淺談大型UPS在廣播電視無線發(fā)射臺站的使用情況

（廣西廣播電視技術(shù)中心河池分中心）

1 引言

UPS即不間斷電源，是將交流電整流變?yōu)橹绷麟娊o儲能蓄電池進行充電的系統(tǒng)，同時又把直流電再度轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娊o負(fù)載供電的逆變系統(tǒng)，即UPS 在市電正常供電時整流給蓄電池充電，若市電中斷，蓄電池立即將儲存的直流電輸送給逆變器逆變成交流電供給負(fù)載設(shè)備工作。廣播電視無線發(fā)射臺站對安全播出指標(biāo)要求很高，不間斷供電在日常播出工作中凸顯重要，大型UPS在廣電無線發(fā)射臺站保障安全播出工作發(fā)揮重要作用。隨著無線發(fā)射臺站廣泛使用UPS，對UPS的選購配備也很講究，日常維護也擺上分中心維護部的工作日程。

2 UPS的工作原理

我分中心使用的大型UPS有兩個廠家生產(chǎn)，工作原理基本一樣，都是采用在線式的UPS。

基本原理就是:當(dāng)市電正常時候，由市電經(jīng)過濾波、AC/DC整流變換電路進行整流輸出直流電壓，供給DC/AC逆變器工作，由逆變器向負(fù)載提供交流電，并給蓄電池充電。在市電異常時，蓄電池提供直流電供給逆變器工作給負(fù)載提供交流電，這就看出逆變器始終處于工作狀態(tài)，保證不間斷電源輸出。當(dāng)逆變器有異常情況且超過逆變器可承受范圍時，逆變器會自動關(guān)閉以防止損壞。若此時市電仍然正常，靜態(tài)開關(guān)會將電源供給轉(zhuǎn)為旁路電源供應(yīng)給負(fù)載。

當(dāng)然，發(fā)生嚴(yán)重超載時，UPS之前的空開會保護跳閘，只有故障排除后，重新合閘重新開機能正常工作。設(shè)計時也考慮了應(yīng)急維修旁路通道，做了維護旁路開關(guān)。

目前，UPS按照工作原理來配接常用有在線互動方式、在線式和后備式。我分中心臺站使用的是在線式，具體工作情況如下圖所示:

筆者結(jié)合臺站使用的科華FR-UK3330系列UPS的具體工作模式以圖1-4展示。

從這些工作模式中，我們在進行日常維護時可以很好的分析具體電路，初步定位故障的位置，幫助我們更好的對UPS進行維護。

3 UPS功率的選擇

圖1 外電正常時候工作如上圖模式

圖2 外電異常時工作如上圖模式

圖3 旁路的工作如上圖模式

圖4 在進行維修時工作如上圖模式

一個臺站要配備大型UPS，在做計劃的時候一定要考慮所配備的UPS的功率容量。一套UPS的功率容量一般用VA表示，但是通常我們臺站設(shè)備功率容量我們是用W表示，那首先要清楚VA和W的轉(zhuǎn)換關(guān)系。VA與W的一般換算關(guān)系是:W是VA的0.8倍，比如某臺站配備40kVA的UPS,則其功率容量就是32KW，每一套UPS都有特定的輸出功率能力，40KVA的UPS，其最大輸出功率是40kVA或者32KW，我們在給臺站配備接到這臺UPS上的設(shè)備的耗電功率總和不能超過32KW。這里要注意一點就是盡可能不要配接感性負(fù)載，因為感性負(fù)載啟動功率是額定功率的3-7倍左右，UPS逆變器容易瞬間過載。有些臺站是配備3匹或5匹空調(diào)，這是技術(shù)中心不讓把空調(diào)接入UPS負(fù)載的原因之一。

4 UPS功率與柴油發(fā)電機功率匹配問題

現(xiàn)在臺站已經(jīng)配備柴油發(fā)電機在先，后來跟進配備UPS，這就面臨著功率匹配問題。比如我分中心某臺站原來配備了一臺36KW的柴油發(fā)電機，去年又給該臺站配備一套40KVA(即32KW)的UPS,機房原本總功率是25KW,當(dāng)外電長時間停電時，UPS后備延時時間不夠，得啟動柴油發(fā)電機供電播出，這時UPS及UPS所帶負(fù)載就是柴油發(fā)電機最大負(fù)載，就會出現(xiàn)超載現(xiàn)象，不能正常工作，這就會給臺站安全播出構(gòu)成威脅。因此在給現(xiàn)有臺站配備UPS時候應(yīng)該綜合考慮功率匹配問題。在考慮油機和UPS時，通常油機功率是1.5-2倍UPS功率就可以滿足需求。當(dāng)然，臺站后配UPS功率和柴油發(fā)電機不匹配時，在配接UPS的時候是需要講究方式。筆者認(rèn)為最經(jīng)濟的解決方案就是功率小的柴油發(fā)電機跨UPS做應(yīng)急旁路供電方式。

5 UPS配接時線徑的選擇

UPS安裝時輸入和輸出線材選擇也很關(guān)鍵，線徑選大了造成不必要的浪費，線徑選小了容易引發(fā)隱患，如何選擇合適線徑值得維護技術(shù)人員考究。當(dāng)然，現(xiàn)在采購整套UPS廠家都包安裝了，可是在安裝好以后，我們技術(shù)人員是要進行驗收的，這也得熟悉安裝線材的規(guī)格。筆者認(rèn)為技術(shù)人員要熟悉UPS的性能及技術(shù)參數(shù)才能更好的了解安裝線材的選取。線徑的選取是根據(jù)電流來選取，電流又決定于功率因數(shù)、整機效率、逆變效率，通常UPS的輸入功率因數(shù)選0.85,整機效率可達(dá)90%,逆變效率達(dá)到95%,筆者以河池中波臺配備的40KVA容量的UPS折算輸入電流，I=(功率容量VA*0.8)/整機效率*輸入功率因數(shù)*輸入相電壓*3=63A,輸出電流I=(功率容量VA*0.8)/輸出相電壓*3=60.6A,工程銅線折算選線徑用m2截面積通過5A來估算，輸入輸出線徑選取16平方足矣。蓄電池級連線選取也很關(guān)鍵，結(jié)合蓄電池端點低限電壓來計算最大電流決定連線的線徑，比如我們分中心某直屬臺站的40KVAUPS有30節(jié)蓄電池，則最大電流I=(功率容量VA*0.8)/(逆變效率*電池個數(shù)*電池低限電壓)=106.9A,即蓄電池級連線選25m2線徑就可以了。

6 結(jié)束語

大型UPS在廣播電視無線發(fā)射臺站的使用，作用明顯，很好的保障安全播出工作，如何維護好UPS是任重而道遠(yuǎn)，維護部應(yīng)該做好UPS日常維護管理細(xì)則，特別是蓄電池的日常維護，要做好運行記錄，及時發(fā)現(xiàn)蓄電池異態(tài)，讓UPS可靠、安全、有效的運行，確保無線發(fā)射臺站安全播出。