UPS电源的使用和维护

关山电视调频转播台：戴杰平

为了适应新时代对广电工作新的要求及丰富和满足广大人民群众对文化影视的更高需求。能使党的声音和国家大事，政策方针及时的传达到广大人民群众当中，传播正能量，引领广大人民群众积极向上，文明高尚，有序和谐。对广播电视发射台提出了更高要求，然而广播电视发射台地处高山偏远地区，电力供应大多数为农电及单路供电，频繁停电和供电电压不稳成为长期困扰高山台站的不利因素。为了保证设备的安全和“不间段，高质量，即经济，又安全”的播出总方针，UPS电源应运而生。因为调频电视发射台站地处高山环境，市电停电现象经常出现，为处理停电应急故障，应对UPS电源进行配备。这一电源重点包含蓄电池组、整流主机，核心功能是对播出系统的相关设备进行供电，让播出系统不停播。一般来说，高山台UPS电源工作方式采取后备式UPS电源，该电源在市电正常的时候，逆变器不运行，逆变器的振荡器频率进一步决定了频率的稳定。为便于检查以及修理，这一设备安装了检修旁路开关与自动旁路开关等控制开关，以便于检修工作人员在第一时间判断故障具体原因且开展有效的维护。高压输电线路电压正常的时候，UPS为蓄电池充电、为负载供电，同时，当突然发生停电的时候，由储能电池组为负载提供电源，更好地确保负载顺利运行。

1.UPS电源的特点及分类

UPS是不间断电源的缩写，应用在金融，通信，消防，广播电视发射及紧急供电重要场合。它不但在输入电源中断时能够及时供应电力，而且能够在电源输入正常时对质量不佳的电源实施稳频，稳压，滤除噪声，避免高频干扰、雷击等，为用户提供纯净、稳定的电源。

UPS是一种以逆变器为核心构成部分的不间断电源。只有在电网产生设备干扰，电压不稳定，突然停电等现象时才使用这一电源。UPS电源可以有效确保供电正常，确保广播电视发射机正常运转、有关设备正常使用，确保了播出不受外电故障而停播。UPS电源按其工作方式可分为后备式UPS，在线式UPS，在线式互动UPS，双向变换串联补偿在线式四类；而按其输出波形又分为方波UPS和正弦波UPS两种。

后备式是UPS的早期形式，由于引用最广泛，因此其产品、技术都很成熟。

电路功能：滤波稳压：当存在市电的时候，能够对电网滤波输出稳定的电压。充电器：当存在市电的时候，对蓄电池进行充电且浮充。输出转换开关：当存在市电的时候，接通电源进一步向负载供电；当市电掉电的时候，接通逆变器，不断向负载供电。DC/AC逆变器：当市电掉电的时候，逆变器将直流电压转变为交流电压；当存在市电的时候，逆变器不运行。

性能特点：电路十分简单，可靠性高，成本低；由于输出有转换开关，限制了动作时间、切换电流能力，如今普遍使用的后备式UPS多在2KVA以下。

当存在市电的时候，效率达到了98%以上；负载电流决定了输入电流谐波、输入功率因数，UPS自身输出电压不够稳定，但可以更好地满足负载实际要求；整机要借助附加滤波电路最大限度地提升UPS双向抗干扰水平；当市电掉电的时候，输出有转换时间，通常大约在4ms，能够满足一般的负载要求。

2.整流主机的维护

UPS电池组与整流主机需在干净、整洁的环境中开展工作。空气里面漂浮的灰尘长时间进入UPS电池组与整流主机，会慢慢腐蚀UPS电源内的元器件，进而对UPS工作的深入实施产生极大的影响。于是，需安排专业工作人员借助吸尘器对UPS电源设备系统的内部有效开展检查、除尘，以更好地避免尘埃聚集，在第一时间检查器件的散热片是否出现松动的情况，若有需立即处理，以免机内温度不断上升对UPS电源的工作造成严重影响。

