高山臺(tái)站發(fā)射機(jī)房UPS的應(yīng)用淺談

陸沅

【摘要】廣播電視高山臺(tái)站因特有的自然條件，交通不便、多雨霧、潮濕、多雷、多蟲等特點(diǎn)，針對(duì)UPS在高山臺(tái)站的應(yīng)用，除了常規(guī)的使用規(guī)范外再圍繞這些方面開展工作。

【關(guān)鍵詞】UPS;高山;發(fā)射機(jī)房

UPS（Uninterruptible Power System/Supply）即不間斷電源，是由主機(jī)和蓄電池（多為免維護(hù)鉛酸電池組）兩部分組成，通過主機(jī)逆變器等模塊電路進(jìn)行交直流的轉(zhuǎn)換提供不間斷穩(wěn)定電源的系統(tǒng)設(shè)備。正常情況下供電模式為市電220v/380v→UPS→220v/380v， 突發(fā)停電時(shí)，UPS電源可瞬間切換為電池供電，輸出220V/380V交流電，維持設(shè)備的正常運(yùn)行。UPS最早用于計(jì)算機(jī)服務(wù)器，后來廣泛應(yīng)用各類重要場(chǎng)所。

筆者結(jié)合本單位發(fā)射中心談?wù)刄PS應(yīng)用的注意事項(xiàng)。作為廣電工作者都清楚安全播出的重要性，所有前期投入的大量采編制作都最終通過播出來完美呈現(xiàn)，從政治性、時(shí)效性、價(jià)值性各方面來說安全播出都是廣播電視的生命。高山發(fā)射臺(tái)站因地理位置的原因受天氣、雷電的影響，供電容易出現(xiàn)斷電、電壓不穩(wěn)、雷擊、浪涌、頻率震蕩、脈沖干擾，就河池市廣播電視臺(tái)發(fā)射中心而言，承擔(dān)廣播電視節(jié)目的無線發(fā)射任務(wù)。這些發(fā)射設(shè)備大多采用CMOS集成電路和大功率模塊，它們普遍對(duì)電網(wǎng)電壓的質(zhì)量要求較高，對(duì)浪涌電壓承受能力較弱， UPS 通常對(duì)電壓過高或電壓過低都能提供保護(hù)， 作為安全播出重要組成部分的安全供電，就顯得格外重要，因此選擇應(yīng)用一款安全穩(wěn)定的UPS是安全供電的重點(diǎn)。

一、選型

（一）計(jì)算負(fù)載確定主機(jī)容量

計(jì)算總負(fù)載功率。一般要考慮冗余和沖擊，要求UPS輸出不低于最大負(fù)載的1.2倍。一般UPS輸出功率因數(shù)有0.7、0.8、0.9，這是因產(chǎn)商品牌型號(hào)的不同而有別，容量標(biāo)號(hào)為KVA。總輸出功率乘以功率因數(shù)，就是UPS實(shí)際輸出功率。例如我們的最大總功率為12KW，選擇一臺(tái)功率因數(shù)0.8的主機(jī)，那就是

12KW（最大使用功率）÷0.8（功率因數(shù)）=15KW（UPS實(shí)際輸出功率）

15KW×1.2=18KW

因此我們選擇20KVA容量的主機(jī)。

（二）供電時(shí)長及電池容量

UPS電源供電續(xù)航時(shí)間依自身需求而定，如果是有人值守的崗位，多數(shù)以4小時(shí)為主，因?yàn)橐话闱闆r下，這時(shí)間已經(jīng)可以搶修解決外部停電故障，恢復(fù)正常供電，如果是無人值守就要相應(yīng)延長時(shí)間。常規(guī)12V蓄電池規(guī)格有：4AH，24AH，38AH，65AH，100AH，串聯(lián)后的容量等于一只電池的容量，但是電壓升高了。以我們的380V正常負(fù)載9KW為例，要求續(xù)航4小時(shí)，蓄電池組總?cè)萘繛椋?/p>

（實(shí)際輸出功率/ 電池電壓）X延時(shí)時(shí)間=蓄電池組總?cè)萘浚ˋH）

（9000W / 380V）X 4H = 94.7AH（蓄電池組總?cè)萘浚?，電壓?80V，380（所需電壓）÷12（電池電壓）=32（電池?cái)?shù)量），因此我們選擇了32只12V100AH的免維護(hù)鉛酸電池。如果需要更長的續(xù)航時(shí)可采用兩個(gè)并聯(lián)電池組。

主機(jī)和電池可以分開配，電池品牌可以自己選擇， 12V固定只數(shù)為一組，根據(jù)后備時(shí)間要求，購買相應(yīng)容量和數(shù)量的電池就即可。

二、安裝

（一）確定安裝位置，要預(yù)留足夠的空間，以便設(shè)備的安裝施工和今后的維護(hù)。

（1）由于UPS主機(jī)中的整流器、逆變器和靜止開關(guān)中的可控硅及硅整流元件發(fā)熱量較大，因此主機(jī)與墻體或其他機(jī)柜距離≧25CM、后部≧30CM、前部≧90CM。

