廣電播控機(jī)房UPS 配置方法研究

徐輝世

（青島市即墨區(qū)融媒體中心，山東 青島 266200）

0 引 言

不 間 斷 電 源（Uninterruptible Power Supply，UPS）系統(tǒng)是一種用于保障電子設(shè)備在電源中斷或電壓波動時繼續(xù)供電的設(shè)備，其作用在于提供臨時電源，以保證設(shè)備在斷電情況下能夠正常運(yùn)行或有足夠的時間進(jìn)行安全關(guān)機(jī)。UPS 系統(tǒng)通常由電池組、逆變器及充電器等部分組成，能夠根據(jù)不同的負(fù)載情況提供不同電壓和電流的輸出。

UPS 系統(tǒng)在廣電播控機(jī)房中具有至關(guān)重要的地位，根據(jù)其工作原理和輸出波形的不同，可以分為在線式UPS、離線式UPS 及雙變換式UPS 等不同類型。其中，在線式UPS 系統(tǒng)具有實(shí)時穩(wěn)壓、過載保護(hù)能力，適用于對電源質(zhì)量要求較高的場合；離線式UPS系統(tǒng)具有較高的轉(zhuǎn)換效率和較低的成本，適用于對電源質(zhì)量要求不高的場合；雙變換式UPS 系統(tǒng)兼具在線式UPS 和離線式UPS 的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)高效率和高穩(wěn)定性的供電[1]。

1 UPS 配置方法

1.1 UPS 容量與負(fù)載需求匹配

UPS 系統(tǒng)的配置方法中，要考慮UPS 容量與負(fù)載需求的匹配問題。UPS 容量的選擇需要根據(jù)廣電播控機(jī)房的負(fù)載需求來確定，以保證UPS 系統(tǒng)能夠為所有設(shè)備提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。在進(jìn)行容量匹配時，需要充分考慮播控機(jī)房的負(fù)載特性、負(fù)載波動性以及設(shè)備的啟動電流等因素，以確保UPS 系統(tǒng)在各種工作狀態(tài)下都能夠滿足負(fù)載需求。UPS 系統(tǒng)配置如圖1所示。

圖1 UPS 系統(tǒng)配置

在實(shí)際配置中，通常會采用冗余設(shè)計，即在滿足負(fù)載需求的基礎(chǔ)上，額外增加一定的UPS 容量作為備用，以應(yīng)對突發(fā)的負(fù)載波動或設(shè)備啟動時的瞬時電流沖擊。這種冗余設(shè)計能夠增強(qiáng)UPS 系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，保障播控機(jī)房的正常運(yùn)行。

此外，需要詳細(xì)的調(diào)研和分析廣電播控機(jī)房的負(fù)載需求，包括各類設(shè)備的功率消耗、工作模式及使用頻率等信息，以便更準(zhǔn)確地確定UPS 容量的選擇。通過科學(xué)合理的UPS 容量與負(fù)載需求匹配，可以有效提高UPS 系統(tǒng)的利用率，減少能源浪費(fèi)，確保廣電播控機(jī)房的穩(wěn)定供電[2]。

1.2 UPS 布線設(shè)計與規(guī)劃

UPS 系統(tǒng)在進(jìn)行電源布線設(shè)計與規(guī)劃時，首先，需要充分考慮廣電播控機(jī)房的實(shí)際布局、設(shè)備位置及電源接入點(diǎn)等因素，合理規(guī)劃電源線路的走向和長度，降低線路損耗，減小電能傳輸過程中的能量損耗。其次，需要考慮線路的安全性和可靠性，選擇合適的電纜規(guī)格和材質(zhì)，保證電源線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。最后，需要考慮UPS系統(tǒng)的冗余設(shè)計，合理設(shè)置備用電源線路，以應(yīng)對主電源線路出現(xiàn)故障或損壞時的緊急情況。通過科學(xué)合理的電源布線設(shè)計與規(guī)劃，可以最大限度地提高UPS 系統(tǒng)的運(yùn)行效率和安全性，確保廣電播控機(jī)房的持續(xù)穩(wěn)定供電。

1.3 UPS 備用電源配置與應(yīng)急處理

UPS 備用電源配置與應(yīng)急處理是UPS 配置方法中的重要環(huán)節(jié)。在實(shí)際應(yīng)用中，為應(yīng)對主電源故障、電網(wǎng)波動或其他突發(fā)情況，需要配置UPS 系統(tǒng)的備用電源，并建立相應(yīng)的應(yīng)急處理機(jī)制，以保障播控機(jī)房的持續(xù)穩(wěn)定供電。

