有線電視機房UPS不間斷電源的設計

陸成錦

?

有線電視機房UPS不間斷電源的設計

陸成錦

廣州華南信息技術有限公司，廣東 廣州 510510

隨著人們生活水平的不斷提升，對有線電視機房的要求也在不斷增長。以當前有線電視機房UPS不間斷電源設計工作開展的情況為基礎，結合近年來的工作經驗，提出如何提升有線電視機房UPS不間斷電源設計質量。

有線電視機房；UPS；不間斷電源；設計

引言

近年來我國的有線電視業務量不斷增長，前端機房當中的設備數量也逐漸增多。設備運行是否穩定，在很大程度上影響著有線電視數據信號的正常傳輸。電壓必須要在額定范圍內，且不能出現任何形式的突發性斷電，否則容易導致有線電視設備損壞。所以國內絕大部分地區有線電視前端機房都配備了大功率UPS電源，而且UPS電源還可以提供各種形式的負載電壓，保證頻率的穩定性。如果使用的設備是波形比較小的電源，必須要保證逆變和旁路相互切換時供電不間斷。UPS設計質量，很大程度上會影響到供電系統負載，需要給負載系統提供優質的電源，但是在實際工作過程中發現，UPS供電系統自身也很容易發生各種故障，下文將對相關問題進行闡述。

1 根據不同負載量以及不同的延時時間來配置UPS后備電池

不間斷電源存在的意義就是不間斷供電，為了保證UPS電源可以持續不斷的向機房設備供電，必須要選擇正確的后備電池。UPS電池后備時間必須要比市電中斷至市電恢復更長，才能保證有線電視機房時刻處在正常運轉的狀態下。在選擇電池容量時，要遵循下述方面的幾個原則：電池組容量必須要滿足UPS逆變器供電要求，而且在額定負載的條件下，電池組電壓必須要在逆變器允許電壓之上，不能低于逆變器允許最低電壓[1]。

在對機房設備進行布置時，盡量讓電池組可以靠近UPS主機，利用該方式來縮短電池組和UPS主機之間連線的長度，并增加導線截面積，將導線電壓控制在合理范圍內。電池組可以安裝到電池柜中，同時也可以將電池組安裝到電池架上。前者的安裝方式比較美觀，視覺層面上比較美觀。但是這種安裝方式，對樓板的承重要求比較高，所以適用范圍較小。后者可以通過分散承重方式來安裝，對樓板的要求并不高。但是后者的占地面積比較大，很容易堆積灰塵，影響維護質量。

2 利用冗余的方式來增加UPS電力供應可靠性與持續性

為了全面提升UPS供電可靠性以及UPS的供電持續性，工作人員可以利用各種不同的UPS冗余連接法來進行持續供電。不同鏈接方式的優缺點比較明顯，相關工作人員需要按照當地的實際情況來確定選擇何種負載形式，目前最常見的冗余連接方式包含下述三種，如下圖1所示。

圖1 冗余連接方式

2.1 雙機主從式熱備份

雙機主從式熱備份工作模式，將從機UPS--A輸入到另外一個主機，UPS--B旁路當中。在正常運行的狀態下，負載一般均由UPS--B來供電，所以UPS--A時刻處于備份的狀態。如果在該工作模式下，UPS--B出現了故障，則負載供電應當切換到UPS--A處。這種工作模式與結構都比較簡單，操作難度較低，但是缺點也相對比較明顯。主機的UPS--B一直處在工作的狀態下，機械設備長時間工作，必然會影響到設備的性能。而UPS--A處在長期空載的狀態下，其內部的所有元器件都有可能會出現老化的問題，而且不同位置元器件的老化程度不同。從機UPS--A持續供電的狀態下，主機UPS--B靜態旁路若出現各種形式的故障，都有可能會導致前端機房系統出現供電失敗等問題，而且還要控制系統負載，將系統的負載控制在正常單機容量狀態下，但是這種模式日后想要擴容難度比較大[2]。

2.2 負載功率均分并聯備份

負載功率均分并聯方式想要正常使用，需要使用兩臺或者兩臺以上的UPS逆變單元，而且還要保證這些逆變單元相互并聯運行。正常工作狀態下，兩臺或者多臺的逆變器會同時向負載方向提供平均分配的負載功率，如果兩臺或者多臺設備中的一臺出現故障，都會導致UPS自動脫離，負載也會從剩余逆變器供電重新分配到負載功率上。

該工作模式目前最常見的結構分為兩種，第一種結構是UPS外加并機柜并聯，通過使用UPS外加并機柜的方式來實現同步控制、多機均流控制，而且這種工作方法還可以提供并聯系統總靜態旁路。另一種工作方法是在所有UPS設備內部安裝邏輯控制板路，利用邏輯控制板來控制不同機械設備的流出狀態，從根本上實現均勻流出。這種工作方法與傳統工作方案相比，日后擴容更加簡單，有助于機房以后發展。但是這種工作模式的缺點也較為明顯，利用并聯機柜的方式來對電流進行處理，導致并聯機柜成UPS供電系統瓶頸。在這種系統運行模式下，如果并聯機柜產生故障，必然會影響到供電系統的正常運行，并導致供電系統運行失敗[3]。

因為不同UPS輸出功率不同，導致所有設備的參數都很難保持高度一致，影響了UPS向負載供電的正常進行。如果UPS內部逆變器可以形成環流，相關工作人員必須要對環流加以控制，因為如果出現環流過大的情況，會嚴重影響逆變器的正常使用，情況嚴重時還有可能會導致逆變器出現損壞。

第二種結構是雙機并聯且互為熱備份工作模式，該工作方法是將兩臺完全相同UPS電池組輸入到系統內部，整流器輸出以及逆變器輸出相互并聯，并同時使用同一個旁路電源。在正常工作的狀態下，兩個整流器可以通過向不同逆變器進行供電，利用開關的方式來控制一臺逆變器進行負載供電。不同整流器與不同的逆變器相互之間可以備用，而且只有逆變器在同一時間發生故障時，系統才會將負載切換到共同旁路電源中，讓市電供電。這種運行模式不會遭遇到瓶頸，如果運行過程中任何UPS出現局部故障或者出現整體故障，系統依然可以繼續向負載持續供電。因為該系統在相同時間內，只能有一臺逆變器承擔向負載供電職能，所以不會出現逆變器環流問題。

3 結語

有線電視機房UPS不間斷電源設計，對有線電視機房能否正常使用的影響較大。上文從多角度論述了相關問題，希望可以為后續工作的開展提供參考。

[1]張希.有線電視機房UPS不間斷電源的設計、使用和維護[J].有線電視技術，2015（2）：85-86.

[2]郭慶.淺談太原市有線電視機房UPS的選用與維護[J].科技與創新，2015（15）：82-83.

[3]武新華.UPS電源在庫爾勒有線電視中心機房的應用[J].中國有線電視，2011（2）：147-150.

Cable TV Room UPS Uninterruptible Power Supply Design

Lu Chengjin

Guangzhou South China Information Technology Co., Ltd, Guangdong Guangzhou 510510

With the continuous improvement of people's living standards, the requirements of cable TV room is also growing. Based on the current cable TV room UPS uninterruptible power supply design work based on the situation, combined with recent years of work experience, how to improve the cable TV room UPS uninterruptible power supply design quality.

cable TV room; UPS; uninterruptible power supply; design

TN943.6

A

1009-6434（2017）02-0076-02