于洪潔

內(nèi)蒙古新聞出版廣電局監(jiān)管中心 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

大功率UPS電源在廣電機(jī)房中的應(yīng)用與維護(hù)

于洪潔

內(nèi)蒙古新聞出版廣電局監(jiān)管中心 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

UPS電源可稱為不間斷電源，在廣電機(jī)房中具有重要的作用，可以實(shí)現(xiàn)不間斷供電和設(shè)備的不間斷工作。本文從提升UPS電源質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)設(shè)備穩(wěn)定工作，論述了相關(guān)應(yīng)用和日常維護(hù)工作。

UPS電源 應(yīng)用 技術(shù)與維護(hù)

引 言

UPS是一種具有明顯優(yōu)勢(shì)的電源，可持續(xù)、不中斷進(jìn)行供電，能夠提升設(shè)備供電的可靠性，目前在許多設(shè)備中都有應(yīng)用。其主要原理是通過蓄電池的能量，為主機(jī)設(shè)備提供不間斷的電源。在廣電機(jī)房中，UPS電源廣泛應(yīng)用，為了提升其應(yīng)用的可靠性，要做好關(guān)于UPS電源的維護(hù)。

1 UPS概述

UPS是一種不間斷電源，在需要不間斷供電的部分，特別需要這種電源，能夠有效改善設(shè)備供電的可靠性。UPS在計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備中的廣泛應(yīng)用。UPS克服了大型集中網(wǎng)絡(luò)供電的劣勢(shì)，采用全新的技術(shù)，以其智能化和自動(dòng)化的供電方式，進(jìn)一步提高電源的可靠性，確保多種網(wǎng)絡(luò)的正常和穩(wěn)定運(yùn)行。以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為例，如遭遇停電，采用UPS的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以繼續(xù)工作，為用戶提供保存重要文件的時(shí)間，防止因停電造成的一系列損失。關(guān)于UPS的維護(hù)管理，需要定期更換電池等容易損傷的元件，使用先進(jìn)的工具對(duì)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)或更換，從而有降低維護(hù)成本，減少不必要的人力投入。維護(hù)人員可以實(shí)時(shí)掌握運(yùn)行的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，降低設(shè)備出現(xiàn)事故的可能性，真正做到防患于未然。

UPS的優(yōu)勢(shì)是不間斷的供電能力。如果市電交流保持正常狀態(tài)，UPS可以化交流為直流，再將直流電以逆變的方式變成穩(wěn)定的交流電。相反，如果市電交流不正常，UPS可以直接啟動(dòng)蓄電池，雖然整流電路會(huì)斷掉，但蓄電池的直流電會(huì)派上用場(chǎng)，繼續(xù)以逆變方式供電。UPS不是無限制供電，其供電時(shí)間取決于蓄電池自身的存儲(chǔ)容量空間。如果交流停電，在蓄電池發(fā)揮作用的時(shí)間里，則需要盡快回復(fù)交流電，或啟用備用交流電設(shè)備發(fā)電。

2 傳統(tǒng)UPS存在的不足

2.1 系統(tǒng)的可靠性和安全性有待提高

在雙總線UPS供電系統(tǒng)中，UPS需要經(jīng)歷AC/DC變換和DC/AC變換才能實(shí)現(xiàn)供電，這樣會(huì)造成資源浪費(fèi)，使系統(tǒng)容易出現(xiàn)故障。因?yàn)椋琔PS需要通過逆變方式實(shí)現(xiàn)直流電到交流電的轉(zhuǎn)換，還要在內(nèi)部將電流方式再轉(zhuǎn)變，從而實(shí)現(xiàn)順利供電。在多次轉(zhuǎn)變過程中，不僅會(huì)造成能量損失，還會(huì)出現(xiàn)安全隱患，比如逆變器。在UPS系統(tǒng)工作的過程中，很可能會(huì)因諧波的影響而降低供電的可靠性。

2.2 冗余利用率低

傳統(tǒng)UPS供電中的每個(gè)設(shè)備主要以主路形式進(jìn)行供電，還要配置相應(yīng)的負(fù)荷容量。在實(shí)際操作中，每臺(tái)UPS設(shè)備的帶載率比理論值要低，會(huì)造成大量的資源浪費(fèi)。由于其內(nèi)部的諧波和三相存在不平衡現(xiàn)象，需要進(jìn)行降容，進(jìn)一步降低UPS的利用率。

