研究UPS电源在广播发射台中的维护及其运用

【摘要】本文首先对uPs电源的结构组成、工作原理进行了简述，然后分析了Lips在日常维护当中需要注重的问题，最后针对广播发射台供电持续性问题，提出了一些选择和应用UPS电源的方法，通过论述证明了其有效性。

【关键词】UPS电源;广播发射台;维护策略;应用方法

广播发射装置是保证直播顺利进行的关键，对电视节目的质量有重要影响，UPS作为一种不间断供电系统，在诸多领域都有广泛应用，对维持电气系统运行的安全性、可靠性具有重要意义。本文就UPS电源在广播发射台中的应用问题进行详细论述。

一、UPS电源

UPS是Unintertuputible Power System的缩写，既不间断电源。在有线电视系统中备用电源通常以蓄电池为主，能够与电网的供电实现平滑切换，从而保障电源供能的稳定可靠。

（一）UPS的组成结构与工作原理

蓄电池、整流器、旁路开关、逆变器是构成UPS主体结构的主要部分，每个部分都具有不同的作用。其中，整流器的作用是将市供交流电或备用交流发电机的电流转化为直流电，然后经过滤波将电能输送给逆变器。此外，它还可以为蓄电池提供充电电压。整流器可以将供电电压控制在一个安全的范围，对保持设备正常运行具有重要作用。逆变器由滤波电路、逆变桥、控制系统组成，其可以将直流电能转化为特定电压和频率的稳定交流电，并为各种负载功能。逆变器的性能是UPS电能输出性能的指标之一。负载在瞬间接通电源或者短路时会产生过电压，而旁路开关可以在这种情况起到分流作用，从而避免UPS电源受到损坏。蓄电池通常由多个独立电池串联组成，是UPS的储能的装置，蓄电池的容量大小直接决定了UPS供电时间的长短。蓄电池具备自动充能功能，在市电正常供电时，电能被转化为化学能储存下来，一旦出现市电供给突然发生终端，蓄电池就会自动向负载供电，保证负载在一定时间内正常工作。

（二）UPS电源的分类

UPS电源依据工作原理，总体可以分为离线式电源、在线式电源以及在线互动式电源三种。离线式电源的结构相对简单，制造成本也较低，因其运行可靠、安全，而常被用于UPS的外置设备、微机等部位，主要用于电压的自动稳定，以及自动断电保护。在市电供给发生故障时，离线式电源从备用向功能转换只需要十毫秒左右的时间，供电经过逆变器转换将正弦波电压转化为方波电压。线式电源相比于离线式电源，具有更加复杂的结构，其供电电压更为稳定，电源性能更加可靠。只要负载运行不间断，逆变器就会持续工作，当UPS发生过载时，负载的输入才会转换成旁路功能。线式电源的瞬态输出性能较佳，能够解决大部分电源故障情况带来的功能问题。但是其成本较高，因此通常被用于关键的用电设备当中或核心部件。线互动式电源与前两者的不同在于，其用旁路给负载持续供电，因此逆变器在这时相当于充电器，当发生负载供电故障时，逆变器会迅速将电池能量输送给负载。在线互动式电源具有更强的抗市电干扰能力，其故障切换时间能够达到四毫秒以下，因此适用于供电环境较为恶劣的负载上。

二、UPS电源的日常维护

在UPS的实际应用中，一旦UPS电源出现故障，负载的供电安全也会受到影响。尤其对于广播发射台，UPS的可靠性、安全性对确保直播系统的正常运行具有重要作用。然而，许多情况下，UPS会因维护不当而出现各种问题，因此重视UPS电源的提倡维护工作是十分必要的。具体而言可从以下几个方面考虑：

（一）维持良好的工作环境

UPS通用电源系统对正常工作时的环境要求一般不算太高，环境温度要求范围为5摄氏度至40摄氏度之间。但是，UPS电源工作区域要尽可能的保持环境的干燥、通风，同时避免阳光直射，防止高温晒烫损害设备。

（二）禁止随意修改参数

UPS系统参数设置所在文件目录中的虚拟主机系统参数如果随意进行更改，可能会对UPS电源的性能造成直接影晌。特別是无线串联电池组的参数，如果随意更改，很可能会导致电池的使用寿命缩短。同时，要根据环境的温度情况对电源的充电电压进行控制，参照国际标准，通常以25摄氏度为基准，当环境温度升高或者降低I摄氏度时，充电电压相应的增加或降低18mv。

