廣播電視播出機(jī)房不間斷電源的使用維護(hù)管理

王軍海 姜博文

（作者單位：威海市廣播電視臺(tái)）

對(duì)廣播播出系統(tǒng)的供電質(zhì)量進(jìn)行提升，減少因電源問(wèn)題引發(fā)的安全播出事故，有助于提升廣播電視節(jié)目的播出質(zhì)量。隨著我國(guó)廣播電視傳媒行業(yè)的飛速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量明顯提升，精神文化生活越發(fā)豐富，從某種程度上而言，廣播電視成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?。因此，在?dāng)前高速發(fā)展的信息化技術(shù)時(shí)代，對(duì)電視廣播相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究顯得尤為必要。為確保廣播電視節(jié)目的順利播出，更好地滿足廣大群眾的精神生活文化需求，更需要加強(qiáng)廣播電視播出機(jī)房不間斷電源維護(hù)與管理，確保系統(tǒng)建設(shè)達(dá)到要求，避免因?yàn)殡娫催m配和應(yīng)用問(wèn)題引發(fā)廣播電視系統(tǒng)運(yùn)行問(wèn)題。對(duì)此，本文將以廣播電視機(jī)房作為研究對(duì)象，進(jìn)一步分析不間斷電源的使用維護(hù)管理問(wèn)題。

1 不間斷電源概述

不間斷電源（Uninterruptible Power System，UPS）是一種含有儲(chǔ)能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源，主要用于給單臺(tái)計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其他電力電子設(shè)備提供不間斷的電力供應(yīng)。

1.1 UPS電源分類

根據(jù)不同技術(shù)特點(diǎn)，UPS電源主要分為后備式UPS電源和在線式UPS電源。與UPS電源相比，后備式UPS電源的結(jié)構(gòu)組成更為簡(jiǎn)單，并且成本花費(fèi)較低，但是在遇到突發(fā)情況后在對(duì)逆變器切換期間響應(yīng)時(shí)間較短，所以更適合應(yīng)用在要求不高的負(fù)載設(shè)備上。在線式UPS電源的連接方法更為高效，整機(jī)安裝后可靠性效果顯著，所以更適合應(yīng)用在可靠性要求較高的廣播電視播出機(jī)房中[1]。

1.2 UPS電源工作原理

UPS電源的基本結(jié)構(gòu)包含了充電器、逆變器和整流器，在整流器和充電器的幫助下，交流電可直接轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，而逆變器則能將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?。在電流正常輸入后，UPS電源可以將外部電壓穩(wěn)定后進(jìn)行負(fù)載驅(qū)動(dòng)操作，在這一過(guò)程中，UPS電源主要充當(dāng)交流電穩(wěn)壓器，并且能夠隨時(shí)進(jìn)行蓄電池充電操作[2]。如果外部電流中斷，UPS電源可以直接將蓄電池中的直流電在逆變器作用下轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)載交流電供應(yīng)，保證負(fù)載正常工作的同時(shí)不會(huì)出現(xiàn)硬件受損問(wèn)題。所以，無(wú)論是電壓過(guò)高還是過(guò)低，電源都能提供必要的保護(hù)作用。

1.3 UPS電源功能特點(diǎn)

作為現(xiàn)代化電力保護(hù)系統(tǒng)裝置，UPS電源的電壓穩(wěn)定性更高，抗電磁能力較強(qiáng)，能夠有效預(yù)防電壓沖擊，因此，在廣播電視播出機(jī)房運(yùn)行中，UPS電源可以更好地保障電源設(shè)備的穩(wěn)定性。由于UPS輸入電壓的整體范圍比較廣泛，電源質(zhì)量更高，如果后備式UPS電源的輸出電壓范圍在5%～8%，就可以保證頻率變化為1 Hz；在線式UPS電源的輸出電壓范圍在3%以內(nèi)，其頻率變化就是0.5 Hz。UPS電源還可以在運(yùn)行期間持續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)行電源供應(yīng)，在實(shí)際工作中一旦發(fā)生市電突然停止的情況，UPS電源可以自動(dòng)完成蓄電池供電切換操作，避免負(fù)載設(shè)備在突然斷電后出現(xiàn)受損問(wèn)題[3]。

