廣播電視大功率UPS配置方案探討

姜瑩熒

內(nèi)蒙古自治區(qū)廣播電視傳輸發(fā)射中心501臺 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010000

引言

UPS是一種儲存電能的裝置，主要以逆變器為組成部分，實現(xiàn)恒壓的不間斷性電源。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各臺站對大功率UPS裝置的需求越來越高。UPS電源裝置的參數(shù)成為了臺站選擇裝配時需要考慮的重點(diǎn)內(nèi)容。特別是UPS的功率、效率、轉(zhuǎn)換時間等各項參數(shù)，直接決定了對城市電網(wǎng)的利用率以及對負(fù)載的保護(hù)力。性能越好的UPS裝置，對電力的保護(hù)能力越強(qiáng)。因此，電視臺在選擇UPS裝配時，應(yīng)該根據(jù)不同要求選擇類型不同的UPS。

1 廣播電視大功率UPS裝配的要求

1.1 降低外電波引起的故障

電視發(fā)射機(jī)作為一種功率較大的播出設(shè)備，非常容易受到外電波的影響。從以往的發(fā)射機(jī)停播事故中能夠發(fā)現(xiàn)，由于外電波引起的事故引發(fā)的停播占總停播率的70%之多，配置大功率的UPS系統(tǒng)能夠從根本上降低由外電波引起的發(fā)射機(jī)停播事故。

1.2 具備較高的可靠性、穩(wěn)定性以及可維護(hù)性

據(jù)統(tǒng)計，UPS裝置系統(tǒng)中，其本身設(shè)備的故障率達(dá)到20%，負(fù)載和負(fù)載之間的配電故障占據(jù)70%，常見的有負(fù)載短路、保險絲燒毀、斷路器跳閘等情況。剩下的10%一般都是由其他故障導(dǎo)致。所以大功率UPS裝置必須要具備較高的穩(wěn)定性和可靠性，方便技術(shù)人員開展后期的維護(hù)工作。

1.3 性價比高

由于大功率UPS裝置系統(tǒng)的成本造價非常高，所以臺站在選擇UPS配置時，還要結(jié)合臺站的實際情況，考慮資金投入問題，避免在UPS裝置上投入了大量經(jīng)費(fèi)，使臺站的其他業(yè)務(wù)資金上出現(xiàn)缺口。

2 影響正確認(rèn)定UPS裝置指標(biāo)的誤區(qū)

2.1 不重視UPS效率高低的問題

對于UPS裝置來說，效率是決定其可靠性和使用壽命的根本因素。只有UPS裝置自身的損耗增高，工作效率才會低下，負(fù)載能力才會降低。即使UPS的內(nèi)部元件再好，若出現(xiàn)了裝置內(nèi)溫度居高不下的情況，也會給裝置內(nèi)的半導(dǎo)體器件造成一定的損傷，導(dǎo)致UPS裝置的壽命減短。另外，無論是半導(dǎo)體元件還是電池的數(shù)據(jù)，一般都是在設(shè)備25℃左右的溫度條件下給出的，一旦溫度升高了僅僅10℃，那么都會縮短裝置內(nèi)器件的壽命。因此可以總結(jié)出，效率越高的UPS裝置，自身的發(fā)熱量越小，升溫速度和出現(xiàn)故障的概率也會隨之降低，進(jìn)而提高UPS設(shè)備的穩(wěn)定性、安全性和使用壽命。

2.2 UPS輸出功率越高越好的誤區(qū)

對于UPS裝置來說，一般都是為非線性的負(fù)載提供電量，所以能在一些情況下給出無功功率。若是帶線性負(fù)載的情況，那么會給出功率更大的有功功率。因此，UPS裝置的輸出功率應(yīng)該是一個可以取值的范圍，而不僅僅是單一數(shù)值，更不是功率越高就越好。例如UPS裝置具備整流電源的負(fù)載，那么就會出現(xiàn)既需要有功功率，也需要無功功率的情況，而且需要的無功功率往往比有功功率要大。如果舉例來說，可以認(rèn)為輸出功率為0.6的UPS裝置，還沒有輸出功率為0.4的非線性負(fù)載能力強(qiáng)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)階段已經(jīng)能使UPS裝置的輸出功率達(dá)到0.6—1，這也就代表UPS裝置具備了非常強(qiáng)的非線性和帶線性的負(fù)載能力。

2.3 對有功功率和視在功率的認(rèn)識模糊不清

有功功率是UPS在輸出后，立刻就會被負(fù)載消耗的能量，視在功率則是輸出后立刻被負(fù)載消耗的能量以及儲存在負(fù)載中沒有被消耗完的能量，一般是由物理學(xué)中的慣性造成的。若是臺站把視在功率的概念當(dāng)成了有功功率的概念，那么在選擇UPS裝置的功率時，就會忽略了視在功率，UPS裝置真正在運(yùn)行的過程中，可能會產(chǎn)生過負(fù)荷的情況。

2.4 雙變換比在線互動UPS性能強(qiáng)的誤區(qū)

雙變換UPS裝置一般都是通過預(yù)先設(shè)定得來的，所以自身具備很多優(yōu)秀指標(biāo)。在線互動式UPS裝置雖然在指標(biāo)和性能上不如雙變換UPS裝置，但是卻比雙變換增加了電磁的兼容功能，所以具有電磁兼容設(shè)計的在線互動式UPS裝置往往比雙變換UPS的性能要高。另外，當(dāng)兩種UPS裝置在同旁路實現(xiàn)運(yùn)行時，在線互動的UPS裝置往往會表現(xiàn)的比雙變化式UPS裝置性能好的多。

