淺談大型UPS在廣播電視無線發(fā)射臺站的使用情況

（廣西廣播電視技術中心河池分中心）

1 引言

UPS即不間斷電源，是將交流電整流變?yōu)橹绷麟娊o儲能蓄電池進行充電的系統(tǒng)，同時又把直流電再度轉變?yōu)榻涣麟娊o負載供電的逆變系統(tǒng)，即UPS 在市電正常供電時整流給蓄電池充電，若市電中斷，蓄電池立即將儲存的直流電輸送給逆變器逆變成交流電供給負載設備工作。廣播電視無線發(fā)射臺站對安全播出指標要求很高，不間斷供電在日常播出工作中凸顯重要，大型UPS在廣電無線發(fā)射臺站保障安全播出工作發(fā)揮重要作用。隨著無線發(fā)射臺站廣泛使用UPS，對UPS的選購配備也很講究，日常維護也擺上分中心維護部的工作日程。

2 UPS的工作原理

我分中心使用的大型UPS有兩個廠家生產，工作原理基本一樣，都是采用在線式的UPS。

基本原理就是:當市電正常時候，由市電經過濾波、AC/DC整流變換電路進行整流輸出直流電壓，供給DC/AC逆變器工作，由逆變器向負載提供交流電，并給蓄電池充電。在市電異常時，蓄電池提供直流電供給逆變器工作給負載提供交流電，這就看出逆變器始終處于工作狀態(tài)，保證不間斷電源輸出。當逆變器有異常情況且超過逆變器可承受范圍時，逆變器會自動關閉以防止損壞。若此時市電仍然正常，靜態(tài)開關會將電源供給轉為旁路電源供應給負載。

當然，發(fā)生嚴重超載時，UPS之前的空開會保護跳閘，只有故障排除后，重新合閘重新開機能正常工作。設計時也考慮了應急維修旁路通道，做了維護旁路開關。

目前，UPS按照工作原理來配接常用有在線互動方式、在線式和后備式。我分中心臺站使用的是在線式，具體工作情況如下圖所示:

筆者結合臺站使用的科華FR-UK3330系列UPS的具體工作模式以圖1-4展示。

從這些工作模式中，我們在進行日常維護時可以很好的分析具體電路，初步定位故障的位置，幫助我們更好的對UPS進行維護。

3 UPS功率的選擇

圖1 外電正常時候工作如上圖模式

圖2 外電異常時工作如上圖模式

圖3 旁路的工作如上圖模式

圖4 在進行維修時工作如上圖模式

一個臺站要配備大型UPS，在做計劃的時候一定要考慮所配備的UPS的功率容量。一套UPS的功率容量一般用VA表示，但是通常我們臺站設備功率容量我們是用W表示，那首先要清楚VA和W的轉換關系。VA與W的一般換算關系是:W是VA的0.8倍，比如某臺站配備40kVA的UPS,則其功率容量就是32KW，每一套UPS都有特定的輸出功率能力，40KVA的UPS，其最大輸出功率是40kVA或者32KW，我們在給臺站配備接到這臺UPS上的設備的耗電功率總和不能超過32KW。這里要注意一點就是盡可能不要配接感性負載，因為感性負載啟動功率是額定功率的3-7倍左右，UPS逆變器容易瞬間過載。有些臺站是配備3匹或5匹空調，這是技術中心不讓把空調接入UPS負載的原因之一。

4 UPS功率與柴油發(fā)電機功率匹配問題

現(xiàn)在臺站已經配備柴油發(fā)電機在先，后來跟進配備UPS，這就面臨著功率匹配問題。比如我分中心某臺站原來配備了一臺36KW的柴油發(fā)電機，去年又給該臺站配備一套40KVA(即32KW)的UPS,機房原本總功率是25KW,當外電長時間停電時，UPS后備延時時間不夠，得啟動柴油發(fā)電機供電播出，這時UPS及UPS所帶負載就是柴油發(fā)電機最大負載，就會出現(xiàn)超載現(xiàn)象，不能正常工作，這就會給臺站安全播出構成威脅。因此在給現(xiàn)有臺站配備UPS時候應該綜合考慮功率匹配問題。在考慮油機和UPS時，通常油機功率是1.5-2倍UPS功率就可以滿足需求。當然，臺站后配UPS功率和柴油發(fā)電機不匹配時，在配接UPS的時候是需要講究方式。筆者認為最經濟的解決方案就是功率小的柴油發(fā)電機跨UPS做應急旁路供電方式。

5 UPS配接時線徑的選擇

UPS安裝時輸入和輸出線材選擇也很關鍵，線徑選大了造成不必要的浪費，線徑選小了容易引發(fā)隱患，如何選擇合適線徑值得維護技術人員考究。當然，現(xiàn)在采購整套UPS廠家都包安裝了，可是在安裝好以后，我們技術人員是要進行驗收的，這也得熟悉安裝線材的規(guī)格。筆者認為技術人員要熟悉UPS的性能及技術參數才能更好的了解安裝線材的選取。線徑的選取是根據電流來選取，電流又決定于功率因數、整機效率、逆變效率，通常UPS的輸入功率因數選0.85,整機效率可達90%,逆變效率達到95%,筆者以河池中波臺配備的40KVA容量的UPS折算輸入電流，I=(功率容量VA*0.8)/整機效率*輸入功率因數*輸入相電壓*3=63A,輸出電流I=(功率容量VA*0.8)/輸出相電壓*3=60.6A,工程銅線折算選線徑用m2截面積通過5A來估算，輸入輸出線徑選取16平方足矣。蓄電池級連線選取也很關鍵，結合蓄電池端點低限電壓來計算最大電流決定連線的線徑，比如我們分中心某直屬臺站的40KVAUPS有30節(jié)蓄電池，則最大電流I=(功率容量VA*0.8)/(逆變效率*電池個數*電池低限電壓)=106.9A,即蓄電池級連線選25m2線徑就可以了。

6 結束語

大型UPS在廣播電視無線發(fā)射臺站的使用，作用明顯，很好的保障安全播出工作，如何維護好UPS是任重而道遠，維護部應該做好UPS日常維護管理細則，特別是蓄電池的日常維護，要做好運行記錄，及時發(fā)現(xiàn)蓄電池異態(tài)，讓UPS可靠、安全、有效的運行，確保無線發(fā)射臺站安全播出。