2 廣播電視播出機(jī)房中應(yīng)用UPS電源的重要性

近年來(lái)，我國(guó)電力行業(yè)整體發(fā)展良好，電力供應(yīng)穩(wěn)定性持續(xù)提升，但是在具體用電期間仍然會(huì)發(fā)生突發(fā)斷電的情況。如果出現(xiàn)外電停止運(yùn)行，意味著廣播電視播出機(jī)房設(shè)備無(wú)法繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，不利于廣播電視安全播出和行業(yè)發(fā)展。所以，需要在廣播電視播出機(jī)房中配置安裝在線式UPS電源，保證在發(fā)生斷電問(wèn)題后，UPS電源可以作為備用電源完成設(shè)備供電。

當(dāng)前，UPS電源主要采用鉛酸免維護(hù)蓄電池，該類型蓄電池在外電供應(yīng)正常的基礎(chǔ)上，可以在直流電幫助下完成電池儲(chǔ)蓄。一旦外電供應(yīng)終止，電源設(shè)備可以隨時(shí)將已經(jīng)儲(chǔ)存完成的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，并且向?fù)載設(shè)備不間斷供應(yīng)交流電，通過(guò)此種方式確保廣播電視的正常播出。UPS電源還具有調(diào)節(jié)電壓和穩(wěn)定運(yùn)行頻率的優(yōu)勢(shì)，在對(duì)設(shè)備穩(wěn)定輸出交流電的同時(shí)，不僅能夠最大程度上確保電能運(yùn)行質(zhì)量，還能保證播出機(jī)房設(shè)備正常運(yùn)行不受影響[4]。在設(shè)備運(yùn)行中，如果發(fā)生外電突然中斷的情況很可能造成監(jiān)聽(tīng)軟硬件設(shè)備受損，甚至引發(fā)其他故障，需要聯(lián)系廠商進(jìn)行專業(yè)指導(dǎo)和維護(hù)。而UPS電源能夠有效避免這一問(wèn)題，從而進(jìn)一步降低不必要的技術(shù)成本支出。

3 業(yè)務(wù)情況與供配電現(xiàn)狀

威海市廣播電視臺(tái)于2002年組建，由威海電視臺(tái)、威海市廣播電視局和廣播電臺(tái)等多個(gè)機(jī)構(gòu)合并而成。根據(jù)國(guó)家廣播電視總局相關(guān)規(guī)定，為滿足分級(jí)保障原則與供配電系統(tǒng)配置任務(wù)，市級(jí)發(fā)射臺(tái)站屬于二級(jí)負(fù)荷保障單位。威海電視調(diào)頻轉(zhuǎn)播臺(tái)中主要采用10 kV專用線路外電，且運(yùn)行期間配備200 kV柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源，保證播出機(jī)房在工作期間能有效使用低壓雙回路供電方法。

在此背景下，為合理應(yīng)對(duì)外電中斷后的停播問(wèn)題，降低播出事故發(fā)生概率，播出機(jī)房加強(qiáng)了對(duì)32 kVA UPS電源的應(yīng)用。在實(shí)踐操作中發(fā)現(xiàn)，UPS電源可以完成對(duì)3 kW廣播發(fā)射機(jī)的驅(qū)動(dòng)，并且其驅(qū)動(dòng)時(shí)間在30分鐘以上，這也為工作人員啟動(dòng)發(fā)電機(jī)提供了充足的準(zhǔn)備時(shí)間，是保證廣播電視節(jié)目順利播出的重要條件[5]。

4 UPS電源維護(hù)與保養(yǎng)要點(diǎn)

為確保UPS電源正常運(yùn)行不受影響，工作人員在實(shí)際工作中要對(duì)其進(jìn)行定期維護(hù)管理。根據(jù)實(shí)踐分析和研究，在日常維護(hù)中UPS電源的維護(hù)保養(yǎng)要點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：

