UPS電源系統(tǒng)在廣播電視播出系統(tǒng)中的應(yīng)用

屈婭娟

摘 要 在廣播電視播出系統(tǒng)中，存在著大量的精密電子設(shè)備，這些設(shè)備對于供電的質(zhì)量和穩(wěn)定性有著極高的要求，如果出現(xiàn)突然斷電，不僅會造成數(shù)據(jù)的丟失，而且可能會導(dǎo)致設(shè)備硬件的損壞。因此，在廣播電視播出系統(tǒng)中，應(yīng)該設(shè)置相應(yīng)的UPS電源系統(tǒng)，以保證供電的連續(xù)性和可靠性。本文結(jié)合UPS電源的內(nèi)涵，對其在廣播電視播出系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究和討論。

關(guān)鍵詞 UPS電源；廣播電視播出系統(tǒng)；應(yīng)用

中圖分類號 G2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）196-0031-02

大數(shù)據(jù)時代，廣播電視行業(yè)得到了飛速發(fā)展，多數(shù)廣播電臺都采用了非編制作以及硬盤播出系統(tǒng)，硬件設(shè)備的數(shù)量較多，其對于電壓的穩(wěn)定性有著較高的要求，如果電源穩(wěn)定性差，電壓波動劇烈或者經(jīng)常突然斷電，則很容易造成設(shè)備的損壞。對此，需要引入UPS電源系統(tǒng)，滿足設(shè)備對于電源和供電質(zhì)量的實際

需求。

1 UPS電源概述

UPS電源的全稱是Uninterruptible Power System，不間斷電源，屬于一種包含了儲能裝置以及逆變器的恒壓恒頻電源，可以為計算機(jī)或者網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等提供不簡單的電力供應(yīng)。在市電輸入正常的情況下，UPS電源主要發(fā)揮穩(wěn)壓器的功能，可以保證市電電壓的穩(wěn)定性，防止不穩(wěn)定電壓導(dǎo)致的設(shè)備跳斷或者損壞，同時也會向電源內(nèi)部的儲能裝置充電；如果市電由于故障或者檢修而中斷，則UPS電源能夠?qū)δ苎b置中的電能通過逆變轉(zhuǎn)換，為負(fù)載提供電力供應(yīng)，確保負(fù)載的正常運行[1]。UPS電源的應(yīng)用，能夠有效滿足設(shè)備對于電源可靠性的要求，對集中供電引發(fā)的電網(wǎng)環(huán)境惡劣問題進(jìn)行改善。依照工作原理，可以將UPS電源范圍3種不同的

類型：

一是后備式UPS，這也是最為常用的UPS電源，其本身具備了斷電保護(hù)、自動穩(wěn)壓等功能，雖然需要10ms左右的轉(zhuǎn)換時間，但是基本不會對設(shè)備造成負(fù)面影響，在微機(jī)、外設(shè)以及POS機(jī)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

二是在線式UPS，相比較后備式，在線式UPS的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，不過功能也更加完善，基本上可以對所有的電源問題進(jìn)行解決，不過，由于本身的成本偏高，在線式UPS一般被應(yīng)用在對于供電質(zhì)量要求較為苛刻的環(huán)境中，如網(wǎng)絡(luò)中心、終端服務(wù)器等。

三是在線互動式UPS，具備濾波功能，抗干擾能力強(qiáng)，而且轉(zhuǎn)換時間僅為4ms，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及電力環(huán)境相對惡劣的地區(qū)有著良好的適

用性。

2 UPS電源系統(tǒng)的設(shè)計

以某廣播電視發(fā)射臺為例，其設(shè)置有12套調(diào)頻廣播頻道和5套模擬電視頻道、8套數(shù)字電視頻道，對于電源的安全性和可靠性有著相當(dāng)嚴(yán)格的要求。

在對UPS電源系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計時，從實際需求出發(fā)，采用了雙聯(lián)路供電回路模式，每一條UPS鏈路均相互獨立，在鏈路中不存在單節(jié)點。鏈路包括了輸入源、UPS機(jī)組、蓄電池組、ATS自動切換系統(tǒng)等，引入了兩路相互獨立的市電來作為主備電源，經(jīng)ATS自切選擇后進(jìn)入UPS機(jī)組，然后通過分配柜分配到設(shè)備中。這里的UPS電源選擇Symmtra PX 48kW模塊化電源，支持熱插拔，配合高性能蓄電池組，可以保證信號系統(tǒng)30min以上的電力供應(yīng)[2]。

2.1 UPS容量計算

依照負(fù)載的性質(zhì)和容量，選擇相應(yīng)的UPS容量，可以在保證系統(tǒng)正常運行的同時，減少成本投入。首先是對負(fù)載容量的估算，然后以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行UPS容量的計算，其計算公式為：

