有线电视机房UPS不间断电源的设计

陆成锦



有线电视机房UPS不间断电源的设计

陆成锦

广州华南信息技术有限公司，广东 广州 510510

随着人们生活水平的不断提升，对有线电视机房的要求也在不断增长。以当前有线电视机房UPS不间断电源设计工作开展的情况为基础，结合近年来的工作经验，提出如何提升有线电视机房UPS不间断电源设计质量。

有线电视机房；UPS；不间断电源；设计

引言

近年来我国的有线电视业务量不断增长，前端机房当中的设备数量也逐渐增多。设备运行是否稳定，在很大程度上影响着有线电视数据信号的正常传输。电压必须要在额定范围内，且不能出现任何形式的突发性断电，否则容易导致有线电视设备损坏。所以国内绝大部分地区有线电视前端机房都配备了大功率UPS电源，而且UPS电源还可以提供各种形式的负载电压，保证频率的稳定性。如果使用的设备是波形比较小的电源，必须要保证逆变和旁路相互切换时供电不间断。UPS设计质量，很大程度上会影响到供电系统负载，需要给负载系统提供优质的电源，但是在实际工作过程中发现，UPS供电系统自身也很容易发生各种故障，下文将对相关问题进行阐述。

1 根据不同负载量以及不同的延时时间来配置UPS后备电池

不间断电源存在的意义就是不间断供电，为了保证UPS电源可以持续不断的向机房设备供电，必须要选择正确的后备电池。UPS电池后备时间必须要比市电中断至市电恢复更长，才能保证有线电视机房时刻处在正常运转的状态下。在选择电池容量时，要遵循下述方面的几个原则：电池组容量必须要满足UPS逆变器供电要求，而且在额定负载的条件下，电池组电压必须要在逆变器允许电压之上，不能低于逆变器允许最低电压[1]。

在对机房设备进行布置时，尽量让电池组可以靠近UPS主机，利用该方式来缩短电池组和UPS主机之间连线的长度，并增加导线截面积，将导线电压控制在合理范围内。电池组可以安装到电池柜中，同时也可以将电池组安装到电池架上。前者的安装方式比较美观，视觉层面上比较美观。但是这种安装方式，对楼板的承重要求比较高，所以适用范围较小。后者可以通过分散承重方式来安装，对楼板的要求并不高。但是后者的占地面积比较大，很容易堆积灰尘，影响维护质量。

2 利用冗余的方式来增加UPS电力供应可靠性与持续性

为了全面提升UPS供电可靠性以及UPS的供电持续性，工作人员可以利用各种不同的UPS冗余连接法来进行持续供电。不同链接方式的优缺点比较明显，相关工作人员需要按照当地的实际情况来确定选择何种负载形式，目前最常见的冗余连接方式包含下述三种，如下图1所示。

图1 冗余连接方式

2.1 双机主从式热备份

双机主从式热备份工作模式，将从机UPS--A输入到另外一个主机，UPS--B旁路当中。在正常运行的状态下，负载一般均由UPS--B来供电，所以UPS--A时刻处于备份的状态。如果在该工作模式下，UPS--B出现了故障，则负载供电应当切换到UPS--A处。这种工作模式与结构都比较简单，操作难度较低，但是缺点也相对比较明显。主机的UPS--B一直处在工作的状态下，机械设备长时间工作，必然会影响到设备的性能。而UPS--A处在长期空载的状态下，其内部的所有元器件都有可能会出现老化的问题，而且不同位置元器件的老化程度不同。从机UPS--A持续供电的状态下，主机UPS--B静态旁路若出现各种形式的故障，都有可能会导致前端机房系统出现供电失败等问题，而且还要控制系统负载，将系统的负载控制在正常单机容量状态下，但是这种模式日后想要扩容难度比较大[2]。

2.2 负载功率均分并联备份

负载功率均分并联方式想要正常使用，需要使用两台或者两台以上的UPS逆变单元，而且还要保证这些逆变单元相互并联运行。正常工作状态下，两台或者多台的逆变器会同时向负载方向提供平均分配的负载功率，如果两台或者多台设备中的一台出现故障，都会导致UPS自动脱离，负载也会从剩余逆变器供电重新分配到负载功率上。

该工作模式目前最常见的结构分为两种，第一种结构是UPS外加并机柜并联，通过使用UPS外加并机柜的方式来实现同步控制、多机均流控制，而且这种工作方法还可以提供并联系统总静态旁路。另一种工作方法是在所有UPS设备内部安装逻辑控制板路，利用逻辑控制板来控制不同机械设备的流出状态，从根本上实现均匀流出。这种工作方法与传统工作方案相比，日后扩容更加简单，有助于机房以后发展。但是这种工作模式的缺点也较为明显，利用并联机柜的方式来对电流进行处理，导致并联机柜成UPS供电系统瓶颈。在这种系统运行模式下，如果并联机柜产生故障，必然会影响到供电系统的正常运行，并导致供电系统运行失败[3]。

因为不同UPS输出功率不同，导致所有设备的参数都很难保持高度一致，影响了UPS向负载供电的正常进行。如果UPS内部逆变器可以形成环流，相关工作人员必须要对环流加以控制，因为如果出现环流过大的情况，会严重影响逆变器的正常使用，情况严重时还有可能会导致逆变器出现损坏。

第二种结构是双机并联且互为热备份工作模式，该工作方法是将两台完全相同UPS电池组输入到系统内部，整流器输出以及逆变器输出相互并联，并同时使用同一个旁路电源。在正常工作的状态下，两个整流器可以通过向不同逆变器进行供电，利用开关的方式来控制一台逆变器进行负载供电。不同整流器与不同的逆变器相互之间可以备用，而且只有逆变器在同一时间发生故障时，系统才会将负载切换到共同旁路电源中，让市电供电。这种运行模式不会遭遇到瓶颈，如果运行过程中任何UPS出现局部故障或者出现整体故障，系统依然可以继续向负载持续供电。因为该系统在相同时间内，只能有一台逆变器承担向负载供电职能，所以不会出现逆变器环流问题。

3 结语

有线电视机房UPS不间断电源设计，对有线电视机房能否正常使用的影响较大。上文从多角度论述了相关问题，希望可以为后续工作的开展提供参考。

[1]张希.有线电视机房UPS不间断电源的设计、使用和维护[J].有线电视技术，2015（2）：85-86.

[2]郭庆.浅谈太原市有线电视机房UPS的选用与维护[J].科技与创新，2015（15）：82-83.

[3]武新华.UPS电源在库尔勒有线电视中心机房的应用[J].中国有线电视，2011（2）：147-150.

Cable TV Room UPS Uninterruptible Power Supply Design

Lu Chengjin

Guangzhou South China Information Technology Co., Ltd, Guangdong Guangzhou 510510

With the continuous improvement of people's living standards, the requirements of cable TV room is also growing. Based on the current cable TV room UPS uninterruptible power supply design work based on the situation, combined with recent years of work experience, how to improve the cable TV room UPS uninterruptible power supply design quality.

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1009-6434（2017）02-0076-02