4.1 UPS電源外部環(huán)境要求

UPS電源機(jī)房?jī)?nèi)部溫度、照明、防塵性能等標(biāo)準(zhǔn)要嚴(yán)格按照國(guó)家要求設(shè)定，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，UPS電源最佳工作溫度為（22±3）℃。研究發(fā)現(xiàn)，溫度升高與設(shè)備使用壽命呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系；同時(shí)，溫度也不能過(guò)低，以免發(fā)生蓄電池容量下降問(wèn)題。為合理調(diào)節(jié)UPS電源環(huán)境溫度，威海市廣播電視臺(tái)在機(jī)房中應(yīng)配置節(jié)能空調(diào)，保證環(huán)境溫度始終處于24 ℃左右[6]。在機(jī)房設(shè)備運(yùn)行期間，要將工作濕度控制在50%±5%。工作期間需要將UPS電源放置在環(huán)境整潔的室內(nèi)空間，并保證電源遠(yuǎn)離熱源，避免出現(xiàn)陽(yáng)光直射設(shè)備的情況。并且，為保證設(shè)備運(yùn)行溫度適中，要盡可能保證設(shè)備放置位置和墻壁之間預(yù)留充足的散熱空間，防止出現(xiàn)溫度過(guò)高的情況。

4.2 負(fù)載滿足工作要求

額定輸出功率主要指的是UPS電源可以驅(qū)動(dòng)荷載的具體參數(shù)，保證UPS電源放電后電流數(shù)值隨負(fù)載功率變化而變化。通常情況下，不建議對(duì)UPS電源進(jìn)行滿載運(yùn)行，因?yàn)槟孀儬顟B(tài)下UPS的逆變?nèi)龢O管很可能發(fā)生擊穿問(wèn)題，雖然當(dāng)前的UPS設(shè)備已經(jīng)設(shè)計(jì)制定了保護(hù)功能，但如果發(fā)生過(guò)載問(wèn)題還是有可能造成輸出中斷。同時(shí)，也不建議UPS長(zhǎng)期在輕載狀態(tài)下完成運(yùn)行，因?yàn)樵诖藸顟B(tài)下蓄電池始終處于小電流放電狀態(tài)，問(wèn)題發(fā)生后很可能引發(fā)深度放電，甚至直接影響設(shè)備使用壽命。通常，在線式UPS電源驅(qū)動(dòng)的額定功率處于70%左右即可。感性負(fù)載中會(huì)發(fā)生瞬間放大電流的情況，所以很可能引發(fā)過(guò)載情況，為避免對(duì)電路正常運(yùn)行造成影響，也不建議對(duì)UPS電源進(jìn)行感性負(fù)載[7]。

4.3 防感應(yīng)雷擊UPS電源

在運(yùn)行時(shí)間不斷增加的情況下，UPS電源放電速度明顯提升，剩余電量的下降速度較快，所以在放電維護(hù)期間工作人員要加強(qiáng)對(duì)剩余電量的密切關(guān)注，避免因?yàn)殡娏坎蛔阋l(fā)設(shè)備故障進(jìn)而造成停播問(wèn)題。如果放電后UPS電源電量已經(jīng)小于正常值的三分之一，就要及時(shí)進(jìn)行外電恢復(fù)操作，并繼續(xù)進(jìn)行充電操作。

4.4 對(duì)UPS電源的規(guī)范操作與管理

在應(yīng)用UPS電源的過(guò)程中，工作人員需要嚴(yán)格按照說(shuō)明書上的注意事項(xiàng)操作，主要內(nèi)容包含4點(diǎn)：其一，UPS電源不能對(duì)感性負(fù)載設(shè)備如空調(diào)、風(fēng)扇等提供供電支持[8]；其二，UPS電源要由專業(yè)技術(shù)人員按照流程進(jìn)行操作，并且在操作期間不能進(jìn)行自行修改和調(diào)整；其三，在對(duì)UPS電源進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作的過(guò)程中，要嚴(yán)格按照說(shuō)明書要求操作，通常情況下，工作人員需要按照負(fù)載功率大小逐漸遞進(jìn)，且關(guān)機(jī)期間也要按照相反順序進(jìn)行操作；其四，在UPS電源運(yùn)行和操作期間避免出現(xiàn)頻繁開(kāi)關(guān)電源的情況，因?yàn)殛P(guān)閉后即刻重啟很可能引發(fā)電源損壞，所以在關(guān)閉電源后要間隔10秒后再重新啟動(dòng)。

