浅析电视台UPS使用与维护

袁宝龙

电视播出系统是电视台内、外信号汇集中枢，担负整个电视台节目向外界的发送的工作，节目播出过程中信号的稳定性和图像质量的好坏，不仅影响到电视台在广大电视观众中的形象，还影响其收视率。所以作为播出系统的心脏供电系统直接关系到播出的安全与稳定。

一 、 UPS的基本原理及分类

1.1UPS的基本原理

一般来讲，UPS由五大部分组成：整流电路、储能机构、逆变电路、旁路开关电路及测控电路。如图1所示。

整流电路：将交流电变换为直流电，完成对储能机构充电，同时通过逆变器向负载供电。储能机构：储能机构是UPS的核心部分，当市电正常时，储能机构从电网吸收能量储存起来；当市电中断时，储能机构将电能释放出来，供逆变器使用。逆变电路：将整流电路所得的直流电压或者储能机构的电压变换成交流电压。旁路开关：是市电旁路供电和逆变器供电的电气转换器件。测控电路：是UPS的大脑，监测输入电压、电流的水平和控制输出的电压和电流精度；设置和控制整流器、逆变器；控制储能机构的充放电；控制主回路与旁路之间的转换。

1.2 UPS电源的分类

（1）后备式UPS电源在市电正常供电时，市电通过交流旁路通道直接向负载供电，此时主机上的逆变器不工作，只是在市电停电时，才由蓄电池供电，经逆变器驱动负载。它的特点是结构简单，成本较低，转换时间较长。

（2）在线式UPS电源在市电正常时，它首先将交流变成直流电，然后进行脉宽调制、滤波，再将直流电重新变成交流电源向负载供电，并同时给蓄电池充电；一旦市电中断，立即改为蓄电池逆变器对负载供电，保证负载连续不断地稳定工作，因此，在线式UPS电源输出的是与市电网完全隔离的纯净的正弦波电源，大大改善了供电的质量，保护了负载安全、有效的工作。

（3）在线互动式UPS电源是一种介于后备式和在线式之间工作方式的UPS电源。当市电在规定电压范围内时，不作调节直接输出到用电设备，如同一台后备式UPS；当市电高于或低于正常范围时，启动升压或降压功能，并且不使用蓄电池供电，直到市电过低、过高而不可调或市电停电时，才使用蓄电池供电。

二 、UPS电源的使用

1、定期对UPS电源进行维护工作：清除机内的积尘，测量蓄电池组的电压，更换不合格的电池，检查风扇运转情况及检测调节UPS的系统参数等。2、禁止超负载使用，厂家建议：UPS电源的最大启动负载最好控制在80%之内，如果超载使用，在逆变状态下，时常会击穿逆变三极管。实践证明：对于绝大多数UPS电源而言，将其负载控制在30%～60%额定输出功率范围内是最佳工作方式。3、禁止频繁地关闭和开启UPS电源，一般要求在关闭UPS电源后，至少等待6秒钟后才能开启UPS电源，否则，UPS电源可能进入”启动失败”的状态，即UPS电源进入既无市电输出，又无逆变输出的状态。 4、使用UPS电源时，应务必遵守厂家的产品说明书有关规定，保证所接的火线、零线、地线符合要求，用户不得随意改变其相互的顺序。比如，美国某品牌UPS电源的交流输入接线与我国的交流电输入插座的连接方式正好相反。还有例如三相UPS需要注意相序问题，否则会出现相序错误报警，其他品牌也是如此。 5、UPS电源的场所摆放应避免阳光直射，并留有足够的通风空间，同时，禁止在UPS输出端口接带有感性的负载。 6、严格按照正确的开机、关机顺序进行作，避免因负载突然加上或突然减载时，UPS电源的电压输出波动大，而使UPS电源无法正常工作。

