UPS电源在广播电视台制作播出系统中的应用

2018-10-25刁翔

西部论丛 2018年10期

刁翔

随着广播电视事业的不断发展，大部分电台电视台广泛使用了非编制作和硬盘播出系统，实现了非编制作和硬盘播出系统一体化，设备日益增多。这些设备要求电源要有一定程度的稳定性，即电压要在额定范围内，电源不能经常性突然断电，否则极易损坏设备，尤其各种计算机、服务器、磁盘阵列等负载。莱阳电视台、电台将原来的模拟手工播出系统进行了改造，全台实现了制播网络一体化，并根据需要在电台、电视台播出机房中配备了在线式UPS电源。通过一年多来的运作，在安全播出上起到了保障作用，运行效果良好。下面简单介绍一下我台UPS电源供电系统的结构特点与应用方法。

一、UPS电源工作原理及在硬盘播出系统中应用的优点

UPS是不间断电源设备（Uninterruptible Power System）的英文简称，是能够提供持续、稳定、不间断的电源供应的重要外部设备，是一种电子电源系统，其基本功能是当市电电源发生断电时，不间断地为用户设备提供符合规定的交流电源。UPS电源按其工作方式可分为后备式和在线式两大类，后备式UPS电源在市电正常供电时，市电通过交流旁路通道再经转换开关直接向负载提供电源，机内的逆变器处于停止工作状态，当市电供电中断或低于170V时，蓄电池对UPS逆变器供电，并向负载提供稳压、稳频的交流电，切换时间10至15毫秒，因此负载会出现短时间的断电，但不会影响计算机等设备的正常使用。在线式UPS的工作过程是当市电正常时，输入交流电压转化为直流电通过充电电路不断对UPS中的电池进行充电，同时AC/DC电路将交流电转换为直流电，然后通过逆变器再将直流电逆变成正弦交流电供给负载。而当市电中断时，立即改由蓄电池提供的直流电经逆变器向负载提供正弦交流电源。因此，对在线式UPS电源而言，在正常情况下，无论有无市电，都是由UPS电源的逆变器对负载供电，这样就避免了因市电电网的电压波动及干扰而带来的影响。而且在由市电供电转换到蓄电池供电时，其转换时间为零。真正给用户提供优质的稳压、稳频的纯净正弦波电源，从而提供符合网络系统需要的电源保护。

二、UPS电源配置方案

在配置电源时，必须保证UPS电源有充足的容量，为系统提供优质的电源。因此，在配置UPS电源应遵循以下原则：

第一、UPS容量相对负载不宜过大，使其过度轻载运行。过度轻载运行虽有利于降低逆变器的损坏概率，但容易造成市电停电时，电池放电电流过小而放电时间过长，在电池保护装置故障时，电池组被深度放电，永久性损坏电池。

第二、UPS容量相对负载不宜过小，使其长期重载运行。这样虽可节省一部分投资，但由于逆变器处于重载运行，其输出波形将发生畸变，输出电压幅值抖动过大。这样既不能为负载提供优质电源，还容易造成UPS逆变器元件（IGBT）损坏，所以，即使从经济角度讲也是得不偿失。负载总耗电量不宜长期超过其额定容量的80%。

三.UPS的日常维护

为提高UPS系统的可靠性，除应正确选用UPS外，还要认真做好日常维护工作。技术的成熟使UPS电气部分的维护量极小，主要是蓄电池的维护。电池是UPS的重要支柱，也是UPS系统中较为薄弱的环节，在UPS的故障中有很大比例是由于电池问题引起的。

1、尽管使用高品质免维护电池，电池性能的好坏将直接影响到UPS系统的可靠性。另外选购容量较大的不间断电源系统，不仅可减少维护成本，若遇到负载设备扩充，较大容量的不断电系统仍可立即运作。通常情况下，每4～6个月需要进行一次检查，测量其电池的端电压和内阻。如果單个电池的端电压低于其最低临界电压或电池内阻大于80mΩ时，应进行均衡充电或更换电池。

2、在布置机房设备时，应尽量使电池组靠近UPS电源主机，缩短电池组与UPS电源主机的连线长度，增大连接导线的截面积，降低导线电压降。UPS电源还要有良好的接地。

附工作流程图：

1、UPS系统架构方框图

2、UPS正常运转时之运作方法

当PUS正常运转时，市电电源经滤波器滤除高频谐波噪声，如图二所示，一路经由充电器对电源组充电，保持电池电力处于满电位，另一路经由整流器，变换成直流电，经逆变器转换成纯净的正弦电源，再经由静态开关、滤波器送至用户设备使用。

3、市电断电时UPS之运作方法

如图三所示，当市电断电时，由电池迅速供电给逆变器，经逆变器转换成纯净的正弦波电源，再经静态开关、滤波器送至用户设备使用，不至造成用户设备有断电情形发生。

4、UPS旁路供电时之运作方法

如图四所示，当有下列六种状况时，UPS旁路供电。

第一、未开机。

第二、超载。

第三、逆变器故障。