5 性能優(yōu)化與維護(hù)方案

5.1 電源容量?jī)?yōu)化對(duì)策

為確保電源在運(yùn)行中保持正常工作狀態(tài)，工作人員需要加強(qiáng)對(duì)UPS電源容量配置的調(diào)整和優(yōu)化。在對(duì)UPS電源容量進(jìn)行配置的過(guò)程中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)UPS電源正常負(fù)載水平的關(guān)注，嚴(yán)格按照負(fù)載要求進(jìn)行功率調(diào)整。前文已經(jīng)提出，負(fù)載量不合理很可能引發(fā)蓄電池故障，影響設(shè)備的正常運(yùn)行和使用壽命。所以，在選擇蓄電池容量時(shí)要采用最大電流法進(jìn)行操作。電源蓄電池在機(jī)房溫濕度影響下會(huì)發(fā)生較大變化，所以要按照電源工作設(shè)備功率和使用頻次不斷調(diào)整蓄電池最高供電量。同時(shí)要明確電池標(biāo)準(zhǔn)容量，只有這樣才能按照功能要求選擇合理的電池型號(hào)和參數(shù)配置要求。

5.2 電源供電優(yōu)化對(duì)策

除要關(guān)注電池容量外，還要加強(qiáng)對(duì)機(jī)房電源供電的優(yōu)化。針對(duì)不同機(jī)房的特點(diǎn)，工作人員要根據(jù)實(shí)際情況選擇并聯(lián)或串聯(lián)供電方式，目前最常見(jiàn)的供電方案為串聯(lián)供電[9]。

5.3 UPS電源配電設(shè)備管理和維護(hù)

對(duì)UPS電源配電設(shè)備管理工作而言，需要加強(qiáng)配電設(shè)備的安全防范管理，通過(guò)計(jì)算精準(zhǔn)調(diào)整配電柜零地電壓指標(biāo)，始終將其控制在1 V范圍內(nèi)，如果運(yùn)行期間超過(guò)該范圍，很可能導(dǎo)致配電設(shè)備整體效率下降，甚至引發(fā)不同程度的電源設(shè)備故障問(wèn)題。若已經(jīng)出現(xiàn)管理和維護(hù)故障，要及時(shí)進(jìn)行針對(duì)性維修，避免出現(xiàn)接口位置損壞的情況[10]。另外，合格的電源配電設(shè)備的使用年限為8年左右，一旦超出正常使用年限，工作人員就需要及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行綜合測(cè)評(píng)分析，對(duì)于不合格設(shè)備要及時(shí)更換。

5.4 UPS電源蓄電池管理和維護(hù)

對(duì)UPS電源蓄電池管理和維護(hù)工作而言，需要嚴(yán)格按照蓄電池廠家的充電參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行調(diào)整，避免發(fā)生懸浮充電問(wèn)題。因?yàn)殚L(zhǎng)期處于懸浮電壓狀態(tài)，電壓值將明顯低于正常標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)導(dǎo)致UPS電源蓄電池的充電狀態(tài)不穩(wěn)定，加重電極硫酸鹽化情況，不利于廣播電視機(jī)房工作的順利開(kāi)展[11]。在蓄電池長(zhǎng)期閑置狀態(tài)下，工作人員需要定期進(jìn)行蓄電池放電操作，比如，每隔3個(gè)月進(jìn)行一次放電操作，為蓄電池使用效率提供保障，以使蓄電池始終處于最優(yōu)工作狀態(tài)。此外，在蓄電池放電期間，還要加強(qiáng)對(duì)蓄電池波動(dòng)功率的管控，避免運(yùn)行期間出現(xiàn)深度放電的情況。通常情況下，蓄電池使用年限為6年，如果超過(guò)正常使用年限同樣需要對(duì)其進(jìn)行更換。

6 結(jié)語(yǔ)

影響廣播電視節(jié)目順利播出的原因很多，工作中供配電系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定引發(fā)播出事故是其中之一。為確保廣播電視節(jié)目順利播出，工作人員就需要加強(qiáng)對(duì)供配電系統(tǒng)可靠性和連續(xù)性的關(guān)注。在廣播電視播出機(jī)房系統(tǒng)中有效應(yīng)用UPS電源，不僅能改善播出系統(tǒng)的供電質(zhì)量，還能防止出現(xiàn)因?yàn)槭须妴?wèn)題引發(fā)的電視播出事故，對(duì)提升廣播電視播出系統(tǒng)安全性和可靠性有著積極作用。因此，相關(guān)工作人員需要對(duì)廣播電視播出機(jī)房UPS電源設(shè)備進(jìn)行全面維護(hù)管理，以有效預(yù)防電壓失穩(wěn)或環(huán)境變化因素造成的負(fù)面影響，保證廣播電視節(jié)目安全播出。