廣播電視臺(tái)站如何正確選擇UPS

李秋梅 高勇

（1.廣西廣播電視技術(shù)中心南寧分中心；2.貴港廣播電視臺(tái)）

1 引言

廣播電視安全播出的要求越來(lái)越高，臺(tái)站供配電對(duì)UPS的要求也日益提高。UPS的性能參數(shù)是選購(gòu)時(shí)考慮的重點(diǎn)，尤其UPS效率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)換時(shí)間等參數(shù)，決定了對(duì)負(fù)載的保護(hù)能力和對(duì)市電的利用率。性能越好，保護(hù)能力也越強(qiáng)。因此臺(tái)站在選購(gòu)UPS時(shí)，應(yīng)根據(jù)負(fù)載對(duì)電力的要求程度及負(fù)載的重要性不同，而選取不同類(lèi)型的UPS。如何正確地選擇UPS，主要從下述幾個(gè)方面來(lái)考量。

2 內(nèi)容概述

2.1 高性?xún)r(jià)比

爭(zhēng)取做到高“性?xún)r(jià)比”，即以最低的價(jià)格或以同等的價(jià)格獲得最好的性能。為保證可靠性，就必須要元器件材料、工藝、配置和結(jié)構(gòu)這幾方面的性能都要好。在相同標(biāo)準(zhǔn)下，以較低或同等價(jià)格選取UPS性能參數(shù)相對(duì)好的設(shè)備。一般來(lái)說(shuō)，在同功率同標(biāo)準(zhǔn)的的UPS產(chǎn)品的比較中，輸出電壓精度、失真度、頻率穩(wěn)定度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)等參數(shù)指標(biāo)都大同小異，著重比較輸入功率因數(shù)、效率、輸出功率因數(shù)、電流峰值系數(shù)、過(guò)載能力、自動(dòng)監(jiān)控功能、電磁兼容的能力等這些重要性能參數(shù)，從中選取指標(biāo)相對(duì)高的，就能達(dá)到高性?xún)r(jià)比。

2.2 解決影響對(duì)指標(biāo)正確認(rèn)定的概念誤區(qū)

2.2.1 UPS效率高點(diǎn)或低點(diǎn)都問(wèn)題不大的誤區(qū)

效率是決定UPS設(shè)備可靠性和壽命的主要因素。UPS設(shè)備自身?yè)p耗的能量高了，自然它的效率就低下，帶負(fù)載的能力也低。即便元器件再好，但機(jī)內(nèi)溫度一直很高，也容易造成半導(dǎo)體器件有效壽命縮短。半導(dǎo)體元器件和電池的技術(shù)數(shù)據(jù)一般都是在25℃的條件下給出的，溫升高10℃，器件壽命就會(huì)減半。因此，效率高的UPS其自身?yè)p耗（發(fā)熱量）小，溫升就低，故障率也低，也就提高了設(shè)備的壽命和可靠性。

2.2.2 UPS的輸出功率因數(shù)在任何情況下都是越高越好的誤區(qū)

UPS在大多數(shù)情況下都是給非線性負(fù)載供電，所以它應(yīng)能給出一定的無(wú)功功率。在帶線性負(fù)載的情況時(shí)，又要盡可能給出更大的有功功率。因此，UPS的輸出功率因數(shù)應(yīng)是一個(gè)范圍，而不是一個(gè)單值，也不是越高越好。比如具有整流器電源的負(fù)載，不但需要有功功率也需要無(wú)功功率，往往所需的無(wú)功功率比有功功率還要大，所以像輸出功率因數(shù)為0.8的UPS帶非線性負(fù)載的能力還不如輸出功率因數(shù)為0.6的UPS強(qiáng)。目前已有的UPS將輸出功率做到0.6～1，這就使UPS具有了很強(qiáng)的帶線性負(fù)載和非線性負(fù)載的能力。

2.2.3 把有功功率和視在功率混為一談的誤區(qū)

有功功率是UPS輸出后就馬上被負(fù)載消耗掉的能量，而視在功率則是包括馬上被負(fù)載消耗掉的能量和儲(chǔ)存在負(fù)載慣性中未被消耗掉的能量。如果把視在功率當(dāng)成了有功功率，在選擇UPS容量時(shí)就會(huì)忽略掉視在功率，設(shè)備投入運(yùn)行后就會(huì)造成過(guò)負(fù)荷。

2.2.4 只要是雙變換UPS就比在線互動(dòng)式UPS功能強(qiáng)的誤區(qū)

雙變換UPS通過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)具有許多優(yōu)良指標(biāo)。在線互動(dòng)式UPS雖然很多指標(biāo)不如雙變換，但卻增加了電磁兼容功能，所以有些無(wú)電磁兼容設(shè)計(jì)的雙變換UPS在電磁兼容方面反而不如在線互動(dòng)式UPS。另一方面，當(dāng)同是旁路運(yùn)行時(shí)，在線互動(dòng)式UPS就比傳統(tǒng)雙變換強(qiáng)得多。

2.2.5 價(jià)格高低的UPS都能用的誤區(qū)

UPS作為正規(guī)產(chǎn)品出廠，自然在普通場(chǎng)合就都可以用。所謂“一分錢(qián)一分貨”，主要還是看用戶對(duì)要購(gòu)買(mǎi)的UPS如何定位和應(yīng)用場(chǎng)合的重要性。質(zhì)量低的UPS即便當(dāng)時(shí)可以用，但在器件和選材上追求價(jià)廉，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看可能隱患重重、后患無(wú)窮，尤其是在一些重要場(chǎng)合。

