播出机房UPS供电系统设计注意的几个方面

张桂洪

摘 要：广播机房是广播正常播出中不可缺少的重要组成部分，也是广播能够准确、实时播出的先决条件。在广播正常工作很大程度上由电网的供电系统决定。由于电网在输送过程中，容易受到外界条件和气候的影响，从而导致了广播机房运行的不稳定。本文从广播机房安全用电的角度出发，通过采用UPS双机冗余并机技术，提高了广播机房供电系统的稳定性，从基本上保障了广播能够随时随地的工作运行。

关键字：广播机房 安全用电 UPS 双机冗余并机

中图分类号：TN919 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）04（c）-0123-02

随着我国的科学技术的发展，广播机房从模拟设备，到数字设备，再到大规模数字化网络化，在此过程中设备对电源的可靠性提出了越来越高的要求，因此拥有可靠的安全稳定的UPS供电系统是广播节目安全播出的重要保障。对此，本文根据福建省广播播出机房UPS供电系统的建设进行探讨。

1 UPS供电系统建设

1.1 负载容量的确定

负载容量的确定一般是依靠经验统计，按照单台设备机柜的功率来计算，最终确定整个机房机柜所需的数量，两者数据相乘得到的结果即为整个机房的负载容量。由于机房设备运行过程中，会经过各种开关电源以及非线性负载电器元件，这些负载对电流冲击较大，如果供电UPS容量过小和超载运行，容易出现波形失真，影响系统的可靠性，因此需适当增大UPS容量以抵御负载冲击。

1.2 前级进电系统的要求

一般来说UPS系统需要两路来自不同回路的可靠电源供电，UPS前级供电系统电压和频率应该控制在一个正常范围内上下波动。

当供电系统正常运行时，市电1和市电2均有电，AST1和AST2选择主路电源市电1输入UPS。当市电1发生异常时，AST1自动转换开关，AST2选择市电2接入供电系统。当市电1，市电2都异常时，AST2给发电机发出启动信号，启动发电机，待发电机稳定后，由AST2把发电机接入供电系统。UPS的输入端，通过如图1所示，当市电1有问题通过ATS双电源切换开关可自动切到市电2，当两路市电都有问题时，通过ATS双电源切换开关可切换到大楼发电机进行供电，基本保证UPS输入电源的稳定性。

1.3 UPS电池容量的选择

UPS电池容量的选择主要是延缓供电系统的断电时间，当外供电源出现异常或者断电时，UPS的电池就起到非常大的作用，此时电池就会向机房提供电能，以备UPS供电系统继续正常工作。UPS电池容量选择过程中，应当以续航时间为主，优先考虑。如果续航时间太短，则不能保障重要负荷在停电时间内的供电；若续航时间过长，一方面会增加电池个数，增加成本，另一方面也增大了施工安装的难度。福建广播播出机房设计为大约3～4h，UPS为250KVA，故采用4组48个230AH的电池组。

1.4 UPS输出供电方式的选择

在选择好电池数量之后，UPS的供电方式也尤为重要，针对UPS输出的供电方式可采取如下几种方式进行连接，从而提高UPS供电的可靠性和稳定性。

（1）主从热备份。

主从热备份是指主机带负载，备机空载运行，但备机同样也接入主机的BYPASS（旁路）输入端。以此提高UPS的供电系统，该方法具有灵活性高、安装便捷、调试简单。另外该方法可以进行分期扩容，即可做成n+1个热备份，不要额外的增加辅助电路但承载能力较低，不能抵抗大负载，使得使用范围受到限制。

（2）互动热备份。

互动热备份是指通过两组机器设备分别承担负载，并通过人工进行分配，该方案是在主从热备份的基础上改进而来。改进之后，该方案抵抗瞬间电流冲击较强，也不存在电池长期浮充状态的缺陷，其结构如图2所示。

（3）互动热备份（ATS/STS）。

互动热备份（ATS/STS）是指单台设备承担负载，单元内进行互动，其结构形式如图3所示。该方案具有故障率低，两台UPS可以轮流工作，针对故障也能有效避免，但也有不足，即为瞬时过载能力低。

对于现在大规模集成电路在UPS电源中的运用可有效减小环流，故我播出机房采用2台250KVA GALAXY 7000组成1+1冗余并机模式。针对GALAXY 7000 UPS采用的并联系统来判断，可以通过反复多次的微小相位调节，直到找到一个最小的电流不平衡点，实现两台UPS输出电源的同相位调节。

2 UPS供电的辅助系统

（1）通讯与和系统的监视，现代化机房的建设是一个复杂的过程，会涉及到强电、弱电、安全运行、稳定可靠、电源的选取等一系列的学科，其中UPS的电源系统就是需要考虑的主要因素，UPS可以使得整个电源的供电系统处于相对稳定、安全的条件下运行。

（2）UPS作为中心机房的电源保护神，在为负载提供纯净电源的同时，本身又是一个大的电磁波发射源，可能对周围的环境和设备产生电磁干扰，同时自身的控制系统又可能受到周围电磁环境的干扰，使UPS工作出现故障甚至损坏。因此，用户选择UPS时，需要考查其电磁的兼容性。

（3）要定期检查电池两端的电压，由于外界的输入电源如果长期处于稳定，没有间断供电，那么就得人为的断开电源，从而使UPS带负载放电。由于外界电源长时间不断电，电池的使用也有一定的期限，这就使用户不能判断电池的电压和电容是否异常。通过检查之后可以有效的延长电池的寿命。

（4）当市电中断，启用UPS后备供电时，应尽量关闭闲置设备，以保障重要设备正常运行，静待市電恢复。

3 结语

综上所述，福建广播播出机房的供电系统由2路外电+发电机+2台Galaxy 7000 250kva UPS组成的“1+1”并机冗余供电系统自投入使用来始终保持高可靠性高效率地运行，为安全播出提供了有力的保障。

参考文献

[1] 杨峻峰.基于双机UPS的并列操作分析[J].华电技术，2017，39（2）：26-30，77.

[2] 鞠凤涛.宝钢股份UPS并联冗余控制改造的分析与应用[J].冶金设备，2016（S1）：39-40，29.