三、UPS系统维护

3.1主机的维护及注意事

UPS主机一般是智能型的，它对环境温度要求不高，但要求室内清洁卫生，否则灰尘遇潮湿会引起主机工作紊乱；主机中的参数在使用中不能随意改变；在断电时，应避免带负载启动UPS电源，应先关掉负载，等UPS启动后再开启负载，否则会有多负载的冲击电流和供电电流造成UPS电源瞬间过载，严重时会损坏变换器；不能让UPS电源经常处于满载或过载。

3.2蓄电池的维护及注意事项

（1）它对环境温度要求较高，工作环境一般要求在20℃-25℃之间，低于15℃时，其放电容量下降，温度每降低1℃，其容量下降1%，而温度过高（大于30℃）其寿命就会缩短。（2）要防止电池短路或深度放电，深度放电会造成电池内阻增大或充电电压过低从而导致降低甚至失去充电能力，放电程度越深，循环寿命越短。（3）要避免大电流充放电，否则会造成电池极板膨胀变形，使得极板活性物质脱落，内阻增大，容量下降，寿命缩短。（4）由于组合电池电压很高，存在电击危险，因此装卸导电联接条、输出线时应有安全保障。（5）对于不经常停电的地区，建议用户每隔一个月对UPS进行一次人为的断电，让UPS电源在逆变状态下工作一段时间，防止电解液沉淀，以便让蓄电池维持良好的充放电特性，延长使用寿命。（6）搬运电池时不要触动极柱和安全排气阀。（7）不能用二氧化碳灭火器，一旦发生火灾，可用四氧化碳之类的灭火器。（8）不能把不同容量、不同厂家、不同性能的电池联在一起，否则会影响整组蓄电池的性能。

3.3 UPS蓄电池维护方式

一般UPS电源对电池的要求：满足一定的端电压；电池应具有启动放电瞬间就能输出大电流的特性；满足一定的容量，以保证逆变供电的时间。通常的维护方法有以下几个方面：（1）定期放电以保证蓄电池的活化：电信行业规定蓄电池应每年做一次放电深度为30%～40%放电实验；每三年做一次深度为100%的容量实验，使用年限达六年后每年一次，蓄电池放电期间应每小时测量一次端电压和放电电流。

（2）用万用表测量电池的端电压：万用表测量电池的端电压在离线或在线情况下均可进行，被测电池的端电压为12V左右（对12V电池而言）最低不能低于10.5V，当各电池压差过大时，要进行均充，不足10.5V的电池即为欠压或已经失效的电池，若这种电池在经过充电或激活充电后端电压仍达不到12V，即为失效电池。而用万用表直接测量UPS电池的浮充端电压是无法判定旧电池是否已经失效。

3.4 UPS蓄电池监测方式

目前UPS蓄电池的定期监测主要有“离线”和“在线”两种手段。（1）“在线”维护有两种方式：A.在线放电实验，由于大多是在事先不了解电池组中是否有特别落后，甚至完全失效的单体的情况下进行的。如此贸然地将市电切断，很容易人为导致系统瘫痪，不宜提倡。

B.在线不放电检测，主要是通过对蓄电池组内阻容量分析，在电池组仍处于浮充的条件下进行测试，没有改变电池组所处的工作状态，没有任何危险，可以随时随地进行测试。虽然内阻测试是通过测试蓄电池的内阻参数来间接反映电池的容量情况，其准确度不能和离线放电试验相比，但是其完全可以判断出落后比较严重的单体，它是UPS蓄电池日常维护巡检的最理想方式。（2）“离线”维护：它是将电池组逐组脱离系统进行，可以准确检测出蓄电池的内阻参数及电池的容量，并可对蓄电池进行维护、维修、更换，但是系统却因此少了一组备用电池，就需要其它后备电源的支持（如备用电池、市电、备用油机等）。此种维护通常是在低风险时段进行。

随着广电事业的不断发展，UPS电源的使用范围将越来越大，数量越来越多，UPS电源在各个系统的重要性也是显而易见的，所以对UPS电源的维护十分必要的。只要对UPS电源的维护给予足够重视，就能使其在广播电视领域发挥其重要的作用。