可以通過遠(yuǎn)程查看臺(tái)站信息判斷UPS運(yùn)行情況的電路，即油機(jī)延時(shí)啟動(dòng)和ATS強(qiáng)制倒換電路。這一套電路可以充分利用UPS不間斷供電功能、備用電源功能和實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程定期維護(hù)及檢測(cè)UPS運(yùn)行情況等功能。

3.1 油機(jī)延時(shí)啟動(dòng)原理

3.1.1 300W臺(tái)站延時(shí)啟動(dòng)原理

300W臺(tái)站油機(jī)延時(shí)啟動(dòng)及ATS強(qiáng)制倒換原理（以環(huán)江轉(zhuǎn)播臺(tái)揚(yáng)州飛鴻發(fā)電機(jī)為例）如圖3所示，當(dāng)外電停電，J1三相檢測(cè)器檢測(cè)到無外電時(shí)，其11、12口導(dǎo)通，此時(shí)延時(shí)繼電器J2開始工作，延時(shí)時(shí)間達(dá)到設(shè)定要求時(shí)J2-1吸合，J3線包得電，J3-1常閉接點(diǎn)斷開，AMF25檢測(cè)不到外電而自動(dòng)發(fā)電；同時(shí)J4線包得電，J4-1常開接點(diǎn)導(dǎo)通，發(fā)電機(jī)也可以發(fā)電（這兩個(gè)線包并在一起是為油機(jī)檢測(cè)啟動(dòng)提供多個(gè)檢測(cè)接點(diǎn)及啟動(dòng)方式，并且相互獨(dú)立，互不干擾）。外接的K2為手動(dòng)強(qiáng)制發(fā)電開關(guān)，JK12為接到電力采集器上的接口，通過樞紐臺(tái)的操作可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程強(qiáng)制一鍵開機(jī)。在延時(shí)期間，整個(gè)臺(tái)站設(shè)備由UPS進(jìn)行供電。將ATS強(qiáng)制倒換接入130采集器的JK11口。在不停電的時(shí)候，可以在發(fā)電時(shí)遠(yuǎn)程強(qiáng)制倒換ATS進(jìn)行功能測(cè)試。

圖4 宜州轉(zhuǎn)播臺(tái)油機(jī)延時(shí)啟動(dòng)及ATS延時(shí)強(qiáng)制倒換原理圖

3.1.2 1KW臺(tái)站延時(shí)啟動(dòng)原理

1KW臺(tái)站油機(jī)延時(shí)啟動(dòng)及ATS強(qiáng)制倒換原理（以宜州轉(zhuǎn)播臺(tái)為威爾遜發(fā)電機(jī)為例）如圖4所示。

1KW臺(tái)站延時(shí)電路的原理與300W臺(tái)站的原理基本一樣，就是取樣判斷點(diǎn)不同。由于1KW臺(tái)站油機(jī)帶不起UPS和負(fù)載，將UPS前移至新ATS主用輸入端，當(dāng)外電停時(shí)，油機(jī)延時(shí)到設(shè)定的時(shí)間時(shí)發(fā)電機(jī)啟動(dòng)，延時(shí)期間UPS進(jìn)行供電，讓其放電到設(shè)定的時(shí)間，延時(shí)結(jié)束后油機(jī)開始啟動(dòng)。由于UPS輸出時(shí)接在新ATS主用端，ATS不會(huì)倒換到備用端。ATS的遠(yuǎn)程強(qiáng)制倒換跟300W臺(tái)站是一樣的。

通過發(fā)電機(jī)延時(shí)啟動(dòng)和ATS強(qiáng)制倒換電路的運(yùn)行可以給UPS進(jìn)行定期放電，同時(shí)可以通過遠(yuǎn)程查看UPS運(yùn)行情況，判斷UPS是否存在故障。這樣可以實(shí)現(xiàn)UPS的定期維護(hù)及遠(yuǎn)程檢測(cè)等功能。

4 結(jié)束語

綜合臺(tái)站的電力系統(tǒng)進(jìn)行分析改造，使大型UPS更好的融入電力系統(tǒng)中，同時(shí)做好其維護(hù)檢測(cè)工作，才能保障臺(tái)站設(shè)備正常平穩(wěn)運(yùn)行。 并且這些設(shè)計(jì)方案已在河池分中心8個(gè)村村臺(tái)站投入使用，經(jīng)過運(yùn)行，效果良好，工作穩(wěn)定。