浅谈UPS电源在广播电视监测系统中的应用

曹赟辉

摘要：随着广播电视监测事业的迅猛发展，监测设备的更新、技术管理手段不断提高，传统的供电方式已经渐渐在日常系统运行中出现缺陷，无法保障我们监测系统全年不间断24小时运行。广播电视监测是广播电视安全播出极为重要的一个环节，担负着广播电视的调度、传输、控制过程中的安全卫士角色，对于保障广播电视节目的高质量播出，起着重要的作用。

关键词：UPS电源；广播电视；监测系统；应用

供电技术对于监测中心机房来说是重中之重，任何一个短暂的供电中断、闪烁，都将导致我们监测系统停止工作， 从而造成严重的后果。 为了避免类似的情况出现，UPS系统——一个高性能的不间断电源，就成了保证广播电视监测系统正常运行的首选设备，他具备的优越技术条件，不但杜绝了突然断电造成的危害，同时也提高了供电质量。所以，UPS系统在广电系统中已经得到广泛的应用。

一、UPS的定义、分类及特点

UPS的英文全称是Uninterruptible power supply，意为不间断电源系统，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。在市电正常时，UPS将市电稳压稳频后供给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内的蓄电池组充电；当市电中断时（事故停电），UPS立即将机内蓄电池的电能通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电能，使负载维持正常工作，可见，UPS是一种能为负载提供连续不断电能的供电系统。

UPS大体分为离线式UPS（也称后备式UPS或切换式UPS）、在线式UPS、在线互动式UPS三类。

（一）后备式UPS：

后备式UPS电路结构如图1所示。

当电网供电正常时，一路市电通过整流器对蓄电池进行充电，而另一路市电通过自动稳压器初步稳压，吸收部分电网干扰后，再由旁路开关直接给负载供电，此时它只相当于一台性能较差的稳压器，仅对市电电压幅度波动有改善，对电网上出现的频率不稳，波形畸变等电源缺陷没有任何调整能力。

当电网供电电压低于180V高于250V，或电网频率超出UPS输入范围时（即在非正常情况下），交流输入会被切断，充电器停止工作，蓄电池开始放电，在控制电路的控制下，逆变器开始工作，产生220V50Hz的交流电，此时UPS供电系统转换为由逆变器继续向负载供电。所以，后备式UPS的逆变器总是处于备用供电状态，并且供电时间有较大的局限性。

（二）在线式UPS：

所谓在线式是指无论电网电压是否正常，负载所用的交流电压都是经过逆变输出而提供的电能，即逆变电路始终处于工作状态，所以，他的电压、频率都非常稳定。在线式UPS一般为双变换结构，其电路结构图如图2：

所谓双变换是指 UPS正常工作时，电能通过了AC/DC、DC/AC两次变换后，再提供给负载使用。

如图3所示，在线式UPS在电网供电正常时，电网输入的电压经过噪声滤波器去除电网中的高频干扰，以得到纯净的交流电后，一路进入充电器对电池充电，另一路则进入整流器进行整流和第二次滤波。并将交流电转换为平滑直流电能供给逆变器，而逆变器又将直流电转换成220V50Hz的交流电供负载使用。當发生市电中断时，交流电的输入已被切断，整流器不再工作。此时，蓄电池放电把能量输送到逆变器，再由逆变器把直流电变成交流电，供负载使用。它们的转换间隙为零，非常符合监测系统不能断电的技术要求。

在线式UPS的供电质量很高，是源于它在接受到市电后，首先将市电交流电源变成直流电源，然后进行脉宽调制，再将直流电变成交流电。所以，在线式UPS是一个电压稳定、频率稳定，没有杂波干扰、没有波形畸变较为理想的不间断供电电源，在各个领域，都得到了广泛的选用，也是我们广播电视监测系统建设中首选的供电设备。

（三）在线互动式UPS。在线互动式UPS是基于在线式UPS发展起来的一种新技术，其蓄电池、逆变器和输出始终处于连通状态。在市电正常情况下，逆变器反相工作，为蓄电池充电；市电异常时转换开关断开，由蓄电池提供电能，在线互动式UPS的逆变器和输出总是处于连通状态，对电源起到滤波和削波作用，具有优越的电源保护能力，具有稳压精密，运行稳定，智能化和安全保护等优点。

二、UPS的安全使用

1、当前，一般市电电压的波动范围都符合UPS输入电压变化范围的要求，目前绝大部分UPS都具有抗干扰自动稳压功能，没有必要再外加抗干扰交流稳压器，如果有的地区电压波动较大，那么，应在UPS前级增加抗干扰交流稳压器作为UPS的输入级，用于保证UPS的正常工作。

2、UPS的配电箱所使用的开关不宜选用老式的刀闸开关，因这种开关在接通和分断电源时有拉弧现象，会对电网产生干扰，也不宜使用熔断式熔丝，因为熔断丝过电流响应速度太慢，在负载或UPS短路时，不能及时切断电源，从而会对设备造成危害。所以，UPS的配电箱，应采用空气开关，这种开关有消弧和负载短路时响应速度快的功能，有漏电保护和过热保护等功能。但是，要注意空气开关的容量，选用应适中，开关容量过大会造成过流或发生短路时，起不到保护作用，过小则会造成经常跳闸断电。

3、使用UPS应保证所接的相线、中性线、地线符合要求，不得随意改变其相互的顺序。这是非常关键的，否则，在自动转换时，会将相、零、地线错位，造成设备损坏。

4、禁止将不同安时数，不同品牌的蓄电池组混合使用，外接的蓄电池组到UPS主机的距离应尽量短，导线的截面积应尽量大，以增加导电量，减少线路上的电能损耗。

5、为防止寄生电容耦合干扰，保护设备及人生安全，UPS必须可靠接地，且接地电阻不得大于4欧姆。

三、UPS的日常维护

1、清洁和检查：UPS正常工作情况下，主机的维护量很小，主要是防尘和定期除尘。由于空气中的灰尘较多，机内的风机会将灰尘带入机内沉积，当遇到空气潮湿，会引起主机控制紊乱，造成主机工作失常，发生不准确报警，造成器件散热不好。所以，每季度应彻底清扫一次，同时检查各连接件、插接件有无松动和接触不良的情况。

2、定时检查、测量蓄电池组的电压，更换不合格的电池。

3、每三个月对蓄电池放电一次，可以提高蓄电池能量和寿命。如果市电很稳定，UPS中的蓄电池就没有工作的机会，蓄电池就有可能因长时间浮充而损坏。因此，每季度应人为地中断市电一次，让蓄电池带负荷放电一段时间，用于激活蓄电池，这不但能保证蓄电池的蓄电能量，而且能延长蓄电池的使用寿命。

广播电视监测中心担负着广播电视安全播出的“安全卫士”作用，一旦出现问题，将在所监测区域造成无法挽回和不可估量的重大政治影响，政治责任及其重大。近年来我台在播出、传输系统使用了在线式UPS，提高了供电质量，避免了许多因外电原因造成的停播事故。

UPS在确保我们广播电视安全播出工作中起着十分重要的作用，对UPS的正确使用和日常维护，延长其使用寿命、保证其正常使用至关重要。所以，对UPS的管理，比须严格按照章程、技术规范进行，不得随意改动设备的技术指标。