UPS電源在廣播電視臺制作播出系統中的應用

隨著廣播電視事業的不斷發展，大部分電臺電視臺廣泛使用了非編制作和硬盤播出系統，實現了非編制作和硬盤播出系統一體化，設備日益增多。這些設備要求電源要有一定程度的穩定性，即電壓要在額定范圍內，電源不能經常性突然斷電，否則極易損壞設備，尤其各種計算機、服務器、磁盤陣列等負載。2007年，東豐電視臺、電臺將原來的模擬手工播出系統進行了改造，全臺實現了制播網絡一體化，并根據需要在電臺、電視臺播出機房中配備了在線式UPS電源。通過一年多來的運作，在安全播出上起到了保障作用，運行效果良好。下面簡單介紹一下我臺UPS電源供電系統的結構特點與應用方法。

一、UPS電源工作原理及在硬盤播出系統中應用的優點

UPS是不間斷電源設備的英文簡稱，是能夠提供持續、穩定、不間斷的電源供應的重要外部設備，是一種電子電源系統，其基本功能是當市電電源發生斷電時，不間斷地為用戶設備提供符合規定的交流電源。UPS電源按其工作方式可分為后備式和在線式兩大類，后備式UPS電源在市電正常供電時，市電通過交流旁路通道再經轉換開關直接向負載提供電源，機內的逆變器處于停止工作狀態，當市電供電中斷或低于170V時，蓄電池對UPS逆變器供電，并向負載提供穩壓、穩頻的交流電，切換時間10至15毫秒，因此負載會出現短時間的斷電，但不會影響計算機等設備的正常使用。在線式UPS的工作過程是當市電正常時，輸入交流電壓轉化為直流電通過充電電路不斷對UPS中的電池進行充電，同時AC/DC電路將交流電轉換為直流電，然后通過逆變器再將直流電逆變成正弦交流電供給負載。而當市電中斷時，立即改由蓄電池提供的直流電經逆變器向負載提供正弦交流電源。因此，對在線式UPS電源而言，在正常情況下，無論有無市電，都是由UPS電源的逆變器對負載供電，這樣就避免了因市電電網的電壓波動及干擾而帶來的影響。而且在由市電供電轉換到蓄電池供電時，其轉換時間為零。真正給用戶提供優質的穩壓、穩頻的純凈正弦波電源，從而提供符合網絡系統需要的電源保護。

二、UPS電源配置方案

在配置電源時，必須保證UPS電源有充足的容量，為系統提供優質的電源。因此，在配置UPS電源應遵循以下原則：

第一，UPS容量相對負載不宜過小，使其長期重載運行。這樣雖可節省一部分投資，但由于逆變器處于重載運行，其輸出波形將發生畸變，輸出電壓幅值抖動過大。這樣既不能為負載提供優質電源，還容易造成UPS逆變器元件（IGBT）損壞，所以，即使從經濟角度講也是得不償失。負載總耗電量不宜長期超過其額定容量的80%。

第二，UPS電源容量的選擇。在確定UPS電源容量前，首先要了解什么是UPS電源的額定容量，以及UPS標稱容量的含義。UPS電源額定容量是指它在額定條件下所能承受的最大負荷量，也就是UPS額定功率，也指總功率，它包括有用功率和無用功率，有用功率既是實際輸出功率。例如，某臺UPS電源的標稱容量是1000VA/800W，則說明這臺UPS電源額定容量（額定功率）為1000VA，實際輸出功率為800W。廣播電視系統一般選擇在線式UPS，其最佳負載量應控制為UPS額定容量的60％～70％之間。以我縣電視臺為例，需要不間斷供電的設備有硬盤播出系統、中心存儲服務器、非編輯機等，經測量總功率近4000 VA，則UPS電源額定容量應為4000VA÷70％≈5715VA。考慮網絡升級，需有一定的充余地，于是我們按主機額定容量為6000VA計算，選擇了一部6kVA/4800W的科士達GP806H型UPS電源，它的最佳負載量是3.6KW-4.2KW。確定主機功率后，還要合理選擇輸入、輸出配線及空氣開關。輸出分兩路給系統供電，第一路供應播出機房，包括中心存儲服務器、主/備播系統、播出控制站。第二路供應非編、審片、上載系統。在電池余量不足的情況下主要保證第一路系統的供電。電臺主要為播出系統配備了UPS電源，播出系統主要由硬盤、調制器、光發機等組成。負載為600 VA，600VA÷70％≈857VA。按主機額定容量為1000VA計算，選擇了一部1000VA/800W的科士達GP801型UPS電源。

三、UPS的日常維護

為提高UPS系統的可靠性，除應正確選用UPS外，還要認真做好日常維護工作。技術的成熟使UPS電氣部分的維護量極小，主要是蓄電池的維護。電池是UPS的重要支柱，也是UPS系統中較為薄弱的環節，在UPS的故障中有很大比例是由于電池問題引起的。

1.盡量使用高品質免維護電池，電池性能的好壞將直接影響到UPS系統的可靠性。另外選購容量較大的不間斷電源系統，不僅可減少維護成本，若遇到負載設備擴充，較大容量的不斷電系統仍可立即運作。通常情況下，每4～6個月需要進行一次檢查，測量其電池的端電壓和內阻。如果單個電池的端電壓低于其最低臨界電壓或電池內阻大于80mΩ時，應進行均衡充電或更換電池。

2.定期充電放電。UPS因長期與市電相連，在供電質量高、很少發生市電停電的使用環境中，蓄電池會長期處于浮充電狀態，日久就會導致電池化學能與電能相互轉化的活性降低，加速老化而縮短使用壽命。因此，一般每隔2－3個月應完全放電一次，放電時間可根據蓄電池的容量和負載大小確定。

3.保持適宜的環境溫度。影響蓄電池壽命的重要因素是環境溫度，一般電池生產廠家要求的最佳環境溫度是在20℃－25℃之間。雖然溫度的升高對電池放電能力有所提高，但付出的代價卻是電池的壽命大大縮短。據試驗測定，環境溫度一旦超過25℃，每升高10℃，電池的壽命就要縮短一半。工作需要注意很多事項。除以上提及的以外，用戶還需要注意防雷擊及強無線電干擾等其他可能干擾UPS良好運行的因素。