廣播電視大功率UPS配置方案探討

姜瑩熒

內蒙古自治區廣播電視傳輸發射中心501臺 內蒙古 呼和浩特市 010000

引言

UPS是一種儲存電能的裝置，主要以逆變器為組成部分，實現恒壓的不間斷性電源。隨著科學技術的發展，各臺站對大功率UPS裝置的需求越來越高。UPS電源裝置的參數成為了臺站選擇裝配時需要考慮的重點內容。特別是UPS的功率、效率、轉換時間等各項參數，直接決定了對城市電網的利用率以及對負載的保護力。性能越好的UPS裝置，對電力的保護能力越強。因此，電視臺在選擇UPS裝配時，應該根據不同要求選擇類型不同的UPS。

1 廣播電視大功率UPS裝配的要求

1.1 降低外電波引起的故障

電視發射機作為一種功率較大的播出設備，非常容易受到外電波的影響。從以往的發射機停播事故中能夠發現，由于外電波引起的事故引發的停播占總停播率的70%之多，配置大功率的UPS系統能夠從根本上降低由外電波引起的發射機停播事故。

1.2 具備較高的可靠性、穩定性以及可維護性

據統計，UPS裝置系統中，其本身設備的故障率達到20%，負載和負載之間的配電故障占據70%，常見的有負載短路、保險絲燒毀、斷路器跳閘等情況。剩下的10%一般都是由其他故障導致。所以大功率UPS裝置必須要具備較高的穩定性和可靠性，方便技術人員開展后期的維護工作。

1.3 性價比高

由于大功率UPS裝置系統的成本造價非常高，所以臺站在選擇UPS配置時，還要結合臺站的實際情況，考慮資金投入問題，避免在UPS裝置上投入了大量經費，使臺站的其他業務資金上出現缺口。

2 影響正確認定UPS裝置指標的誤區

2.1 不重視UPS效率高低的問題

對于UPS裝置來說，效率是決定其可靠性和使用壽命的根本因素。只有UPS裝置自身的損耗增高，工作效率才會低下，負載能力才會降低。即使UPS的內部元件再好，若出現了裝置內溫度居高不下的情況，也會給裝置內的半導體器件造成一定的損傷，導致UPS裝置的壽命減短。另外，無論是半導體元件還是電池的數據，一般都是在設備25℃左右的溫度條件下給出的，一旦溫度升高了僅僅10℃，那么都會縮短裝置內器件的壽命。因此可以總結出，效率越高的UPS裝置，自身的發熱量越小，升溫速度和出現故障的概率也會隨之降低，進而提高UPS設備的穩定性、安全性和使用壽命。

2.2 UPS輸出功率越高越好的誤區

對于UPS裝置來說，一般都是為非線性的負載提供電量，所以能在一些情況下給出無功功率。若是帶線性負載的情況，那么會給出功率更大的有功功率。因此，UPS裝置的輸出功率應該是一個可以取值的范圍，而不僅僅是單一數值，更不是功率越高就越好。例如UPS裝置具備整流電源的負載，那么就會出現既需要有功功率，也需要無功功率的情況，而且需要的無功功率往往比有功功率要大。如果舉例來說，可以認為輸出功率為0.6的UPS裝置，還沒有輸出功率為0.4的非線性負載能力強。隨著科學技術的不斷發展，現階段已經能使UPS裝置的輸出功率達到0.6—1，這也就代表UPS裝置具備了非常強的非線性和帶線性的負載能力。

2.3 對有功功率和視在功率的認識模糊不清

有功功率是UPS在輸出后，立刻就會被負載消耗的能量，視在功率則是輸出后立刻被負載消耗的能量以及儲存在負載中沒有被消耗完的能量，一般是由物理學中的慣性造成的。若是臺站把視在功率的概念當成了有功功率的概念，那么在選擇UPS裝置的功率時，就會忽略了視在功率，UPS裝置真正在運行的過程中，可能會產生過負荷的情況。

2.4 雙變換比在線互動UPS性能強的誤區

雙變換UPS裝置一般都是通過預先設定得來的，所以自身具備很多優秀指標。在線互動式UPS裝置雖然在指標和性能上不如雙變換UPS裝置，但是卻比雙變換增加了電磁的兼容功能，所以具有電磁兼容設計的在線互動式UPS裝置往往比雙變換UPS的性能要高。另外，當兩種UPS裝置在同旁路實現運行時，在線互動的UPS裝置往往會表現的比雙變化式UPS裝置性能好的多。

