ＵＰＳ電源在播控機房的應用

王麗娟

UPS電源主要由整流器、逆變器和蓄電池等組成,按其工作方式一般可分三類:后備式、在線式和在線互動式。UPS電源具有良好的穩壓功能。當市電電網瞬間斷電或停電時,UPS電源能自動將蓄電池儲存的直流電逆變為交流電繼續向負載供電。

后備式UPS電源在市電正常供電時,市電通過交流旁路通道直接向負載供電,此時主機上的逆變器不工作,只有在市電停電時,才由蓄電池供電,經逆變器驅動負載。這種UPS供給的電源,沒有抑制和隔離電網中的各種噪聲和干擾,輸出電壓不是穩壓穩頻的,因而不宜用在精密負載及電網較差的地區,但在電網質量較高的地區還是可以用這種UPS,它的特點為結構簡單,成本較低,轉換時間較長。

在線式UPS電源。在市電正常時,它首先將交流變成直流電,然后進行脈寬調制、濾波,再將直流電重新變成交流電源向負載供電,并同時給蓄電池充電,一旦市電中斷,立即改為蓄電池逆變器對負載供電,以保證負載連續不斷地穩定工作,其切換時間為零秒。因此,在線式UPS電源輸出的是與市電網完全隔離的純凈的正弦波電源,大大改善了供電的質量,保護了負載安全,有效的工作。

在線互動式UPS電源是一種界于后備式和在線式之間工作方式的UPS電源。當市電在規定電壓范圍內時,不作調節直接輸出至用電設備,如同一臺后備式UPS;不使用蓄電池供電。這種UPS轉換時間非常短,交流輸出電壓穩定性好,但穩頻特性不理想,也被視為后備式UPS的一種變形產品。

各種品牌的UPS電源一般都是以視在功率為其額定容量,單位是VA(伏安)。而有線電視機房設備的總功率一般是以有功功率標注,其單位是W(瓦)。因此,在計算時要反UPS電源標注容量換成有功功率:有功功率=視在功率×功率因數。UPS電源輸出功率因數一般為0.8。

UPS電源容量要根據設備負載情況確定,合理的UPS電源負載應當是其額定功率的25%～80%。有時,為給將來擴容留有余地,選用容量大一點的UPS電源,但當負載是不就小于額定有功功率的25%,如果負載太小,電池不能充份放電,對電池維護不利。因此,選用UPS電源還有一定的余量,運行也比較安全可靠,不會浪費資金。如果將來需要大規模增加負載,可以選用并機UPS電源。

蓄電池容量選擇要根據電池實際放電電流和所要求的備用時間來決定。選擇蓄電池的容量,先計算出要求放電電流的電流值,然后根據蓄電池生產廠家提供的放電特性曲線和用戶要求的備用時間進行選擇。

蓄電池最大放電電流值按下式計算:I最大=P×cos a/(n×N×E)

式中:I最大——蓄電池最大放電電流值;P——UPS額定輸出功率;Cos a——UPS負載功率因數;n——UPS逆變器效率;N——蓄電池組的N——蓄電池組的12V單體電池個數;E——放電時單體蓄電池的臨界放電電壓(12V蓄電池的臨界放電電壓取10V)。

放電電流計算。由于在放電過程中,蓄電池的放電電流是變化的,蓄電池剛放電時的電流值明顯小于I最大,根據蓄電池的放電狀態,一般取0.75作為校正因數.蓄電池實際所需的放電電流I=0.75I最大。

蓄電池容量計算.計算出蓄電池實際所需的放電電流值后,再根據所要求的備用時間按照蓄電池生產廠家所提供的蓄電池放電特性曲線找出要求蓄電池放電速率,按下式計算出要求配置的蓄電池容量:C(AH)=蓄電池實際所需放電電流(A)/蓄電池放電速率(I/H)。計算出蓄電池的容量后,再根據電源的直流電壓確定蓄電池的型號和連接方式,最后確定電池的個數和電池柜的尺寸及數量。

合理選擇配線是很重要的,線徑太細,電流太大,容易發熱而引起火災;線徑太粗,則造成浪費.根據金屬導線的電氣特性,一般多股銅芯線容量為6A/mm,鋁線容量為4A/mm。

在購買UPS電源時,應主要考慮下列因素:輸入電壓范圍、輸出電壓范圍、輸出頻率范圍、旁路逆變零切換以及抗突波、干擾、諧波失真的能力,另外,售后服務也很重要。大量實踐證明,如果UPS輸出端的零線對地線報“干擾”電位過高,會導致計算網絡的數據通訊的誤碼率增高,如果使用高頻機型,由于高頻輻射,它會對計算機網絡造成影響,因此選型時應考慮這此問題。

UPS電源應可能安裝在清潔、陰涼、通風、干燥的地方,要定期對電池進行檢查、測量,并做好記錄。要避免大電流充放電,不經常停電時,每隔3個月對UPS進行一次人為的放電,延長電池的使用壽命。每年入夏后,為防止雷擊,應在輸入配電柜內加裝避雷器,在UPS之前安裝諧波濾波器;UPS的輸出配電柜內部統一接地,有效地防止雷擊。為廣播電視安全優質、不間斷播出提供有力保障。□

(編輯/永安)