廣播電視臺站如何正確選擇UPS

李秋梅 高勇

（1.廣西廣播電視技術中心南寧分中心；2.貴港廣播電視臺）

1 引言

廣播電視安全播出的要求越來越高，臺站供配電對UPS的要求也日益提高。UPS的性能參數是選購時考慮的重點，尤其UPS效率、功率因數、轉換時間等參數，決定了對負載的保護能力和對市電的利用率。性能越好，保護能力也越強。因此臺站在選購UPS時，應根據負載對電力的要求程度及負載的重要性不同，而選取不同類型的UPS。如何正確地選擇UPS，主要從下述幾個方面來考量。

2 內容概述

2.1 高性價比

爭取做到高“性價比”，即以最低的價格或以同等的價格獲得最好的性能。為保證可靠性，就必須要元器件材料、工藝、配置和結構這幾方面的性能都要好。在相同標準下，以較低或同等價格選取UPS性能參數相對好的設備。一般來說，在同功率同標準的的UPS產品的比較中，輸出電壓精度、失真度、頻率穩定度、動態響應等參數指標都大同小異，著重比較輸入功率因數、效率、輸出功率因數、電流峰值系數、過載能力、自動監控功能、電磁兼容的能力等這些重要性能參數，從中選取指標相對高的，就能達到高性價比。

2.2 解決影響對指標正確認定的概念誤區

2.2.1 UPS效率高點或低點都問題不大的誤區

效率是決定UPS設備可靠性和壽命的主要因素。UPS設備自身損耗的能量高了，自然它的效率就低下，帶負載的能力也低。即便元器件再好，但機內溫度一直很高，也容易造成半導體器件有效壽命縮短。半導體元器件和電池的技術數據一般都是在25℃的條件下給出的，溫升高10℃，器件壽命就會減半。因此，效率高的UPS其自身損耗（發熱量）小，溫升就低，故障率也低，也就提高了設備的壽命和可靠性。

2.2.2 UPS的輸出功率因數在任何情況下都是越高越好的誤區

UPS在大多數情況下都是給非線性負載供電，所以它應能給出一定的無功功率。在帶線性負載的情況時，又要盡可能給出更大的有功功率。因此，UPS的輸出功率因數應是一個范圍，而不是一個單值，也不是越高越好。比如具有整流器電源的負載，不但需要有功功率也需要無功功率，往往所需的無功功率比有功功率還要大，所以像輸出功率因數為0.8的UPS帶非線性負載的能力還不如輸出功率因數為0.6的UPS強。目前已有的UPS將輸出功率做到0.6～1，這就使UPS具有了很強的帶線性負載和非線性負載的能力。

2.2.3 把有功功率和視在功率混為一談的誤區

有功功率是UPS輸出后就馬上被負載消耗掉的能量，而視在功率則是包括馬上被負載消耗掉的能量和儲存在負載慣性中未被消耗掉的能量。如果把視在功率當成了有功功率，在選擇UPS容量時就會忽略掉視在功率，設備投入運行后就會造成過負荷。

2.2.4 只要是雙變換UPS就比在線互動式UPS功能強的誤區

雙變換UPS通過預先設計具有許多優良指標。在線互動式UPS雖然很多指標不如雙變換，但卻增加了電磁兼容功能，所以有些無電磁兼容設計的雙變換UPS在電磁兼容方面反而不如在線互動式UPS。另一方面，當同是旁路運行時，在線互動式UPS就比傳統雙變換強得多。

2.2.5 價格高低的UPS都能用的誤區

UPS作為正規產品出廠，自然在普通場合就都可以用。所謂“一分錢一分貨”，主要還是看用戶對要購買的UPS如何定位和應用場合的重要性。質量低的UPS即便當時可以用，但在器件和選材上追求價廉，從長遠看可能隱患重重、后患無窮，尤其是在一些重要場合。

2.2.6 不了解電池的性能及其對UPS影響的重要性的誤區

電池是UPS的重要支柱，也是UPS系統最薄弱的環節，性能的好壞直接影響系統的可靠性。切莫因電池價格在UPS整機占比大就圖便宜而有所忽視，電池壽命及質量與主機同樣至關重要。如電池壽命及質量問題造成容量低于規定值時，也并非壞到不能用的程度，雖然UPS照樣運行，可故障隨時都能發生。因為隨著電池進一步地迅速老化，內阻急劇變大或電池連接端子因為腐蝕而造成虛連接，一旦需要放電時，就有可能因電池的突然故障而導致UPS供電崩潰。

2.3 合理選擇發電機容量與UPS容量配比

當供電系統中有柴油發電機時，一定要注意油機與其他供電設備的匹配。廣播電視臺站，尤其是村村通臺站都配置了柴油發電機，如果油機的負載設備UPS的輸入功率因數低，輸入電流成分大，過大的諧波就會影響油機工作的穩定性。在這種情況下，必須增大油機與UPS的容量比。具體配比要視實際選擇的UPS類型（雙變換UPS、互動UPS或后備UPS）來定。參考柴油發電機與UPS容量的配比見表1：

表1 柴油發電機與UPS容量的配比

總之，在能滿足負載常規性能要求和不停電的前提下,UPS的可靠性和輸出能力是最重要的性能指標。結合臺站實際情況，尤其是村村通高山臺站，農網電壓不穩定且經常停電須油機供電，同時考慮機房防雷因素，推介選用6脈沖雙變換式UPS。雙變換UPS原理框圖見圖1。

市電正常時，交流輸入經過交直流變換，轉換成直流，一方面給蓄電池充電，另一方面給逆變器供電；逆變器始終處于工作狀態，把直流電壓通過交直流變換，逆變成交流電壓給用電設備供電。

整流器：交流市電輸入通過整流器轉換為直流電，給電池充電，并通過逆變器給負載供電。

逆變器：該逆變器為直流變換交流單向逆變，當市電正常時，它通過整流器取得功率送到輸出端給負載供電；當市電掉電時，由電池通過該逆變器給負載供電。

靜態開關：正常狀態時逆變側導通，旁路側斷開。當出現逆變器故障、負載受沖擊、故障過載等異常時，逆變器就停止輸出，此時靜態開關變為逆變側關閉，旁路側接通，市電直接向負載供電。

雙變換式UPS的性能優缺點如下：①通過采用AC/DC、DC/AC雙變換設計來消除市電的電壓波動、波形畸變、頻率波動及干擾產生的影響，②可以實現對負載的穩頻、穩壓供電，供電質量優于其他類型；③市電掉電時，輸出電壓不受任何影響，無轉換時間；④電氣設計比較完善和成熟，應用也比較廣泛；⑤效率同比不占優勢；⑥輸入因為整流器后直流母線濾波電容的存在，輸入電流呈瞬間脈動大電流特征，包含有大量的諧波電流，市電輸入時因為電網的輸出等效內阻小，諧波電流對輸出電壓影響不大。若是油機供電時，其內阻增大會造成油機輸出諧波電壓，要進行諧波治理，如6脈沖整流＋5次諧波濾波器；⑦價格比其他類型UPS高。

3 結束語

廣播電視臺站如何正確選擇UPS沒有絕對的模式，應從科學、合理、經濟、實用、可靠性多方面考慮。

[1]王其英，劉秀榮 編著.新型不停電電源UPS的管理使用與維護.2005.北京人民郵電出版社.

圖1 雙變換式UPS原理框圖