在進(jìn)行UPS 備用電源配置時，需要充分考慮備用電源的類型、容量及切換方式等因素，選擇合適的備用電源設(shè)備，并合理布置備用電源線路，以確保備用電源能夠在主電源故障時迅速切換并接管負(fù)載，保障連續(xù)供電。同時，需要建立完善的應(yīng)急處理預(yù)案，包括應(yīng)急切換流程、設(shè)備檢修與維護(hù)計劃、故障排除措施等，以應(yīng)對各類突發(fā)情況，保障廣電播控機(jī)房的穩(wěn)定運(yùn)行[3]。

2 UPS 設(shè)備選型與配置

2.1 UPS 設(shè)備選型原則與方法

UPS 設(shè)備在進(jìn)行選型時，需要考慮多種因素，包括負(fù)載功率需求、電源質(zhì)量、系統(tǒng)可靠性、運(yùn)行環(huán)境及成本效益等。根據(jù)這些因素，制定一套科學(xué)合理的UPS 設(shè)備選型原則和方法。

首先，充分考慮廣電播控機(jī)房的負(fù)載功率需求。根據(jù)廣電播控機(jī)房的實(shí)際功耗情況，進(jìn)行合理估算和預(yù)測，以確定所需的UPS 設(shè)備容量。其次，電源質(zhì)量和系統(tǒng)可靠性是需要重點(diǎn)考慮的因素，決定其在保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行中的重要作用，因此需要選擇具有高質(zhì)量和可靠性的UPS 設(shè)備。再次，運(yùn)行環(huán)境是一個關(guān)鍵考慮因素。由于不同的運(yùn)行環(huán)境可能對UPS 設(shè)備的選型產(chǎn)生影響，需要充分考慮運(yùn)行環(huán)境的溫度、濕度及海拔高度等因素。最后，成本效益是一個全面考量的因素，需要在保證UPS 設(shè)備性能的前提下，盡量降低成本，提高投資回報率。

2.2 UPS 電池組配置與管理

UPS 電池組對于廣電播控機(jī)房的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，其配置和管理需要進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃和有效管理，以確保UPS 系統(tǒng)能夠持續(xù)穩(wěn)定地提供電力支持。

首先，UPS 電池組的配置需要考慮備用時間和充電時間等因素，以確保在電力中斷的情況下能夠持續(xù)供電。其次，對于UPS 電池組的管理，需要定期進(jìn)行電池容量測試、內(nèi)阻測試及充電狀態(tài)監(jiān)測等工作，以確保電池組處于良好狀態(tài)。最后，需要合理地控制UPS 電池組的充放電，避免過度放電和過度充電對電池壽命造成影響。

2.3 UPS 系統(tǒng)配電裝置選擇與規(guī)劃

合理選擇和規(guī)劃UPS 系統(tǒng)配電裝置，可以有效保障UPS 系統(tǒng)的正常運(yùn)行和廣電設(shè)備的電力供應(yīng)。在選擇UPS 系統(tǒng)配電裝置時，首先要充分考慮負(fù)載類型和功率特性，以確保配電裝置能夠滿足不同負(fù)載的電力需求。其次，需要綜合考慮配電裝置的過載能力、短路保護(hù)、過壓保護(hù)及欠壓保護(hù)等功能，以確保UPS系統(tǒng)在各種異常情況下能夠有效保護(hù)負(fù)載設(shè)備。最后，需要考慮系統(tǒng)的擴(kuò)展性和容錯性，以便隨著廣電播控機(jī)房的發(fā)展和變化進(jìn)行靈活調(diào)整和擴(kuò)展[4]。

在UPS 系統(tǒng)配電裝置的規(guī)劃中，首先需要考慮配電裝置的安裝位置和布局，以確保設(shè)備布局合理、通風(fēng)良好、維護(hù)便捷。其次，需要考慮配電裝置的監(jiān)控和管理系統(tǒng)，以便實(shí)時監(jiān)測和管理UPS 系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載情況。最后，需要綜合考慮負(fù)載類型、功率特性、過載能力、保護(hù)功能、系統(tǒng)擴(kuò)展性、安裝位置布局及監(jiān)控管理系統(tǒng)等因素，以確保UPS 系統(tǒng)配電裝置的高效穩(wěn)定運(yùn)行和廣電設(shè)備的持續(xù)供電。

