不间断供电系统在有线电视前端中的应用

2010-06-18陈双袁霞

成才之路 2009年20期

陈双袁霞

目前,有线电视业务不断增加,城乡光纤联网、数字电视业务的逐步完善以及数据双向业务的开通,对有线电视前端供电系统的安全性提出了更高的要求。为解决这一问题,我们设计并实施了有线电视前端不间断供电系统,实现了全年播出停播率为“零”的要求,大大提高了有线电视的服务等级。

一、目的意义

解决断电、雷电尖峰、浪涌、频率震荡、电压突变、电压波动、频率漂移、电压跌落、脉冲波动等对前端设备造成的危害,确保市电异常时,有线电视前端设备的正常运行,为各项业务的正常开展提供电源保障。

二、工作特点

(1)接入工作后,可向用电负载提供无噪声无干扰稳定可靠的交流电。(2) 通常UPS处于在线工作状态,从主电源获取电能作为负载输入,并且将电力线路的浪涌和电子干扰与负载隔离开。(3)在线状态下,UPS通过补偿主电源的电压波动来保证负载输入电压的平稳。利用变压器抽头跳变提供电压调整,以获得最高的工作效率。(4)在抽头跳变的过程中,负载暂时切换为电池供电,以保证负载供电的连续性。(5)当线上电压异常或断电时,UPS会转由电池供电,输出纯正弦波的交流电压。并且在额定负载范围内任何时候都是不间断的。(6)当线上电压回到正常状态时,UPS会自动切换到主电源供电状态。

三、系统组成

系统组成如图1所示。

系统由油机配电系统、ATS电源转换系统、UPS供电系统组成。油机配电系统为一台40KW/380V柴油发电机及供电线路组成,ATS转换系统为电脑控制板和切换开关组成,UPS供电系统由在线式台达GES103N型10KWAUPS电源、蓄电池组、以及电源分配系统组成。

四、系统工作原理

1. ATS转换系统

该系统包含了完善的控制逻辑,完成转换开关的市电/发电间转换动作。如原供电系统为市电,当市电停电或三相电缺相时,自动切换系统立即启动发电机并切断市电供电,发电机启动运行后,3秒钟将电送出。当市电来电正常后,自动切换系统立即转换到市电供电并切断发电机供电,延时15秒关闭发电机。

2. 油机发电系统

配备40KW意大利产380V柴油发电机一套,安装相应配电线路及开关。发电机开关分自动、手动和关机三个档位,当拨到自动档位,由ATS转换柜控制电源的切换。当拨到手动档位,负载为5.2KW时,当市电中断4小时左右,启动油机发电,向UPS系统送电。当市电恢复供电,再使用市电向UPS供电,关闭发电机。

3. UPS供电系统

UPS供电系统如图2所示。

(1)根据UPS 的分类和特

点,我们使用在线式UPS电源

山特系统。它首先将380V

市电或380V发电机电变成直流,然后进行脉宽调制、滤波,再经逆变器将直流电重新变成交流电供电。在市电中断时,蓄电池立即经逆变器对电源分配系统供电,同时ATS电源转换系统检测到市电中断,会立即启动发电机并切断市电供电,由发电机向电源分配系统供电。在市电恢复供电后,ATS会自动切断发电机供电转换为市电供电,15秒后关闭发电机。当UPS电源出现故障时,UPS电源系统会自动倒换为旁路供电,由市电直接向负载供电。由于在线式UPS电源输出的是与市电电网完全隔离的纯净正选波电源,改善了供电的品质。

(2)UPS电源选型及电池组工作时间计算

①为确保UPS系统高效率长寿命的工作,一般负载功率为满足额定功率的60%～70%。本公司前端系统总功率合计为5.2KW,考虑合理配置UPS电源负载,选择了10KW在线式UPS电源。

② 蓄电池的基本参数:电压、容量、蓄电池的工作时间,蓄电池的工作时间=(蓄电池组容量×电压)/(主机额定功率×效率)。

本公司前端选用台达GES103N型UPS电源系统,使用20块输出电压为12V容量为100AH的铅酸免维电池,当系统满载时:工作时间=(100AH×12V×20)/(10000×0.8)=3(小时),说明满载时可工作3小时。

按实际5.2KW计算:工作时间=(100AH×12V×20)/5 200W≈4.6(小时)。故在目前负载前端UPS系统在外电中断时可工作约4小时36分钟。

③ 当UPS出现故障时,系统自动转为旁路供电。

五、UPS的日常维护

为提高有线电视系统的可靠性,除应正确选择UPS电源外,还要认真做好日常维护工作。目前所使用的UPS电源由于技术的成熟,电气部分的维护量很小,主要是蓄电池的维护。电池性能的优劣将直接影响到UPS系统的可靠性。日常维护中除了记录UPS电源面板上的数据以外,还应注意以下几点:

1. 定期测量蓄电池单体电压

如果出现蓄电池单体电压过高或过低,要及时处理。单体损坏要及时更换。

2. 定期对蓄电池进行充放电,以保证电池的活性

电池如果长期没有放电,不仅会因硫化而降低容量,还会造成UPS电池瞬间不能输出足够大的电流,使负载掉电。如果市电长时间不停电,应每间隔2个月左右对电池放电一次。一般人为放电只需放出电池组额定容量的30%～50%,避免电池深度放电,放电时间要作好记录,以供日后比对。