浅议UPS电源在广播发射台中的维护与应用

王荣

摘 要：广播电视为人民大众提供了丰富多彩的电视节目，丰富了人民群众的文化生活，特别是大量直播节目，更是为我国广电行业的建设与发展注入了新鲜的活力，因此，良好的播出信号是广播电视安全运行的重要保证。文章概述了UPS电源系统，分析了如何选择UPS电源系统，并提出了如何有效地维护UPS电源及其配套系统。

关键词：UPS电源；广播电视；选择；维护

广播电视直播系统是现场直播信号的心脏，为保证电视节目的质量要求，杜绝电视系统服务中断现象的出现，必须保证供电质量。因此，在电视播出系统机房中设置UPS供电系统十分必要。

1 UPS电源概述

UPS是不间断电源的简称，在有限电视系统中一般使用蓄电池或其它能源作为备用电源使用，以实现电网供电和备用电源供电之间的平滑倒换，保证实现所接负载电源的持续可靠性。

1.1 UPS电源的组成与工作原理

UPS电源主要由整流器、逆变器、蓄电池和旁路开关等四部分组成，其不同部分有着不同的作用。

整流器是一个将市电或发电机的交流电转化为直流的整流装置。一方面，它可以为蓄电池提供充电电压；另一方面，它可以将交流电转化为直流电，经过滤波后送给逆变器。整流器能把电压稳定在一个合理的范围内，对稳定起着重要的作用。逆变器是一个由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成，其作用是将整流后的直流电能转化为电压和频率都相对比较稳定的交流电的装置，并最终提供给负载。其性能直接影响UPS的输出性能指标。旁路开关可以承受负载的瞬间过载或者短路，其主要作用就是提高UPS电源的可靠性。当UPS供电系统出现过载或短路故障时，UPS可以自动切换到旁路，以保护UPS的逆变器不会因为过载而损坏。蓄电池是由若干个电池串联而成的储存电能的装置。其容量大小决定了维持放（供）电的时间，其主要针对市电而进行化学能的转化：当市电正常时，将电能转换成化学能储存在电池内部；而当市电出现故障时，将化学能转换成电能提供给逆变器或负载。

1.2 UPS电源的分类

按照工作原理，UPS电源可以分为离线式、在线式以及在线互动式三种。离线式电源又称为后备式电源。结构相对简单、价格较低、可靠性能较高，主要应用在UPS的外置设备、微机等方面。其主要功能就是自行稳定电压、及时进行断电保护。通常情况下，后备式电源需要十毫秒左右的时间进行转换，经过逆变之后，改变原来交流电的正弦波为方波。在线式电源，这是一类结构较复杂，具有较为稳定的电压和完善性能的电源。只要有负载工作，逆变器就一直工作，只有UPS发生故障、过载时才会转变为旁路输出给负载。输出电压瞬间反应特别好，对一切电源方面的问题都能很好地解决。由于良好的功能，投资较大，常常应用在比较关键的设备和环境中才能应用。在线互动式电源。平常由旁路输出给负载，此时的逆变器作为充电器，当遇到断电情况时，逆变器会将电池能量转变为交流电输出给负载。这类电源具有很强的抗市电干扰能力，只需要四毫秒以下的时间就可以进行转换，经过逆变后输出的正弦波，可以在较差的环境下进行应用。

2 UPS蓄电池组与配套发电机系统的选择

2.1 UPS电源的选择

对于UPS电源来说，蓄电池是最重要的组成部分，也是UPS电源系统中最为薄弱的环节。蓄电池出现故障后，会导致主机出现故障，因此要认真选择蓄电池，以保证UPS电源系统的稳定、高效运行。

在广播电视直播中，为了应对长时间停电的紧急情况，一般采用两种措施：一种是为UPS电源安装大容量的蓄电池，这种方法会提高UPS电源的成本；另一种是为UPS配置能够应对短时停电的电池组，并同时配套UPS发电组。

因此，首先要做好蓄电池工作时间的计算。

蓄电池工作时间=蓄电池组容量*电压/（主机额定功率*功率因数）。根据该公式，可以计算出外电停电状态下蓄电池的工作时间，也就能得到所需的电池容量。假设需要蓄电池放电时间为60分钟，套用公式，可以计算出160kVA UPS蓄电池容量=1小时*160kVA*0.75/380V=316AH。两台60kVA的UPS蓄电池容量=1*60*2*0.75/380V=237AH。按照计算结果，我们可以为每台160kVA UPS配置两组75AH并联接法的蓄电池，为两套两台60kVA UPS分别配置100AH的蓄电池。

2.2 UPS电源配套发电系统的选择

UPS电源配套系统要满足负载需求，以保证点击因为过载而停机。UPS电源的带载能力、容量大小以及在不同环境中性能表现，都成为了UPS电源选择所需要考虑的问题。一般认为UPS容量越大，可靠性能就越高；负载性质要区分线性负载和非线性负载，要根据功率和峰值因数来选择UPS电源。一般为了应对突然停电，需要选择大容量的发电机来为UPS通电，对于12脉冲的整流UPS电源来说，两者之间的容量比为1：1.5以上为合适。选择500kVA是能够满足UPS系统正常运行的需要。当外电断电情况出现时，发电机系统自动启动，在不同的UPS电源配套的电池组的放电时间内，发电机便可以继续给UPS系统供电，保证机房设备供电的连续性。

3 UPS电源使用中的维护

由于实际工作经验告诉我们，只安装了UPS电源不等于能保证广播电视直播系统供电力万无一失，由于不正当的维护而造成的停电事故也常有发生。因此，如何确保UPS电源充分发挥作用，日常的维护十分必要。

3.1 要保证一个事宜的环境

UPS电源系统对工作环境要求不算太高，处于5°～40°都能正常工作。但是，要保持环境的干燥、通风，同时尽量避免阳光直射，防止高温晒烫设备。

3.2 不能隨意更改主机设置中的参数

如果随意更改参数，会对UPS电源造成直接的影响。尤其是电池组的参数，如果随意更改，将会直接缩短电池的使用寿命。但是，要根据电源工作的环境温度，要相应调整浮充电压。一般以25°为参照标准，每当环境升温或降低1°时，浮充电压就应增加18mv。

3.3 禁止使用过程中随意增加功率大的额外设备。由于UPS电源使用要求功率余量不大，不允许在满负载工作状态下长时间运行，否则，容易出现主机故障，甚至会损坏变换器。

3.4 采取保护措施，避免发生电击危险。UPS的组合电源的电压很高，在进行拆卸导电联接时，要做好安全保护措施。使用绝缘工具，并在输出接点上设有防触摸措施。任何状态下，都要保证电压、电流在安全值内。

3.5 避免电池出现深度放电或短路的情况。电池的循环寿命与放电深度有很大的关系。放电深的电池，循环寿命短。一般保证放电达到容量的1/3～1/2就可以了。

3.6 避免UPS处于磁场包围中。由于UPS电源的防磁能力有限，如果长期工作在磁场强大的环境中，会缩短UPS电源的使用寿命。

为了电视广播节目的安全、稳定地播出，无论是在节目传输还是配电系统，UPS电源系统都起到了极其重要的作用。因为，我们要充分了解UPS电源系统的性能并能做到正确地使用、维护UPS电源，减少或降低UPS电源出现的故障率，延长电源使用寿命，从而保证不间断的电源的供应，更好地服务于电视广播直播工作。

参考文献

[1]钟景山.电视播出系统中UPS的配置与使用[J].中国有限电视，2010（7）：841-844.

[2]李全喜.UPS在广播发射台的应用与维护[J].无线互联科技，2012（8）：172-173.