2.5 認(rèn)為UPS價格不重要的誤區(qū)

所有商品都有“一分價錢一分貨”的說法，主要還是要看臺站對UPS裝置的定位，以及應(yīng)用場所和自身發(fā)展的目標(biāo)。雖然價格低廉的UPS也可以投入使用，但是由于采購方在質(zhì)量和性能上追求性價比，按照長遠(yuǎn)的眼光來看，低價格的UPS裝置在運(yùn)行中可能會存在多種隱患，特別是在一些重要的工作運(yùn)行中。

3 廣播電視大功率UPS裝配方案選擇策略

3.1 選擇高性價比的UPS裝置

性價比是選擇大功率UPS裝配方案時必須要首先考慮的內(nèi)容。上文詳細(xì)分析了高價格和低價格UPS裝置的區(qū)別，如何以最理想的價格獲得性能最好的UPS裝置，成為臺站首先要考慮的問題。為了保證可靠性、穩(wěn)定性和安全性，就必須要求UPS裝置中的配置、結(jié)構(gòu)、元件以及制作工藝等的性能較好，參數(shù)指標(biāo)符合使用標(biāo)準(zhǔn)。一般來說，在相同功率的UPS裝置中，無論是穩(wěn)定性、失真度還是電壓精度，幾乎都是大同小異的，所以這些參數(shù)可以不必作為重要參考點(diǎn)，主要比較UPS裝置的效率、輸出功率、過載能力和電磁兼容能力等硬性參數(shù)，優(yōu)先選取綜合指標(biāo)最高的。

3.2 UPS裝置電源分類

UPS主要可以分為后備式、在線互動式、在線式，這三種在我國的廣播電視大功率UPS裝配方案中比較常見。后備式UPS電源在市電供電處于正常情況時，逆變器會處于靜止等待狀態(tài)，一旦市網(wǎng)電壓出現(xiàn)了故障或者異常，UPS裝置就會在第一時間轉(zhuǎn)換成逆變狀態(tài)，也就是把電能轉(zhuǎn)換成交流電的方式，對負(fù)載提供不間斷電源，后備UPS裝置在逆變時會產(chǎn)生一些間隔時間，但可以忽略不計，這種UPS裝置不僅價格低廉、線路簡單，而且適用于家用、辦工等。在線互動式UPS就是指市電正常情況下，UPS電源的逆變能夠反向給電池帶來電量，一旦市電發(fā)生故障或者異常，那么就會立刻開始逆變工作，將組點(diǎn)2轉(zhuǎn)換成交流電，而且也會存在一定的逆變間隔時間；與后備式UPS相比，其保護(hù)性較強(qiáng)，逆變后輸出的電壓波形比較好。在線式UPS裝置在開機(jī)后，逆變器就始終保持工作狀態(tài)，在市電正常的情況下，充電器帶來的直流電會變?yōu)榻涣麟?，一旦市電出現(xiàn)了異?；蛘吖收希诠╇娺^程中不會出現(xiàn)時間上的中斷，這種UPS裝置還具備一定的智能管理功能，比較適合廣播電視系統(tǒng)行業(yè)使用，但是價格較高。

3.3 UPS裝配過程中容量和機(jī)型的選擇

UPS設(shè)備在市場上有很多品牌，而且不同品牌一般都以視在功率為標(biāo)注。視在功率的單位是伏安，要區(qū)別有功功率標(biāo)注的瓦數(shù)，可以得知：有功功率=視在功率×功率因數(shù)。若UPS裝置自帶的負(fù)荷過重，可能會影響到裝置本身的穩(wěn)定性和使用壽命，然而負(fù)載太輕，又會造成采購成本上的浪費(fèi)，而且其中的電池會一直以小電流的放電模式逐漸造成大量放電，會給電池帶來非常嚴(yán)重的損壞。所以合理的UPS電源有功功率最好在25%—28%左右。另外，關(guān)于機(jī)型的選擇上，臺站應(yīng)該根據(jù)實際情況選擇大功率UPS設(shè)備功率的大小，并選擇適合UPS大功率裝置的電池組，隨后選擇不同的UPS裝置機(jī)型。常見的大功率機(jī)型一般分為三種，分別是單進(jìn)單出型、三進(jìn)單出型和三進(jìn)三出型。單進(jìn)單出型不需要考慮輸出端的負(fù)載分配問題，但是必須要考慮市電供電中的均衡帶載問題，特別是在廣播電視大功率UPS的機(jī)型選擇上；三進(jìn)單出機(jī)型比較容易出現(xiàn)三相輸入平衡的帶載問題；三進(jìn)三出機(jī)型一般要將UPS輸出端的不平衡度控制在40%之內(nèi)。最后，在廣播電視的UPS裝配方案中，還要考慮所選擇的UPS設(shè)備能否通過電磁波干擾以及電擊保護(hù)測試，是否能符合自身臺站的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，最后還要綜合考慮UPS電源裝置的體積、重量等因素，才能使大功率UPS裝配方案真正科學(xué)、合理。

結(jié)語

總之，要根據(jù)發(fā)射臺系統(tǒng)的實際情況選擇UPS配置，并充分考慮配置的性價比、可靠性和穩(wěn)定性。所以各臺站在選擇大功率UPS裝置和裝配方案上，沒有特別固定的模式，只要遵循科學(xué)、合理、節(jié)能的原則，并按照自身的實際情況和發(fā)展需求選擇即可。