中波臺站UPS電源原理與維護保養方法探析

原 瑾

（山西省廣播電視局中波臺管理中心，山西 太原 030006）

1 中波臺站UPS電源分析

從本質層面而言，UPS電源的組成結構主要是不間斷電源（ Uninterruptible Power Supply，UPS）主機設備和蓄電池設備。其中，主機設備涉及整流器部件、逆變器部件和靜態開關部件。在UPS電源實際運行的過程中，可對市電交流電整流處理存儲在蓄電池內，同時利用逆變器部件輸出穩定性較高的交流電源，一旦發生市電停電的現象，就可以通過蓄電池的儲能為各類負載設備提供持續性的電源，確保設備的良好運行。蓄電池是UPS電源電能存儲非常重要的部分，是很多電池串聯組合而成，容量的規格直接影響放電或是供電的維持時間。而整流器部件在應用的過程中可以將交流電轉變為直流電。逆變器設備的應用可將直流電轉變成為交流電。另外，靜態開關被稱作是靜止開關，屬于無觸點類型的開關，主要通過邏輯控制器進行開關的開啟與閉合控制。

2 中波臺站UPS電源的原理

2.1 后備式電源原理

中波電站后備式UPS電源的應用主要是在市電停電的狀態下為負載設備提供電源。市電供電系統出現中斷現象或是欠壓市場現象的情況下，欠壓數據只在170 V左右，即可開啟后備式的UPS電源，而市電供電系統正常運行的情況下后備式UPS電源處于備用狀態，不進行工作。例如，在市電供電處于正常狀態的情況下，可利用交流旁路支路的轉換開關，經由濾波器將供電電源輸送到負載設備中，同時利用電源變壓器的設備，經過整流處理之后將交流電轉變成為直流電。蓄電池充電的路徑主要是充電回路但是如果市電供電系統出現中斷現象或是其他問題，系統就會通過逆變器將蓄電池內所存儲的直流電轉變成為交流電，利用濾波器向負載設備持續性供電。

2.2 在線式電源原理

在線式UPS電源運行過程中的穩定性較高，具有一定的應用優勢和價值，當市電供電系統處于正常運行狀態的情況下，經由變壓器設備和整流器設備進行處理以后，建筑逆變器設備和濾波器設備等將一路市電輸送到負載設備。同時，利用充電回路將另外一路市電輸送給蓄電池組進行持續性充電，一旦出現市電系統供電中斷的現象，蓄電池設備的電壓比預先設定的數據值低或者是逆變器發生故障問題，就可以利用旁路支路進行市電供電的轉換，經由轉換開關和濾波器設備為負載設備持續性供電。

3 中波臺站UPS電源維護保養方法

3.1 電池的合理維護保養

從實際情況而言，中波臺站UPS電源中電池屬于非常重要的核心部分。為有效預防UPS電源出現電池故障的問題，應制定完善的電池維護保養方案，以免電池發生故障或是問題，導致整體電源的可靠性和穩定性受到不利影響。

（1）電池的清潔。電源電池維護保養期間應合理進行清潔處理，要求工作人員每天認真進行機房的打掃，在電池機箱區域不可堆放雜質。同時，在清潔的過程中，不可采用噴霧或是溶液清洗電池，合理進行除塵和除濕，以免灰塵過高或是空氣內粉塵雜質過多而影響電池的正常運行，切實根據維護標準及要求規范等進行電池關鍵位置的清理。

（2）電池的檢查。要求維護保養人員按照UPS電源的特點和情況合理進行電池的檢查。首先，日常檢查過程中，按照工作要求每2～3 h執行1次檢查工作，觀察電池組外觀有無損壞問題、變形問題和過熱問題，檢查是否出現漏液的現象，明確通風散熱系統有無異常問題。其次，準確檢查電池運行環境濕度參數、溫度參數和電壓參數等，將檢查結果記錄在日志中。最后，定期開展電池的維護工作，采用每周維護、每月維護、每季度維護的方式，記錄7 d維護信息、30 d維護信息、3個月維護信息，確保電池檢查和維護的效果。