（2）電池柜與主機(jī)距離最小不得小于25CM，最遠(yuǎn)不超2M，保證至少有兩面足夠的空間，方便組裝電池及今后的檢查維護(hù)。

（3）由于主機(jī)和電池機(jī)柜重量大，要考慮安裝位置的承重問題。如果是硬地板，可直接擺放安裝。如果是隔層防靜電地板，那就需要安裝基礎(chǔ)槽鋼，保證基礎(chǔ)槽鋼水平牢固，安裝孔位準(zhǔn)確。特別值得注意的是，由于高山臺(tái)站都是雷電高發(fā)區(qū)，所以接地一定要良好。

（二）機(jī)柜就位固定

（1）采用吊裝或平運(yùn)的方式將主機(jī)移至安裝位置（我們是人工搬運(yùn)），按孔位固定好。隔層防靜電地板的，應(yīng)在搬運(yùn)機(jī)柜行經(jīng)上鋪大塊木板，防止地板塌陷。在搬運(yùn)過程中防止傾倒碰傷，雖然這些都是廠家負(fù)責(zé)，但作為使用方最好全程跟蹤。

（2）電池柜的安裝相對(duì)簡單，就地組裝，同樣有基礎(chǔ)槽鋼的固定好，電池架連接牢固。

1.電池裝配

安裝前檢查電池外觀無損傷，點(diǎn)驗(yàn)配件，閱讀說明書，并保存好合格證及說明書。電池是擺放在電池架上的，電池的垂直方向要保持10CM至15CM距的距離，以便通風(fēng)及散熱。

2.電池安裝從底層開始，逐層往上進(jìn)行。每層安裝好后連接電池，用絕緣扳手扭緊連線。各層安裝好后再進(jìn)行各層的連接，這里就要特別注意了，因?yàn)榇?lián)起來的電壓已經(jīng)非常高了，最終達(dá)到380V以上，因此一定要做好絕緣保護(hù)，小心操作。

（三）線纜鋪設(shè)及連接

以主機(jī)為中心，線纜分為市電輸入、電池輸入、輸出部分，必須強(qiáng)調(diào)的是三相接線的相序一定要對(duì)應(yīng)。一般機(jī)房供電都是備有多路切換，UPS只是其中一路，如果相序不對(duì)將出現(xiàn)嚴(yán)重短路。

（1）UPS進(jìn)出線都支持下進(jìn)出線方式，部分UPS兼容多種進(jìn)出線方式可以通過地槽鋪設(shè)電纜，或采用橋架電纜鋪設(shè)方法，部分﹑類型UPS采用上進(jìn)線方式時(shí)需配置上進(jìn)線柜。

（2）對(duì)于接插件及連接螺絲，特別是信號(hào)線的連接螺絲，一定要緊固好，如果發(fā)生松動(dòng)，就會(huì)造成接觸不良，降低UPS不間斷電源裝置運(yùn)行的可靠性，造成無規(guī)則的間隙性故障。

（3）布線時(shí)，要考慮到強(qiáng)電和弱電之間的影響，還要考慮到電源線和控制信號(hào)線之間的影響，應(yīng)將它們分開。對(duì)整流器和逆變器的觸發(fā)控制電路要加以屏蔽，以消除或減小外面磁場(chǎng)和電場(chǎng)對(duì)它們的影響。對(duì)重要的控制信號(hào)線應(yīng)采用屏蔽線制作。

（4）UPS為了消除共模干擾，零、火線對(duì)地之間都加了濾波電容，零、火對(duì)地都有電流，可能造成零、火線上電流不等，從而使帶漏電的斷路器跳閘。所以UPS前級(jí)及負(fù)載回路不能裝帶漏電保護(hù)的斷路器，以免造成UPS及其負(fù)載意外掉電。

（5）大多數(shù)UPS的輸入零線與輸出零線是隔離的或者是經(jīng)過扼流圈的，所以在做UPS配電時(shí)不能把UPS輸出（即負(fù)載）的零線接到輸入配電的零線母排上。用戶可將UPS輸出（負(fù)載）零線接到單獨(dú)一條零線排上。有些UPS內(nèi)部輸入零線與輸出零線直通，就可以把輸入零線與輸出（負(fù)載）零線接到同一母排上。

（6）在為UPS選配輸入斷路器時(shí)，要求斷路器標(biāo)稱的額定電壓要符合UPS的額定輸入輸出電壓，高山臺(tái)站發(fā)射機(jī)機(jī)房額定電壓基本都是AC380V的斷路器。要注意斷路器的額定分?jǐn)嗄芰CU要符合UPS廠家的要求，一般小型UPS為10KA或6KA，大中型UPS都要求在30KA以上。UPS輸入斷路器是專為單獨(dú)控制UPS輸入電源的通斷的，所以UPS輸入斷路器的下口不要再接其它的用電設(shè)備，以免影響UPS輸入電的正常通斷。

