李　歡　　　（國(guó)家新聞出版廣電總局九五一臺(tái),石家莊　050407）

廣播發(fā)射機(jī)房UPS電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

李歡
（國(guó)家新聞出版廣電總局九五一臺(tái),石家莊050407）

在廣播發(fā)射機(jī)房中采用不間斷UPS電源系統(tǒng)，經(jīng)科學(xué)有效地設(shè)計(jì)能夠確保該系統(tǒng)提供可靠的電源。為此，本文主要對(duì)不間斷電源UPS的工作原理進(jìn)行了介紹，并從七個(gè)方面探討了廣播發(fā)射機(jī)房UPS電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

廣播發(fā)射；UPS電源；設(shè)計(jì)

電力系統(tǒng)在自然災(zāi)害、人為擾動(dòng)或者事故的影響下往往會(huì)發(fā)生電壓波動(dòng)、斷電、突波、頻率偏移、雜波干擾、系統(tǒng)短路或斷路等現(xiàn)象。而電力部門在每年的大規(guī)模檢修中也無(wú)可避免的會(huì)造成電網(wǎng)的波動(dòng)或者瞬間閃斷等。上述電源故障的發(fā)生對(duì)廣播發(fā)射系統(tǒng)具有較大的影響，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致廣播系統(tǒng)服務(wù)的中斷。因此，減少或避免停電事故的發(fā)生，提高廣播發(fā)射機(jī)房的配電安全與質(zhì)量是非常重要的。在廣播發(fā)射機(jī)房中采用不間斷UPS電源系統(tǒng)，經(jīng)科學(xué)有效地設(shè)計(jì)能夠確保該系統(tǒng)提供可靠的電源。

1　UPS電源系統(tǒng)及其工作原理

UninterruptiblePowerSystem（UPS）即為不間斷電源系統(tǒng)，當(dāng)市電供電系統(tǒng)發(fā)生斷電時(shí)，UPS電源系統(tǒng)能夠向用電設(shè)備及時(shí)提供電能，確保設(shè)備在一段時(shí)間例能夠不間斷地工作，而在電壓變化時(shí)該系統(tǒng)的輸出電壓穩(wěn)定在220V或者380V。主要包括在線式、后備式與在線互動(dòng)式不間斷電源UPS。

在線式不間斷電源UPS屬于雙變型系統(tǒng)，在外電正常的情況下，該電源系統(tǒng)電池組能夠自行充電，并通過(guò)整流器實(shí)現(xiàn)交流電壓到直流電壓的轉(zhuǎn)換，再經(jīng)逆變器將直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓提供給用電設(shè)備。當(dāng)外電中斷時(shí)，逆變器將對(duì)蓄電池組的直流電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的交流電壓提供給用電設(shè)備，確保設(shè)備的不間斷工作。同時(shí)在線式不間斷電源能夠?qū)Ω蓴_成分或者波動(dòng)進(jìn)行有效的消除或隔離，確保供電的質(zhì)量與安全。后備不間斷電源UPS通常不用在精密設(shè)備的地方，這是因?yàn)楹髠洳婚g斷電源UPS電能的供給質(zhì)量并不高，其供給電壓幅度因外電網(wǎng)電壓幅度的變化為變化，對(duì)外電電網(wǎng)、非線性負(fù)載設(shè)備與電源自身的各種干擾與諧波成分并不能有效的消除或隔離。而在線互動(dòng)式不間斷電源UPS則綜合了上述兩種電源的優(yōu)點(diǎn)，在外電正常時(shí)，如同后備式不間斷電源直接對(duì)用電設(shè)備供電；在外電電壓高于或低于額定值時(shí)，在線互動(dòng)不間斷電源就能夠通過(guò)降壓或者升壓，不使用蓄電池組為設(shè)備供電；僅在停電或者外電電壓超出范圍時(shí)，采使用蓄電池進(jìn)行供電。

2　廣播發(fā)射機(jī)房UPS電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1UPS電源供電電源的設(shè)置

UPS電源在廣播發(fā)射機(jī)房的應(yīng)用中，應(yīng)采用兩路電源進(jìn)行供電。使兩路電源同時(shí)接入到UPS系統(tǒng)，進(jìn)而使主、備電源能夠進(jìn)行自動(dòng)切換和獨(dú)立供電。在主路電源發(fā)生斷電時(shí)，則由備路電源為設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)供電；若主、備路電源均斷電時(shí)，則由不間斷UPS電源經(jīng)逆變器將蓄電池直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓為設(shè)備供電（外電恢復(fù)時(shí)，蓄電池組充電）。