2.2.6 不了解電池的性能及其對(duì)UPS影響的重要性的誤區(qū)

電池是UPS的重要支柱，也是UPS系統(tǒng)最薄弱的環(huán)節(jié)，性能的好壞直接影響系統(tǒng)的可靠性。切莫因電池價(jià)格在UPS整機(jī)占比大就圖便宜而有所忽視，電池壽命及質(zhì)量與主機(jī)同樣至關(guān)重要。如電池壽命及質(zhì)量問(wèn)題造成容量低于規(guī)定值時(shí)，也并非壞到不能用的程度，雖然UPS照樣運(yùn)行，可故障隨時(shí)都能發(fā)生。因?yàn)殡S著電池進(jìn)一步地迅速老化，內(nèi)阻急劇變大或電池連接端子因?yàn)楦g而造成虛連接，一旦需要放電時(shí)，就有可能因電池的突然故障而導(dǎo)致UPS供電崩潰。

2.3 合理選擇發(fā)電機(jī)容量與UPS容量配比

當(dāng)供電系統(tǒng)中有柴油發(fā)電機(jī)時(shí)，一定要注意油機(jī)與其他供電設(shè)備的匹配。廣播電視臺(tái)站，尤其是村村通臺(tái)站都配置了柴油發(fā)電機(jī)，如果油機(jī)的負(fù)載設(shè)備UPS的輸入功率因數(shù)低，輸入電流成分大，過(guò)大的諧波就會(huì)影響油機(jī)工作的穩(wěn)定性。在這種情況下，必須增大油機(jī)與UPS的容量比。具體配比要視實(shí)際選擇的UPS類(lèi)型（雙變換UPS、互動(dòng)UPS或后備UPS）來(lái)定。參考柴油發(fā)電機(jī)與UPS容量的配比見(jiàn)表1：

表1 柴油發(fā)電機(jī)與UPS容量的配比

總之，在能滿足負(fù)載常規(guī)性能要求和不停電的前提下,UPS的可靠性和輸出能力是最重要的性能指標(biāo)。結(jié)合臺(tái)站實(shí)際情況，尤其是村村通高山臺(tái)站，農(nóng)網(wǎng)電壓不穩(wěn)定且經(jīng)常停電須油機(jī)供電，同時(shí)考慮機(jī)房防雷因素，推介選用6脈沖雙變換式UPS。雙變換UPS原理框圖見(jiàn)圖1。

市電正常時(shí)，交流輸入經(jīng)過(guò)交直流變換，轉(zhuǎn)換成直流，一方面給蓄電池充電，另一方面給逆變器供電；逆變器始終處于工作狀態(tài)，把直流電壓通過(guò)交直流變換，逆變成交流電壓給用電設(shè)備供電。

整流器：交流市電輸入通過(guò)整流器轉(zhuǎn)換為直流電，給電池充電，并通過(guò)逆變器給負(fù)載供電。

逆變器：該逆變器為直流變換交流單向逆變，當(dāng)市電正常時(shí)，它通過(guò)整流器取得功率送到輸出端給負(fù)載供電；當(dāng)市電掉電時(shí)，由電池通過(guò)該逆變器給負(fù)載供電。

靜態(tài)開(kāi)關(guān)：正常狀態(tài)時(shí)逆變側(cè)導(dǎo)通，旁路側(cè)斷開(kāi)。當(dāng)出現(xiàn)逆變器故障、負(fù)載受沖擊、故障過(guò)載等異常時(shí)，逆變器就停止輸出，此時(shí)靜態(tài)開(kāi)關(guān)變?yōu)槟孀儌?cè)關(guān)閉，旁路側(cè)接通，市電直接向負(fù)載供電。

雙變換式UPS的性能優(yōu)缺點(diǎn)如下：①通過(guò)采用AC/DC、DC/AC雙變換設(shè)計(jì)來(lái)消除市電的電壓波動(dòng)、波形畸變、頻率波動(dòng)及干擾產(chǎn)生的影響，②可以實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的穩(wěn)頻、穩(wěn)壓供電，供電質(zhì)量?jī)?yōu)于其他類(lèi)型；③市電掉電時(shí)，輸出電壓不受任何影響，無(wú)轉(zhuǎn)換時(shí)間；④電氣設(shè)計(jì)比較完善和成熟，應(yīng)用也比較廣泛；⑤效率同比不占優(yōu)勢(shì)；⑥輸入因?yàn)檎髌骱笾绷髂妇€濾波電容的存在，輸入電流呈瞬間脈動(dòng)大電流特征，包含有大量的諧波電流，市電輸入時(shí)因?yàn)殡娋W(wǎng)的輸出等效內(nèi)阻小，諧波電流對(duì)輸出電壓影響不大。若是油機(jī)供電時(shí)，其內(nèi)阻增大會(huì)造成油機(jī)輸出諧波電壓，要進(jìn)行諧波治理，如6脈沖整流＋5次諧波濾波器；⑦價(jià)格比其他類(lèi)型UPS高。

3 結(jié)束語(yǔ)

廣播電視臺(tái)站如何正確選擇UPS沒(méi)有絕對(duì)的模式，應(yīng)從科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可靠性多方面考慮。

[1]王其英，劉秀榮 編著.新型不停電電源UPS的管理使用與維護(hù).2005.北京人民郵電出版社.

圖1 雙變換式UPS原理框圖