（三）禁止随意接载设备

由于UPS电源功率余量有限，因此在市电供给发生故障时，过多的负载可能会导致UPS内部元件损坏。

（四）做好绝缘保护

UPS的组合电源电压一般较高，因此在进行线路拆卸、导线连接时工作人员要做好绝缘保护。在使用工具时做好接地处理，并且注意配套绝缘手套防止直接接触的危险。在任何用电状态下，都要保证电压、电流在规定的安全范围内。

（五）避免电池深度放电与短路问题发生

深度放电会缩短电池的使用寿命，因此为了保证UPS蓄电池的循环使用可靠性，每次放电不可超过其容量的]/3。

（六）禁止将UPS电源置于强磁场环境下

UPS长期置于强磁场环境会影响到线路一些感抗元件的工作性质，引发瞬时过电流、过电压，从而造成元件损害，因此，在日常维护中需要重视对UPS周边磁场环境的检测。

三、UPS在广播发射台中的应用要点

（一）UPS电源的选择

对于整个UPS电源来说，蓄电池最重要的组成部分，它是影响UPS性质最直接的因素之一。蓄电池出现故障后，会导致主机出现故障，因此在实际应用中要充分掌握各种蓄电池的性能，进而合理选择型号，以确保UPS电源控制系统运行的安全、可靠。

广播电视直播中，对于市电断定的突发情况应急处理方式通常有两种：其一是一种给UPS电源安装容量较大的蓄电池，增加其供电持续时间，但是这种方式会增加设备运行成本;其二是为UPS配套发电装置。但无论使用哪一种办法都要对蓄电池在特定负载下的工作时间进行计算，为突发状况的解决策略提供依据。蓄电池组的工作持续时间=蓄电池组额定最大容量*电压/（UPS主机额定功率*额定功率因数）。依据这一公式得出UPS所需电池的容量。例如：需要UPS放电时间达到60分钟，可得出额定功率为160kVA的蓄电池容量为316AH。两个额定功率为60kVA的蓄电池容量应达到237AH。据此可进行如下配置：

（二）UPS电源发电系统的选择

发电系统必须要满足负载需求，防止因过载而造成发电机停机。在选择UPS电源时，要充分考虑其负载功率、蓄电池容量以及工作环境，通常来说，UPS的可靠性与其容量大小有关。UPS电源配套发电机的选择也要根据负载是线性还是非线性来判断。当市电发生断电情况时，发电机系统根据蓄电池放电情况，自动启动，以持续给UPS蓄电池充电，进而保证各负载用电的安全性。

（三）故障诊断技术

提升UPS电源的故障诊断技术，可以为规避运行安全风险提供依据。通过监控UPS各项运行数据，对其工作可靠性进行实时评估，进而在故障发生前对出现的问题进行解决。例如利用专家系统进行智能诊断。专家系统是一种基于大量专家经验知识的智能系统，近年来，在故障诊断领域的应用越来越广泛。专家系统通过先验知识对已经发生过的故障情况进行综合统计，对各种情况下的故障因素进行逻辑判断，专家模型的学习过程是以故障表现为输入变量而故障原因为输出的。当UPS电源出现故障时，系统就可以根据故障表现对原因进行推理，从而得出相应的结论。不过这种方法是建立在先进的智能算法之上，因此系统的建立需要技术人员具备深厚的理论功底，系统最终的预测效果受人员因素影响较大。

（四）建立突发故障应急处理机制

工程技术部门应当对UPS电源可能发生的各种故障情况进行充分考量，最大限度的保证广播发射台供电安全。例如，外部供电系统出现超长时间断电时，UPS电源的供电时间无法满足广播发射系统用电要求，这时就要借助辅助发电系统来对蓄电池进行充电，因此辅助发电系统的燃料量、安全性就要得到保障。技术部门在日常设备维护中要将一系列配套系统的功能检查作为突发应急处理措施的内容之一，切实做好定期的设备质量检测与测试工作。

结语

综上所述，UPS电源对保障广播发射系统的供电连续性、可靠性具有重要作用，本文结合UPS电源的功能特性，从维持良好的工作环境、禁止随意修改参数、禁止随意接载设备、避免电池深度放电与短路问题发生、禁止将UPS电源置于强磁场环境下等角度给出了几点UPS在日常维护中需要注意的要点，并从UPS电源的选择、UPS电源发电系统的选择上给出了广播发射系统在选择UPS电源时需要遵循的原则，希望对同行工作者有所借鉴。

参考文献：

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[2]施大威.浅谈广电系统的UPS电源应用和维护[J].有线电视技术，2019（02）：75-77.

[3]周烈顺，刘晖.广播电视发射台供电系统的运行及维护工作探讨口].中国高新区，2018（03）：132.

【作者简介】黄春柳，国家電视总局八七一台助理工程师。