3.UPS电源及蓄电池组的使用和维护

UPS电源在使用过程中注意因超载工作而使UPS的逆变管击穿，应将其负载控制在80%左右。为了延长蓄电池组的寿命，在平时的值班过程中，定时做好UPS蓄电池组充放电和巡查维护工作，巡查时应观察各项数据，借助功能键对数据显示情况进行查询，充分确认显示是否正常，为了提高供电系统的稳定性，除应正确选用UPS外，工作人员应了解UPS电源的工面板上指标是否正常。按照记录数据开展研究，在第一时间发现也许会引发事故的苗头、隐患。有效降低故障率，延长整个使用寿命。如今，UPS蓄电池组主要是阀控式铅酸蓄电池。蓄电池在UPS中是最好的电能储存装置。蓄电池应该先采取直流电源对其进行充电，将电能进一步转变成化学能进行储存。当市电中断的时候，UPS将借助蓄电池里面的能量进一步维持其逆变器的顺利运行。这时，蓄电池经过放电将化学能转变成电能供UPS使用。

密封式铅酸蓄电池在UPS中获得了普遍的运用。它的价格很高，大概占UPS成本的25%-40%。而在返修的UPS里面，因为蓄电池故障而造成的UPS无法顺利运行的比例约占33%。于是，全面掌握蓄电池的主要工作原理，有效使用蓄电池组，有利于促进UPS的顺利运行。

免维护蓄电池的主要工作原理还是采取以前的铅酸蓄电池，它的电解液是稀硫酸，负极活性物质、正极活性物质分别是海绵状金属铅、二氧化铅。免维护电池在材料、结构方面进行了优化，负极板采取铅钙合金，正极板使用低锑合金，铅锡合金，隔板是超细玻璃纤维隔板。

这种蓄电池实施充电的时候，正极析出的氧气能够借助隔板通道进一步传输至负极板表面，还原成水，在这一过程中的水基本不损失，蓄电池在正常使用时实现无需加水的终极目的。免维护蓄电池拥有一系列的优质特性，如寿命长，维护小，自放电小，使用方便，重量轻，环保，体积小等，于是在管理、维护、使用方面拥有显著的优势，具体如下：

第一，可靠、安全。免维护的蓄电池采取密封结构，能够卧放使用，无有害气体，无酸雾溢出。因为蓄电池充分采取恒压充电制，其内部顺利实现了氧循环过程，所以水损失较小，即便有时过充进一步产生少许气体，也能够借助安全阀逐渐向外排出，使蓄电池壳不会由于压力太大而出现爆裂的情况。第二，安装便捷。免维护蓄电池已实施过充放电处理，为荷电出厂，因此用户在安装以及使用的过程中，不需要再开展初充电过程。第三，使用方便。只有免维护蓄电池对充电电压进行严格控制，按照循环使用、浮充使用的实际要求，采取规定的电压开展恒压充电，不需要值班人员太关注蓄电池组的相关充电过程，无需加入蒸馏水，也没有必要对电解液的温度、比重进行密切检测，只需对放电容量、蓄电池端电压进行定期检测。

虽然生产厂家想方设法地减少氧气、氢气的析出，使它们逐渐消化于电池内部，但是完全控制氧气、氢气析出的可能性不大。从这点来说，免维护铅酸蓄电池不是免维护而是少维护。于是在使用过程中需严格遵守如下原则：①蓄电池允许在负15度到50度的温度范围内使用，但在5度到35度之间使用可以有效延长蓄电池的整个寿命，在20度-25度之间使用将获取最长的工作寿命。②每节12V蓄电池的浮充电压达到了13.8V，2V蓄电池的浮充电压达到了2.3V。单节蓄电池放电终止电压在低放电率情况下要上升到1.7-1.8伏，在满负荷背景下达到了1.67V。③蓄电池的安装场地确保通风，避开太阳直射，环境温度不应该太低或者太高，尽量保持在20-25度这一范围。定期检查蓄电池，如有性能问题，盖子与池壳变形等损伤以及漏液出现的时候，要在第一时间更换。④长期保存的蓄电池要每隔一段时间将UPS电源的输入端断开1次，对市电中断进行效仿，然后认真观察蓄电池的放电时间是否充足，若不够的时候，则能够考虑对蓄电池进行更换，以更好地保持充足的放电时间。⑤免维护的蓄电池均安装了安全阀，当蓄电池内气压上升至一定值的时候，安全阀能够自动排出多余的气体，在内部气压逐渐恢复的时候，安全阀会自动恢复。免维护蓄电池进一步表明了可以无需加液，可定期检查电解液是否出现渗漏，外壳有没有裂缝等依旧是很有必要的。密封铅酸蓄电池的相关安全阀位于排气栓下面。不允许拆下排气栓、安全阀，否则可能会引发蓄电池寿命减少，性能降低的严重危险。⑥蓄电池的周期寿命即充放电次数取决于放电深度以及放电率，恢复性充电的方式，其中放电深度是最关键的因素。在时间、放电率保持不变的情况下，放电深度愈浅，蓄电池的寿命愈长。不允许蓄电池过度放电，如人为调低蓄电池的最低保护值，小电流放电到自动关机等，都可能引起蓄电池过度放电。⑦要对蓄电池的内阻、端电压进行定期检查，在第一时间发现故障电池，实施针对性处理。由于性能所定，蓄电池对环境温度以及湿度的要求很严格，高山台站的工作环境一般比较潮湿、阴冷，需将UPS蓄电池组的环境温度设置在15-24度范围内。根据年检，季检以及月检计划，对蓄电池开展维修保养，借助万用表对每只电池的电流、电压进行测试，有效记录测试情况。每次蓄电池顺利放电之后，为了让蓄电池再次处在饱和充电的状态。通常应充电大概10小时。

