播出機(jī)房UPS供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意的幾個方面

張桂洪

摘 要：廣播機(jī)房是廣播正常播出中不可缺少的重要組成部分，也是廣播能夠準(zhǔn)確、實(shí)時播出的先決條件。在廣播正常工作很大程度上由電網(wǎng)的供電系統(tǒng)決定。由于電網(wǎng)在輸送過程中，容易受到外界條件和氣候的影響，從而導(dǎo)致了廣播機(jī)房運(yùn)行的不穩(wěn)定。本文從廣播機(jī)房安全用電的角度出發(fā)，通過采用UPS雙機(jī)冗余并機(jī)技術(shù)，提高了廣播機(jī)房供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從基本上保障了廣播能夠隨時隨地的工作運(yùn)行。

關(guān)鍵字：廣播機(jī)房 安全用電 UPS 雙機(jī)冗余并機(jī)

中圖分類號：TN919 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）04（c）-0123-02

隨著我國的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，廣播機(jī)房從模擬設(shè)備，到數(shù)字設(shè)備，再到大規(guī)模數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化，在此過程中設(shè)備對電源的可靠性提出了越來越高的要求，因此擁有可靠的安全穩(wěn)定的UPS供電系統(tǒng)是廣播節(jié)目安全播出的重要保障。對此，本文根據(jù)福建省廣播播出機(jī)房UPS供電系統(tǒng)的建設(shè)進(jìn)行探討。

1 UPS供電系統(tǒng)建設(shè)

1.1 負(fù)載容量的確定

負(fù)載容量的確定一般是依靠經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，按照單臺設(shè)備機(jī)柜的功率來計(jì)算，最終確定整個機(jī)房機(jī)柜所需的數(shù)量，兩者數(shù)據(jù)相乘得到的結(jié)果即為整個機(jī)房的負(fù)載容量。由于機(jī)房設(shè)備運(yùn)行過程中，會經(jīng)過各種開關(guān)電源以及非線性負(fù)載電器元件，這些負(fù)載對電流沖擊較大，如果供電UPS容量過小和超載運(yùn)行，容易出現(xiàn)波形失真，影響系統(tǒng)的可靠性，因此需適當(dāng)增大UPS容量以抵御負(fù)載沖擊。

1.2 前級進(jìn)電系統(tǒng)的要求

一般來說UPS系統(tǒng)需要兩路來自不同回路的可靠電源供電，UPS前級供電系統(tǒng)電壓和頻率應(yīng)該控制在一個正常范圍內(nèi)上下波動。

當(dāng)供電系統(tǒng)正常運(yùn)行時，市電1和市電2均有電，AST1和AST2選擇主路電源市電1輸入UPS。當(dāng)市電1發(fā)生異常時，AST1自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，AST2選擇市電2接入供電系統(tǒng)。當(dāng)市電1，市電2都異常時，AST2給發(fā)電機(jī)發(fā)出啟動信號，啟動發(fā)電機(jī)，待發(fā)電機(jī)穩(wěn)定后，由AST2把發(fā)電機(jī)接入供電系統(tǒng)。UPS的輸入端，通過如圖1所示，當(dāng)市電1有問題通過ATS雙電源切換開關(guān)可自動切到市電2，當(dāng)兩路市電都有問題時，通過ATS雙電源切換開關(guān)可切換到大樓發(fā)電機(jī)進(jìn)行供電，基本保證UPS輸入電源的穩(wěn)定性。

1.3 UPS電池容量的選擇

UPS電池容量的選擇主要是延緩供電系統(tǒng)的斷電時間，當(dāng)外供電源出現(xiàn)異?；蛘邤嚯姇r，UPS的電池就起到非常大的作用，此時電池就會向機(jī)房提供電能，以備UPS供電系統(tǒng)繼續(xù)正常工作。UPS電池容量選擇過程中，應(yīng)當(dāng)以續(xù)航時間為主，優(yōu)先考慮。如果續(xù)航時間太短，則不能保障重要負(fù)荷在停電時間內(nèi)的供電；若續(xù)航時間過長，一方面會增加電池個數(shù)，增加成本，另一方面也增大了施工安裝的難度。福建廣播播出機(jī)房設(shè)計(jì)為大約3～4h，UPS為250KVA，故采用4組48個230AH的電池組。