3 UPS 系統(tǒng)性能評估

3.1 UPS 系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性分析

UPS 系統(tǒng)在供電過程中需要保持電壓、頻率及波形的穩(wěn)定性，以確保所供電設(shè)備的正常運(yùn)行。一方面，要監(jiān)測和評估其輸出電壓、頻率及波形，通過實(shí)時監(jiān)測UPS 輸出的電壓和頻率是否在正常范圍內(nèi)，以及波形是否紋理清晰，從而全面評估UPS 系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性表現(xiàn)。另一方面，需要測試UPS系統(tǒng)在電網(wǎng)供電中斷時的切換響應(yīng)時間，以驗證其在應(yīng)急情況下的可靠性和穩(wěn)定性。

采用雙重轉(zhuǎn)換在線式UPS 系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對供電的雙重轉(zhuǎn)換，有效提高UPS 系統(tǒng)在供電切換過程中的穩(wěn)定性和可靠性。此外，對UPS 系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)工作至關(guān)重要，定期檢測和維護(hù)UPS 系統(tǒng)，可以有效提升其長期運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。

3.2 UPS 設(shè)備能效評估與優(yōu)化

UPS 設(shè)備的能效性能評估與優(yōu)化是可以提高能源利用效率，從而減少能源浪費(fèi)，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。在評估UPS 設(shè)備的能效性能時，需要考慮其在不同負(fù)載率下的能效表現(xiàn)。通過實(shí)驗測試和數(shù)據(jù)分析，可以得出UPS 設(shè)備在不同負(fù)載率下的能效曲線，從而評估其能效性能。此外，可以優(yōu)化UPS 設(shè)備的電池管理系統(tǒng)，提高電池的充放電效率，減少能量損耗，從而提高UPS 設(shè)備的整體能效性能[5]。

為進(jìn)一步優(yōu)化UPS 設(shè)備的能效性能，可以考慮采用高效節(jié)能的絕緣柵雙極型晶體管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）變流器技術(shù)，能夠有效降低UPS 設(shè)備的能量損耗，提高其能效性能。另外，采用智能化的能效管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對UPS 設(shè)備的實(shí)時監(jiān)測和能效的優(yōu)化調(diào)整，從而提高UPS 設(shè)備的能效性能。

3.3 UPS 系統(tǒng)自動化運(yùn)維技術(shù)探討

UPS 系統(tǒng)的自動化運(yùn)維技術(shù)是當(dāng)前UPS 設(shè)備管理的重要發(fā)展方向之一。通過引入自動化運(yùn)維技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對UPS 系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測、故障診斷及維護(hù)管理，從而提高UPS 系統(tǒng)的運(yùn)行效率和可靠性。

在UPS 系統(tǒng)的自動化運(yùn)維技術(shù)方面，可以采用遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)測UPS 設(shè)備，并通過云平臺實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集、分析及處理。通過遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，可以及時發(fā)現(xiàn)UPS設(shè)備的異常情況，預(yù)測潛在故障風(fēng)險，提前進(jìn)行維護(hù)和修復(fù)，從而降低UPS 系統(tǒng)的故障率，提高其可靠性[6]。

此外，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的UPS 設(shè)備智能診斷系統(tǒng)是自動化運(yùn)維技術(shù)的重要組成部分。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)UPS設(shè)備與傳感器、控制器等設(shè)備的連接，實(shí)時監(jiān)測和分析UPS 設(shè)備工作狀態(tài)，為UPS 系統(tǒng)的運(yùn)維管理提供數(shù)據(jù)支持和決策依據(jù)。

4 結(jié) 論

廣電播控機(jī)房UPS 配置對廣播電視的正常播出和穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。通過文章對UPS 配置方法的全面概述，提供更加可靠和高效的UPS配置方案，能夠滿足日益增長的電力需求，保障廣電業(yè)務(wù)的穩(wěn)定運(yùn)行。未來，廣電行業(yè)的UPS 配置將朝著高可靠性、智能化、綠色化方向發(fā)展。UPS 系統(tǒng)在技術(shù)創(chuàng)新、智能化發(fā)展及新興行業(yè)應(yīng)用方面都具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，將迎來更加廣闊的發(fā)展前景。