刁翔

隨著廣播電視事業(yè)的不斷發(fā)展，大部分電臺(tái)電視臺(tái)廣泛使用了非編制作和硬盤播出系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了非編制作和硬盤播出系統(tǒng)一體化，設(shè)備日益增多。這些設(shè)備要求電源要有一定程度的穩(wěn)定性，即電壓要在額定范圍內(nèi)，電源不能經(jīng)常性突然斷電，否則極易損壞設(shè)備，尤其各種計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、磁盤陣列等負(fù)載。萊陽(yáng)電視臺(tái)、電臺(tái)將原來(lái)的模擬手工播出系統(tǒng)進(jìn)行了改造，全臺(tái)實(shí)現(xiàn)了制播網(wǎng)絡(luò)一體化，并根據(jù)需要在電臺(tái)、電視臺(tái)播出機(jī)房中配備了在線式UPS電源。通過(guò)一年多來(lái)的運(yùn)作，在安全播出上起到了保障作用，運(yùn)行效果良好。下面簡(jiǎn)單介紹一下我臺(tái)UPS電源供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與應(yīng)用方法。

一、UPS電源工作原理及在硬盤播出系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)

UPS是不間斷電源設(shè)備（Uninterruptible Power System）的英文簡(jiǎn)稱，是能夠提供持續(xù)、穩(wěn)定、不間斷的電源供應(yīng)的重要外部設(shè)備，是一種電子電源系統(tǒng)，其基本功能是當(dāng)市電電源發(fā)生斷電時(shí)，不間斷地為用戶設(shè)備提供符合規(guī)定的交流電源。UPS電源按其工作方式可分為后備式和在線式兩大類，后備式UPS電源在市電正常供電時(shí)，市電通過(guò)交流旁路通道再經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)直接向負(fù)載提供電源，機(jī)內(nèi)的逆變器處于停止工作狀態(tài)，當(dāng)市電供電中斷或低于170V時(shí)，蓄電池對(duì)UPS逆變器供電，并向負(fù)載提供穩(wěn)壓、穩(wěn)頻的交流電，切換時(shí)間10至15毫秒，因此負(fù)載會(huì)出現(xiàn)短時(shí)間的斷電，但不會(huì)影響計(jì)算機(jī)等設(shè)備的正常使用。在線式UPS的工作過(guò)程是當(dāng)市電正常時(shí)，輸入交流電壓轉(zhuǎn)化為直流電通過(guò)充電電路不斷對(duì)UPS中的電池進(jìn)行充電，同時(shí)AC/DC電路將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，然后通過(guò)逆變器再將直流電逆變成正弦交流電供給負(fù)載。而當(dāng)市電中斷時(shí)，立即改由蓄電池提供的直流電經(jīng)逆變器向負(fù)載提供正弦交流電源。因此，對(duì)在線式UPS電源而言，在正常情況下，無(wú)論有無(wú)市電，都是由UPS電源的逆變器對(duì)負(fù)載供電，這樣就避免了因市電電網(wǎng)的電壓波動(dòng)及干擾而帶來(lái)的影響。而且在由市電供電轉(zhuǎn)換到蓄電池供電時(shí)，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為零。真正給用戶提供優(yōu)質(zhì)的穩(wěn)壓、穩(wěn)頻的純凈正弦波電源，從而提供符合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要的電源保護(hù)。

二、UPS電源配置方案

在配置電源時(shí)，必須保證UPS電源有充足的容量，為系統(tǒng)提供優(yōu)質(zhì)的電源。因此，在配置UPS電源應(yīng)遵循以下原則：

第一、UPS容量相對(duì)負(fù)載不宜過(guò)大，使其過(guò)度輕載運(yùn)行。過(guò)度輕載運(yùn)行雖有利于降低逆變器的損壞概率，但容易造成市電停電時(shí)，電池放電電流過(guò)小而放電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，在電池保護(hù)裝置故障時(shí)，電池組被深度放電，永久性損壞電池。

第二、UPS容量相對(duì)負(fù)載不宜過(guò)小，使其長(zhǎng)期重載運(yùn)行。這樣雖可節(jié)省一部分投資，但由于逆變器處于重載運(yùn)行，其輸出波形將發(fā)生畸變，輸出電壓幅值抖動(dòng)過(guò)大。這樣既不能為負(fù)載提供優(yōu)質(zhì)電源，還容易造成UPS逆變器元件（IGBT）損壞，所以，即使從經(jīng)濟(jì)角度講也是得不償失。負(fù)載總耗電量不宜長(zhǎng)期超過(guò)其額定容量的80%。

三.UPS的日常維護(hù)

為提高UPS系統(tǒng)的可靠性，除應(yīng)正確選用UPS外，還要認(rèn)真做好日常維護(hù)工作。技術(shù)的成熟使UPS電氣部分的維護(hù)量極小，主要是蓄電池的維護(hù)。電池是UPS的重要支柱，也是UPS系統(tǒng)中較為薄弱的環(huán)節(jié)，在UPS的故障中有很大比例是由于電池問(wèn)題引起的。

1、盡管使用高品質(zhì)免維護(hù)電池，電池性能的好壞將直接影響到UPS系統(tǒng)的可靠性。另外選購(gòu)容量較大的不間斷電源系統(tǒng)，不僅可減少維護(hù)成本，若遇到負(fù)載設(shè)備擴(kuò)充，較大容量的不斷電系統(tǒng)仍可立即運(yùn)作。通常情況下，每4～6個(gè)月需要進(jìn)行一次檢查，測(cè)量其電池的端電壓和內(nèi)阻。如果單個(gè)電池的端電壓低于其最低臨界電壓或電池內(nèi)阻大于80mΩ時(shí)，應(yīng)進(jìn)行均衡充電或更換電池。

2、 在布置機(jī)房設(shè)備時(shí)，應(yīng)盡量使電池組靠近UPS電源主機(jī)，縮短電池組與UPS電源主機(jī)的連線長(zhǎng)度，增大連接導(dǎo)線的截面積，降低導(dǎo)線電壓降。UPS電源還要有良好的接地。

附工作流程圖：

1、UPS系統(tǒng)架構(gòu)方框圖

2、UPS正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)之運(yùn)作方法

當(dāng)PUS正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，市電電源經(jīng)濾波器濾除高頻諧波噪聲，如圖二所示，一路經(jīng)由充電器對(duì)電源組充電，保持電池電力處于滿電位，另一路經(jīng)由整流器，變換成直流電，經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換成純凈的正弦電源，再經(jīng)由靜態(tài)開關(guān)、濾波器送至用戶設(shè)備使用。

3、市電斷電時(shí)UPS之運(yùn)作方法

如圖三所示，當(dāng)市電斷電時(shí)，由電池迅速供電給逆變器，經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換成純凈的正弦波電源，再經(jīng)靜態(tài)開關(guān)、濾波器送至用戶設(shè)備使用，不至造成用戶設(shè)備有斷電情形發(fā)生。

4、UPS旁路供電時(shí)之運(yùn)作方法

如圖四所示，當(dāng)有下列六種狀況時(shí)，UPS旁路供電。

第一、未開機(jī)。

第二、超載。

第三、逆變器故障。

第四、開機(jī)時(shí)，開機(jī)按鈕按下20秒內(nèi)，UPS緩啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)中。

第五、關(guān)機(jī)時(shí)，關(guān)機(jī)按鈕按下關(guān)機(jī)后。

第六、UPS過(guò)溫保護(hù)。