（3）備用電池的維護。對于長時間沒有使用或者是浮充的備用電池，在維護保養的過程中，應階段性進行電池的充電處理和放電激活處理，放電操作期間不可深度放電，或是將電池中的電量放空，應預留一定數量的容量以免對電池造成損壞。同時，根據UPS電源設備的廠家規范標準，合理設定浮充電壓與放電電壓的額定數據值，將電池充電放電的負載控制在額定負載的60%左右，并預防發生過度放電的問題，完成放電調試工作后，按照標準要求充電，將充電時間控制為8.5 h以上。在對備用電池進行放電調試的過程中，需要將UPS電源開關轉換成為放電模式，每間隔30 min就要檢測1次電池放電電壓數據值，讀取電源面板溫度的指標，明確是否存在異常現象。另外，應觀察分析主機設備的運作情況、面板顯示的內容、指示燈的運行狀態等，分析有無異常的現象。觀察電池的應用性能、充電電壓數據值、電池電壓數據值等，分析市電和電池有無異常的問題、電壓數據值和負載數據值的情況，準確記錄各類信息。

（4）電池的更新。任何電池的應用都具有一定的生命周期時間，UPS電源電池也不例外，如果達到使用的周期年限，或是由于設備自耗過度損壞，要及時進行設備的更新。一般狀況下，UPS電源電池的應用壽命為3～5年，如果運行的環境非常惡劣，那么會導致電池壽命縮短。因此，應提前更換和更新，在電池更新期間，需要安排專業技術人員操作，根據技術規范和電池安裝標準等安裝新的電池。首先，將整體電源系統切換成為旁路工作運行狀態，開關調撥到維修的模式，開啟電源機箱機門的部分，切斷所有電源連接線路，拆除對電池設備進行固定的金屬零部件，逐一完成電池設備的更換。其次，按照標準要求安裝金屬零部件、銜接電源連接的線路，不可出現電池正反極裝反的問題，以免發生短路事故。最后，完成電池更新更換工作后，將拆除下來的廢舊電池統一處理，避免隨意丟棄對環境造成危害[1]。

3.2 完善電源維護工作機制

中波臺站UPS電源維護保養的過程中，應制定完善的工作機制和體系，做好各項維護管理的工作。

（1）電源安全維護。UPS電源維護的過程中，重點進行電源安全的管控。首先，階段性進行電源接地方面的檢查分析，明確是否需要進行保險絲的更換，按照具體情況更換相同類型和規格的保險絲。其次，在UPS市電供電系統切斷的過程中，將所有面板內的開關斷開，工作人員在進入機房之前，應佩戴安全鞋和手套等，摘除金屬的飾品，采用絕緣手柄工具操作，不可在設備上放置金屬物品或是工具，以免引發電源安全事故。最后，在維護保養的過程中，全面檢查設備周圍是否存在熱源，一旦發現有熱源就要及時處理，避免引發電池爆炸的事故[2]。

（2）電源附屬設備維護措施。首先，UPS電源維修期間應以促使電源安全穩定運行為目的，根據規范標準每3 h左右進行設備的巡查，檢查機房空調設備溫度和濕度情況，明確空調設備是否發生制冷故障問題或是運行故障問題，了解溫度和濕度采集器面板中的數據信息，將環境溫度控制在20～25 ℃，濕度控制在40%～60%，確保空調附屬設備的良好運行。其次，檢查分析電源輸出電壓和輸入電壓的變化情況、電流的變化情況、主機設備的溫度情況等，同時用純棉布擦拭電源灰塵，利用吸塵器清理附屬設備不容易清潔的部位，檢查電源設備風扇濾網的清潔度，以免灰塵過多對濾網造成堵塞，導致散熱性能降低。最后，檢查電源內部的電容和電感情況，明確是否出現線路連接位置松動的問題，及時進行線路連接位置的緊固處理和各類老化部件的更換處理，有效避免由于附屬設備不良發生問題。

3.3 電源運行環境的維護保養

UPS電源維護保養過程中，保證系統正常穩定運行，延長設備的使用壽命，技術人員在維護保養的過程中，需要做好電池運行環境的控制工作，以免環境不良對電池的正常運行和安全應用造成不利影響。