2.5 認為UPS價格不重要的誤區

所有商品都有“一分價錢一分貨”的說法，主要還是要看臺站對UPS裝置的定位，以及應用場所和自身發展的目標。雖然價格低廉的UPS也可以投入使用，但是由于采購方在質量和性能上追求性價比，按照長遠的眼光來看，低價格的UPS裝置在運行中可能會存在多種隱患，特別是在一些重要的工作運行中。

3 廣播電視大功率UPS裝配方案選擇策略

3.1 選擇高性價比的UPS裝置

性價比是選擇大功率UPS裝配方案時必須要首先考慮的內容。上文詳細分析了高價格和低價格UPS裝置的區別，如何以最理想的價格獲得性能最好的UPS裝置，成為臺站首先要考慮的問題。為了保證可靠性、穩定性和安全性，就必須要求UPS裝置中的配置、結構、元件以及制作工藝等的性能較好，參數指標符合使用標準。一般來說，在相同功率的UPS裝置中，無論是穩定性、失真度還是電壓精度，幾乎都是大同小異的，所以這些參數可以不必作為重要參考點，主要比較UPS裝置的效率、輸出功率、過載能力和電磁兼容能力等硬性參數，優先選取綜合指標最高的。

3.2 UPS裝置電源分類

UPS主要可以分為后備式、在線互動式、在線式，這三種在我國的廣播電視大功率UPS裝配方案中比較常見。后備式UPS電源在市電供電處于正常情況時，逆變器會處于靜止等待狀態，一旦市網電壓出現了故障或者異常，UPS裝置就會在第一時間轉換成逆變狀態，也就是把電能轉換成交流電的方式，對負載提供不間斷電源，后備UPS裝置在逆變時會產生一些間隔時間，但可以忽略不計，這種UPS裝置不僅價格低廉、線路簡單，而且適用于家用、辦工等。在線互動式UPS就是指市電正常情況下，UPS電源的逆變能夠反向給電池帶來電量，一旦市電發生故障或者異常，那么就會立刻開始逆變工作，將組點2轉換成交流電，而且也會存在一定的逆變間隔時間；與后備式UPS相比，其保護性較強，逆變后輸出的電壓波形比較好。在線式UPS裝置在開機后，逆變器就始終保持工作狀態，在市電正常的情況下，充電器帶來的直流電會變為交流電，一旦市電出現了異常或者故障，在供電過程中不會出現時間上的中斷，這種UPS裝置還具備一定的智能管理功能，比較適合廣播電視系統行業使用，但是價格較高。

3.3 UPS裝配過程中容量和機型的選擇

UPS設備在市場上有很多品牌，而且不同品牌一般都以視在功率為標注。視在功率的單位是伏安，要區別有功功率標注的瓦數，可以得知：有功功率=視在功率×功率因數。若UPS裝置自帶的負荷過重，可能會影響到裝置本身的穩定性和使用壽命，然而負載太輕，又會造成采購成本上的浪費，而且其中的電池會一直以小電流的放電模式逐漸造成大量放電，會給電池帶來非常嚴重的損壞。所以合理的UPS電源有功功率最好在25%—28%左右。另外，關于機型的選擇上，臺站應該根據實際情況選擇大功率UPS設備功率的大小，并選擇適合UPS大功率裝置的電池組，隨后選擇不同的UPS裝置機型。常見的大功率機型一般分為三種，分別是單進單出型、三進單出型和三進三出型。單進單出型不需要考慮輸出端的負載分配問題，但是必須要考慮市電供電中的均衡帶載問題，特別是在廣播電視大功率UPS的機型選擇上；三進單出機型比較容易出現三相輸入平衡的帶載問題；三進三出機型一般要將UPS輸出端的不平衡度控制在40%之內。最后，在廣播電視的UPS裝配方案中，還要考慮所選擇的UPS設備能否通過電磁波干擾以及電擊保護測試，是否能符合自身臺站的網絡特點，最后還要綜合考慮UPS電源裝置的體積、重量等因素，才能使大功率UPS裝配方案真正科學、合理。

結語

總之，要根據發射臺系統的實際情況選擇UPS配置，并充分考慮配置的性價比、可靠性和穩定性。所以各臺站在選擇大功率UPS裝置和裝配方案上，沒有特別固定的模式，只要遵循科學、合理、節能的原則，并按照自身的實際情況和發展需求選擇即可。