補(bǔ)充說明一點(diǎn)，有些要求在斷電電后，要靠UPS長時(shí)間供電，因此外接電池容量大。為保證這部分外接電池能有足夠的充電電流，廠家會(huì)給UPS另外配一只外接長延時(shí)電池充電器，此充電器的交流輸入電源要與UPS的輸入電源同時(shí)通斷，因此這種充電器的交流輸入電是要與UPS的輸入電接在同一斷路器的下口的。

（7）連接電池線纜，各電纜頭線耳要有液壓鉗壓實(shí)，多股電纜用開放環(huán)抱線耳的，有條件可融錫。

（8）輸出接線要用相應(yīng)容量線徑的銅纜，線耳壓實(shí)。特別強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，220V的輸出連接，一定要注意所娶相序，要和外部220V所取相一致。如果不一致，在接入外部切換電路時(shí)，將會(huì)是380V電壓。

安裝時(shí)各電纜連接螺栓要依力矩?cái)Q緊，以免發(fā)熱松動(dòng)。布局合理，方便今后維護(hù)。UPS安裝接線完成之后，確認(rèn)接線正確，廠家會(huì)提供工程驗(yàn)證碼，開機(jī)運(yùn)行，同時(shí)鎖定相序。

三、運(yùn)行維護(hù)

對(duì)于大部分高山臺(tái)站UPS的應(yīng)用，重點(diǎn)還是日常的維護(hù)。

以本單位為例：發(fā)射中心位于河池市金城江區(qū)乾獨(dú)山，海拔高度607米，乾獨(dú)山是所在區(qū)域最高山。周邊是連續(xù)山丘環(huán)繞，整個(gè)城區(qū)也環(huán)繞其中，因此發(fā)射中心選擇在這，符合電視廣播發(fā)射所需的覆蓋區(qū)域廣，信號(hào)衰減小的條件，但也具備了南方高山臺(tái)站氣候多變，多雨霧潮濕的特點(diǎn)。由于地勢(shì)高，往往會(huì)阻擋住氣流，使云層聚集，也使得雷電聚集在這區(qū)域。我們中心是有人值守崗位，值班人員在山上吃住，因此老鼠也較多，也使得蛇喜歡常駐。就這些情況UPS的維護(hù)有以下注意事項(xiàng)：

（一）日常維護(hù)

（1）放置UPS的區(qū)域必須通風(fēng)良好，溫度22至28度為宜。由于高山霧氣重，有時(shí)濕度很大，就要啟用除濕裝置除濕，特別是三月至五月分。

（2）各電纜、饋管入機(jī)房處要做好堵漏，防雨、防鼠、防蟲蛇?？上扔眯∩炒轮虚g，最好覆蓋一層鐵絲網(wǎng)，再加填膠泥或泡沫劑封堵，即可牢固防護(hù)又可方便今后加裝管線。

（3）保持機(jī)房內(nèi)環(huán)境清潔，防止浮塵。

（4）UPS主機(jī)應(yīng)保持前面板下面端進(jìn)風(fēng)孔﹨后蓋板風(fēng)扇出風(fēng)孔和箱體側(cè)面進(jìn)風(fēng)風(fēng)孔通暢。

（5）條件允許可例行巡檢，并記錄UPS運(yùn)行狀態(tài)，查看信息，也可連接PC進(jìn)行監(jiān)看。

（二）定期維護(hù)

（1）半年進(jìn)行一次防雷接地的檢測(cè)。

（2）每季度對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行檢測(cè)，變化幅度在±15%以內(nèi)，保證UPS正常運(yùn)行。

（3）每三月清理一次防塵網(wǎng)，如有破損應(yīng)更換。在每年拆機(jī)檢查時(shí)對(duì)散熱器、主板進(jìn)行吹氣除塵。

（4）每三個(gè)月定期對(duì)電池進(jìn)行檢查，觀察是否有變形膨脹、漏液，接線柱氧化情況。同時(shí)進(jìn)行放電，放電時(shí)間按電池的配比時(shí)間的30%---50%來計(jì)算。

（5）每年進(jìn)行電池檢測(cè)（測(cè)量電池的電壓和內(nèi)阻）。

一般UPS廠家會(huì)向用戶提供完整、詳細(xì)的UPS安裝要求和注意事項(xiàng)，只有符合這個(gè)要求，才能保證UPS供電系統(tǒng)正常工作。

四、結(jié)束語

高山臺(tái)站發(fā)射機(jī)房UPS的應(yīng)用，從選型安裝到運(yùn)行維護(hù)都應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，依據(jù)自身情況進(jìn)行實(shí)施，重點(diǎn)在防雷和運(yùn)行維護(hù)。電池的使用年限一般為3到5年，如果環(huán)境優(yōu)越，維護(hù)得當(dāng)電池壽命可達(dá)7、8年，主機(jī)年限更長。穩(wěn)定可靠的UPS可為廣播電視的安全播出保駕護(hù)航。