2.2選擇UPS電源合適容量

UPS電源能夠驅(qū)動(dòng)多大功率的負(fù)載是由UPS的額定輸出功率所決定的，因此在實(shí)際運(yùn)用中，需要根據(jù)所需的負(fù)載來(lái)確定UPS的額定功率，并留有余量，同時(shí)對(duì)負(fù)載裝置的特性、影響負(fù)載的因素進(jìn)行考慮，進(jìn)而確保UPS電源能夠安全的運(yùn)行。根據(jù)負(fù)載總?cè)萘?，通?？筛鶕?jù)公式：UPS容量=負(fù)載容量÷0.75（0.8），來(lái)進(jìn)行計(jì)算，即表示負(fù)載容量應(yīng)在UPS額定容量的75～80%以下。如在廣播電視臺(tái)需要不間斷供電的設(shè)備（包括有調(diào)度系統(tǒng)、衛(wèi)星接收機(jī)、安防系統(tǒng)與質(zhì)量保證系統(tǒng)等）的總功率為6000VA，那么選擇的在線式UPS主機(jī)額定容量就應(yīng)在8000VA以上。

2.3選擇合理的配線

配線的合理性是非常重要的，若配線太細(xì)，當(dāng)電流較大，就極易造成線路發(fā)熱引發(fā)火災(zāi)；而配線太粗則造成浪費(fèi)；同時(shí)也會(huì)影響廣播電視的安全播出，因此在配線上應(yīng)根據(jù)導(dǎo)線的電氣特性進(jìn)行合理的選擇。通常鋁線容量為4A/mm，多股銅芯線容量為6A/mm。在確定主機(jī)的功率后可參照UPS電源配線表、UPS電源空氣開(kāi)關(guān)配置表選擇配線與空氣開(kāi)關(guān)。

2.4放電時(shí)間的配置

在停電后，不間斷電源UPS是通過(guò)蓄電池組對(duì)設(shè)備進(jìn)行供電的，由于長(zhǎng)效型的UPS具有外置的蓄電池組，因此能夠在停電時(shí)長(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)行供電，供電時(shí)間在數(shù)小時(shí)以上。廣播發(fā)射機(jī)房最好選擇長(zhǎng)效型UPS，進(jìn)而滿足不間斷供電需要。電池供電時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)公式為：供電時(shí)間=蓄電池組容量×電壓÷主機(jī)額定功率÷0.75（功率因素）；而電池放電電流則可根據(jù)電池供電時(shí)間進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)驗(yàn)公式為：放電電流=UPS容量×功率因素÷電池放電平均電壓÷效率。

2.5具有較強(qiáng)的過(guò)載能力

在具有沖擊型設(shè)備的情況下，不間斷電源UPS也存在較大的瞬間沖擊電流。為避免逆變器轉(zhuǎn)換供電控制電路與UPS旁路供電發(fā)生錯(cuò)誤動(dòng)作，UPS應(yīng)具有較強(qiáng)的過(guò)負(fù)載能力，同時(shí)逆變器在短時(shí)間輕度過(guò)負(fù)荷中也應(yīng)能夠繼續(xù)供電，這種供電時(shí)間的長(zhǎng)短由過(guò)載的嚴(yán)重程度決定。

2.6安裝旁路開(kāi)關(guān)，配置防止雷擊與浪涌的模塊

不間斷電源UPS應(yīng)具有應(yīng)急切換與設(shè)備檢修時(shí)的旁路開(kāi)關(guān)，旁路開(kāi)關(guān)的安裝能夠使機(jī)房設(shè)備在完全由UPS進(jìn)行供電的情況下，將負(fù)荷全部轉(zhuǎn)換到外電上，以便在UPS電源發(fā)生故障與檢修時(shí)避免發(fā)生停電。同時(shí)，還應(yīng)在UPS電源輸入端配置相應(yīng)的防止雷擊與浪涌的模塊，以保護(hù)UPS電源的安全。

2.7實(shí)現(xiàn)UPS電源的智能化，進(jìn)行實(shí)時(shí)的人機(jī)交互工作

UPS電源內(nèi)部設(shè)置有微電腦，能夠?qū)Σ婚g斷電源UPS系統(tǒng)工作期間的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)能夠進(jìn)行故障的診斷。微電腦一旦監(jiān)測(cè)到系統(tǒng)中的異常情況時(shí)，就會(huì)自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警，并顯示故障的位置、性質(zhì)，并對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行記錄，以便查閱。

3　結(jié)束語(yǔ)

UPS電源系統(tǒng)為傳輸工作的安全帶來(lái)了極大的好處，能夠使在廣電發(fā)射機(jī)房發(fā)射傳輸不因局部停電而中斷，同時(shí)也能夠避免計(jì)算機(jī)大量存儲(chǔ)信息的丟失。只要在廣電發(fā)射機(jī)房中正確設(shè)計(jì)與選擇UPS電源，其必定能夠在人們的工作與生活中發(fā)揮更大的作用。

[1] 黃明象.陽(yáng)江廣播電視臺(tái)電視節(jié)目制作機(jī)房UPS電源設(shè)計(jì)和應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2011(02).

[2]沈德軍. 關(guān)于UPS電源的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)[J].科技資訊,2011(31).

[3]侯智燁. UPS電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與安裝[J].廣播電視信息(下半月刊),2008(01).