UPS設(shè)計容量=設(shè)計負(fù)載容量/（UPS主機(jī)理想輸出效率×UPS輸出功率因數(shù)）

在該案例中，UPS設(shè)計容量為31.35kW，參照2+1的冗余模式，總?cè)萘繛?8kW。

2.2 ATS設(shè)計

ATS表示雙電源切換開關(guān)，可以在微處理器的控制下，完成兩路供電的自動切換。在該案例中，開關(guān)選擇ABB OTM_C_D的三點式結(jié)構(gòu)，控制器則選擇OTM_C_D微型智能控制器，如果檢測到電源發(fā)生故障，則控制器會發(fā)出相應(yīng)的動作指令，使得開關(guān)帶負(fù)荷切換到備用電源。從安全方面考慮，在ATS中加入了旁路機(jī)械連鎖開關(guān)，這樣即使ATS開關(guān)出現(xiàn)問題，也可以通過旁路開關(guān)實現(xiàn)切換。同時，設(shè)置了自動和手動兩種操作模式，前者用于ATS的自切，后者則用于UPS電源的檢修和

維護(hù)[3]。

2.3 UPS

選擇在線式UPS電源，其能夠?qū)崿F(xiàn)對于各類供電的零時間切換，同時具備穩(wěn)壓、穩(wěn)頻的特點，也可以有效抵抗市電的干擾，具備良好的性能。UPS性能可以分為兩部分，一是電源本身的穩(wěn)定度，一般由逆變器輸出電路和電壓的波動幅值及頻偏決定，二是系統(tǒng)的后備時間，通常取決于電池組充放電所需的

時間。

3 UPS電源系統(tǒng)的管理和維護(hù)

對于UPS電源的管理，主要設(shè)置了設(shè)備監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控和視頻監(jiān)控三種網(wǎng)絡(luò)化管理模式，通過分級管理來保證UPS電源的穩(wěn)定可靠運行。通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺，工作人員可以針對機(jī)房內(nèi)部的環(huán)境以及電源的運行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控，掌握UPS電源在運行過程中的參數(shù)信息，對照標(biāo)準(zhǔn)信息進(jìn)行分析，一旦發(fā)現(xiàn)異常，可以在第一時間發(fā)現(xiàn)并處理，從而消除安全

隱患[4]。

對于UPS電源的維護(hù)，需要從多個方面開展工作：一是重視電池選擇。在資金條件允許的情況下，應(yīng)該優(yōu)先選擇質(zhì)量較高的免維護(hù)電池，確保電池具備良好的性能。也可以選擇容量較大的UPS電源系統(tǒng)，其不僅可以滿足系統(tǒng)擴(kuò)充的要求，也可以減少運行維護(hù)的成本。在沒有特殊要求的情況下，UPS電源的檢查周期一般在4～6個月，技術(shù)人員需要利用專業(yè)的儀器設(shè)備，對電池的內(nèi)阻和端電壓進(jìn)行檢測，如果發(fā)現(xiàn)電池內(nèi)阻超過80mΩ，或者端電壓低于最低臨界電壓，則需要進(jìn)行均衡充電或者直接對電池進(jìn)行更換；二是定期充放電。UPS電源與市電相連接，如果市電的供電質(zhì)量穩(wěn)定，稍有停電問題，則蓄電池會長期處于浮充狀態(tài)，很可能會導(dǎo)致電池化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化的活性降低，加速電池老化，也會在一定程度上壓縮電池的額使用壽命。針對這個問題，維護(hù)人員需要每隔2～3個月，對電池進(jìn)行完全充放電，但是應(yīng)該避免出現(xiàn)過度放電的情況，可以根據(jù)電池本身的容量以及負(fù)載的大小，對放電的時間進(jìn)行確定；三是做好環(huán)境控制。環(huán)境溫度對于蓄電池使用壽命的影響巨大，通常情況下，電池生產(chǎn)廠家要求蓄電池的最佳運行溫度在20℃～25℃之間，如果溫度偏高，電池的放電能力會有所提升，但是壽命會大大縮短。相關(guān)測試表明，當(dāng)環(huán)境溫度在25℃以上時，每升高10℃，電池的使用壽命就會縮短一半。因此，需要在機(jī)房內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的空調(diào)和通風(fēng)系統(tǒng)，將溫度控制在20℃～25℃之間，以保證電池的使用

壽命[5]。

4 結(jié)論

總而言之，UPS電源可以作為市電的一種補(bǔ)充，為設(shè)備提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)，保證設(shè)備的運行安全。在廣播電視領(lǐng)域應(yīng)用UPS電源系統(tǒng)，可以減少突然斷電導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失以及設(shè)備損壞問題，而想要確保UPS電源系統(tǒng)功能的充分發(fā)揮，不僅需要做好系統(tǒng)設(shè)計工作，還必須重視管理和維護(hù)，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行中存在的異常和問題，保證廣播電視播出系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠

運行。

參考文獻(xiàn)

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