1.4 UPS輸出供電方式的選擇

在選擇好電池?cái)?shù)量之后，UPS的供電方式也尤為重要，針對UPS輸出的供電方式可采取如下幾種方式進(jìn)行連接，從而提高UPS供電的可靠性和穩(wěn)定性。

（1）主從熱備份。

主從熱備份是指主機(jī)帶負(fù)載，備機(jī)空載運(yùn)行，但備機(jī)同樣也接入主機(jī)的BYPASS（旁路）輸入端。以此提高UPS的供電系統(tǒng)，該方法具有靈活性高、安裝便捷、調(diào)試簡單。另外該方法可以進(jìn)行分期擴(kuò)容，即可做成n+1個熱備份，不要額外的增加輔助電路但承載能力較低，不能抵抗大負(fù)載，使得使用范圍受到限制。

（2）互動熱備份。

互動熱備份是指通過兩組機(jī)器設(shè)備分別承擔(dān)負(fù)載，并通過人工進(jìn)行分配，該方案是在主從熱備份的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來。改進(jìn)之后，該方案抵抗瞬間電流沖擊較強(qiáng)，也不存在電池長期浮充狀態(tài)的缺陷，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

（3）互動熱備份（ATS/STS）。

互動熱備份（ATS/STS）是指單臺設(shè)備承擔(dān)負(fù)載，單元內(nèi)進(jìn)行互動，其結(jié)構(gòu)形式如圖3所示。該方案具有故障率低，兩臺UPS可以輪流工作，針對故障也能有效避免，但也有不足，即為瞬時過載能力低。

對于現(xiàn)在大規(guī)模集成電路在UPS電源中的運(yùn)用可有效減小環(huán)流，故我播出機(jī)房采用2臺250KVA GALAXY 7000組成1+1冗余并機(jī)模式。針對GALAXY 7000 UPS采用的并聯(lián)系統(tǒng)來判斷，可以通過反復(fù)多次的微小相位調(diào)節(jié)，直到找到一個最小的電流不平衡點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)兩臺UPS輸出電源的同相位調(diào)節(jié)。

2 UPS供電的輔助系統(tǒng)

（1）通訊與和系統(tǒng)的監(jiān)視，現(xiàn)代化機(jī)房的建設(shè)是一個復(fù)雜的過程，會涉及到強(qiáng)電、弱電、安全運(yùn)行、穩(wěn)定可靠、電源的選取等一系列的學(xué)科，其中UPS的電源系統(tǒng)就是需要考慮的主要因素，UPS可以使得整個電源的供電系統(tǒng)處于相對穩(wěn)定、安全的條件下運(yùn)行。

（2）UPS作為中心機(jī)房的電源保護(hù)神，在為負(fù)載提供純凈電源的同時，本身又是一個大的電磁波發(fā)射源，可能對周圍的環(huán)境和設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，同時自身的控制系統(tǒng)又可能受到周圍電磁環(huán)境的干擾，使UPS工作出現(xiàn)故障甚至損壞。因此，用戶選擇UPS時，需要考查其電磁的兼容性。

（3）要定期檢查電池兩端的電壓，由于外界的輸入電源如果長期處于穩(wěn)定，沒有間斷供電，那么就得人為的斷開電源，從而使UPS帶負(fù)載放電。由于外界電源長時間不斷電，電池的使用也有一定的期限，這就使用戶不能判斷電池的電壓和電容是否異常。通過檢查之后可以有效的延長電池的壽命。

（4）當(dāng)市電中斷，啟用UPS后備供電時，應(yīng)盡量關(guān)閉閑置設(shè)備，以保障重要設(shè)備正常運(yùn)行，靜待市電恢復(fù)。

3 結(jié)語

綜上所述，福建廣播播出機(jī)房的供電系統(tǒng)由2路外電+發(fā)電機(jī)+2臺Galaxy 7000 250kva UPS組成的“1+1”并機(jī)冗余供電系統(tǒng)自投入使用來始終保持高可靠性高效率地運(yùn)行，為安全播出提供了有力的保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊峻峰.基于雙機(jī)UPS的并列操作分析[J].華電技術(shù)，2017，39（2）：26-30，77.

[2] 鞠鳳濤.寶鋼股份UPS并聯(lián)冗余控制改造的分析與應(yīng)用[J].冶金設(shè)備，2016（S1）：39-40，29.