（1）通常情況下，UPS電源在運行過程中環境溫度需要控制在0～40 ℃，而從實際情況來講，電池設備生產廠家要求將環境溫度控制為20～25 ℃，濕度控制為40%～60%，而電池設備在20 ℃以下的環境中運行，平均壽命大約是4年。在溫度超出25 ℃的情況下，環境溫度每升高10 ℃，電池設備的應用壽命就會降低50%。因此，在環境維護工作中，應將設備的運行溫度控制為20～25 ℃，濕度控制為40%～60%，合理設置環境內的空調制冷模式和除濕模式，保持恒溫狀態和恒濕狀態[3]。

（2）UPS電源設備和系統運行的過程中，技術人員采用動態性環境監控系統動態化監測環境溫度和濕度，智能化維護保養電源，采集電源運行環境的樣本，實時性監測機房內煙感數據、水浸數據、溫度數據、濕度數據以及電力數據等。一旦采集數據信息存在異常，系統就能自動化發出預警信息，技術工作人員注意電源環境的異常狀態，及時進行處理和管理。

3.4 完善保養工作的模式

在對UPS電源進行保養的過程中，需要制定完善的工作模式，通過科學合理的方式完成各項保養工作。首先，組建專門的UPS電源保養組織機構，要求相關組織機構的工作人員全面掌握UPS電源的運行原理和日常保養專業知識技能，有效完成各項工作任務。其次，在電源日常保養的過程中，應結合電源和各類設備的特點情況，階段性進行老化部件和線路的更換，做好清潔工作和管理工作的同時對電池設備進行保養，階段性進行電池組內電解液的更換，以免由于電解液不符合標準而導致設備壽命受到不利影響。最后，在具體的保養工作中還需安排專業的技術人員進行設備運行狀態的分析和研究，編制完善的保養方案和計劃，明確具體的工作要求和措施，預防因為保養不到位而導致電源或電池出現問題[4]。

3.5 設備故障的有效應對

中波臺站UPS電源維護保養的過程中，除了制定完善的維護工作和保養工作方案以外，還需重點結合故障問題的發生特點與規律針對性開展各項維修處理工作。

（1）跳閘故障的維修。設備電源開啟時出現主機跳閘事故很容易導致信號柜或是控制臺等各類設備燒損，對此應做好應急維修、維護工作。首先，使用直通電源為信號設備供電，繞開UPS發生故障的電源系統，如果設備沒有電源顯示，就要采用應急線路進行衛星接收信號、設備發射機的應急連接，將UPS電源斷開檢查是否損壞，明確有無短路的現象。其次，分析信號柜和控制臺的供電狀態，從電源插排到線路插頭再到設備逐步檢查，拆下音頻切換器，打開機殼檢查是否有電插座，保險燒斷等問題，如果存在此類故障，就要及時檢修，快速排除故障。

（2）UPS電源不能正常啟動故障的維修。此類故障問題出現的原因主要就是電池電壓不符合標準，或者是輸入連接線路松動，也可能是電源內部開機電路損壞或是電源電路故障而導致。因此，在發生此類故障問題之后，全面檢查電池電壓的情況和輸入連接線的緊固情況，及時進行處理。同時，檢查開機電路和電源電路，快速維修已經損壞的整流器部件或是逆變器部件，使電源能夠正常啟動。

（3）蜂鳴器長時間報警故障的維修。通常情況下，UPS電源在應用的過程中如果蜂鳴器長時間報警，可能是由于負載過高或者是大沖擊負載啟動，也可能是輸出端的線路出現短路現象，逆變器回路出現故障問題，對此應做好不同部件和線路的檢查工作，按照故障發生的原因進行針對性維修處理[5]。此外，在發生電源故障問題的過程中還需全面檢查電池設備是否已經老化或是受到損害，及時更換電池，檢查負載設備是否和電源輸出線路正常連接，做好相應的處理工作和維修管理工作，使電源設備良好運行。

4 結 論

綜上所述，中波臺站UPS電源運行的過程中，后備類型和在線類型設備的運行原理有所不同。但無論采用何種電源系統，都要科學進行電池設備的維護保養，完善日常維護工作機制，強化電源運行環境的維護保養力度，健全日常保養工作的模式，按照設備故障發生的特點和原因等針對性進行維修，提升電源系統運行的穩定性，增強系統的可靠性。