4.负载的连接及注意事项

连接UPS电源是一个关键步骤，因为电池组的电压较高，有可能存在电击风险，所以对导线连接条以及输出线进行装卸的过程中需立即放电，防止电池装置上连线柱和连线之间发生瞬间短路，特别是输出接点需制定预防触电的策略。UPS连接电路是应依照规定的极性，对于三项UPS还应保证相序正确无误。

5.做好防雷害等相关措施

避雷器是连接在地、导线之间的一种有效避免雷击的设备，一般与被保护的设备进行并联。

避雷器能够更好地保护电力设备，如果产生异常电压，避雷器会发挥保护作用。当被保护设备在正常电压下工作的时候，避雷器不会起作用，对地面来讲进一步视为断路。如果产生高电压，且危及设备绝缘的时候，避雷器马上行动，将高电压的冲击电流逐渐导向大地，进而对电压幅值进行约束，对电气设备绝缘进行保护。当过电压消失之后，避雷器很快恢复原来的状态，使系统可以顺利供电。避雷器的核心功能是借助并联放电间隙的作用，对入侵流动波实施削幅，降低设备的电压值，进而实现保护电力设备的终极目的。

避雷器能够主要用来对大气高电压、操作高电压进行防护。假如出现雷雨天气，电闪雷鸣就会产生高电压，电力设备也许就会面临极大的危险，这时避雷器就会充分发挥作用，对电力设备进行保护。避雷器的核心作用就是限制过电压以有效保护电气设备。

避雷器包括氧化锌避雷器、阀型避雷器、管型避雷器等三种类型。每种避雷器的工作原理有所区别，然而它们的工作实质是一致的，都是使电力设备免遭损害。

UPS设备在正常运用时应该将防雷策略落到实处，因为雷电天气基本是全部电器设备的天敌，所以必须要深入开展接地线的策略、UPS不间断电源的屏蔽保护策略。在UPS电源中设置了大量CPU、集成电路等微电子器件，这些器件对于雷电很敏感，于是极易被击坏。基于此，必须要重视落实电源线等方面的防雷策略。

UPS在近几十年里得到了迅速发展。就其技术性能而言，UPS经历了从输出方波到正炫波，从离线式到在线式，从分钟级到小时级的发展历程。随着电子技术、蓄电池的飞速发展，其控制电路也获得了迅速发展，由硬件控制发展到软件控制，由起初的立分元件的简单控制进一步发展到微处理机控制，光纤通讯也被广泛融入了UPS，而且微处理机也在小容量的UPS中获得了普遍的运用，乃至还为蓄电池的监控创建了微处理机，以更好地确保电池的良好状态。

随着广电事业的发展，UPS在广播电视中发挥着重要的作用，能够保证信号发送系统，上下行卫星天线的跟踪伺服系统，广播电视地面发射系统的稳定性，可靠性，连续性工作。