2.3 維護(hù)難度較大

UPS設(shè)備的維護(hù)成本較高，在維護(hù)過程中存在一定的危險(xiǎn)性，不容易擴(kuò)容，會(huì)導(dǎo)致維修難度變大。傳統(tǒng)的UPS系統(tǒng)一旦出現(xiàn)問題，需要大量的維修資金，專業(yè)程度和難度系數(shù)很高。在供電系統(tǒng)中，每個(gè)設(shè)備都是以互相備用的形式存在，一些關(guān)鍵設(shè)備并不是以模塊化形式存在，一旦發(fā)生故障，不能進(jìn)行替換，從而加大維修難度。

3 現(xiàn)代UPS電源在廣電機(jī)房中的技術(shù)應(yīng)用

隨著UPS技術(shù)的不斷發(fā)展，在廣電機(jī)房中開始使用UPS供電系統(tǒng)。UPS系統(tǒng)有許多種類，比如高壓直流，其優(yōu)勢(shì)在于構(gòu)造簡(jiǎn)單，能夠減少能量損失，供電可靠性較高。高壓直流UPS供電系統(tǒng)主要是由AC/DC整流器、電池組和配電柜組成，每一個(gè)環(huán)節(jié)都可以充分發(fā)揮作用，為廣電網(wǎng)絡(luò)的可靠運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)的保障。

3.1 選型

UPS電源主要分為后背式電源和在線式電源。前者成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，適合小功率電源。其供電的可靠性較高，因?yàn)槟孀儹h(huán)節(jié)因逆變器性能的提升而提高了電流逆變的可靠性。缺點(diǎn)也顯而易見，一旦遭遇突然停電，小功率電源需要比較長(zhǎng)的切換時(shí)間，無法對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行整流和過濾，無法對(duì)負(fù)載起到保護(hù)作用。

對(duì)于廣電機(jī)房而言，主要使用大功率UPS電源，即在線式UPS電源，可以保證廣電機(jī)房的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。該類電源價(jià)格較高，能夠提高供電質(zhì)量，無需耗費(fèi)時(shí)間切換，基本可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)供電。缺點(diǎn)是逆變器需要長(zhǎng)時(shí)間工作，可靠性相對(duì)降低。在線式UPS電源通常會(huì)應(yīng)用于電視臺(tái)機(jī)房中，能夠保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在線式UPS電源可以保證在斷電之前，將交流電以整流方式變成直流電，再以逆變的方式將直流電變成純凈穩(wěn)定的交流電，從而對(duì)荷載進(jìn)行供電，同時(shí)還能夠確保蓄電池得到充電。得到充分能源的蓄電池，可以在第一時(shí)間內(nèi)保證斷電后實(shí)現(xiàn)不間斷的供電。

廣電機(jī)房UPS電源使用是否恰當(dāng)，將直接關(guān)系到機(jī)房能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在廣電網(wǎng)絡(luò)供電系統(tǒng)的最初規(guī)劃階段，需要結(jié)合現(xiàn)有的供電設(shè)備系統(tǒng)合理選擇UPS電源進(jìn)行供電。以市電正?；蛘叻浅顟B(tài)下來看，如果UPS設(shè)備在相應(yīng)的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，可以充分說明UPS選擇是否恰當(dāng)。

3.2 UPS電源容量選擇

容量主要以視在功率為額定容量。對(duì)UPS電源其容量進(jìn)行選擇時(shí)，要注意視在功率與有功功率的有效轉(zhuǎn)換，二者的關(guān)系主要是由功率因數(shù)決定的。通常，UPS的功率因數(shù)固定，將其乘以視在功率就可以得到有功功率。電源容量的大小是否合適將直接關(guān)系到供電質(zhì)量與資源利用率。負(fù)載的設(shè)定一般為額定功率的四分之一到五分之四。最好可以選擇容量略高一點(diǎn)的UPS電源，從而方便網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容，也可以使電源容量與負(fù)載保證合理的關(guān)系，留有余地，既可以方便擴(kuò)容，提高運(yùn)行的可靠性，又可以實(shí)現(xiàn)資源的充分利用。

3.3 設(shè)備品牌及配線選擇

選擇UPS設(shè)備時(shí)，首先要注意其生產(chǎn)廠家是否有資質(zhì)和良好的信譽(yù)度。其次，最好可以購買名牌設(shè)備，確保其有專業(yè)完善的售后服務(wù)與質(zhì)量。再次，選擇UPS電源時(shí)，要考慮到設(shè)備的輸出頻率和輸出電壓范圍等方面的能力是否符合要求。此外，還要考慮到高頻設(shè)備對(duì)計(jì)算機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備造成的影響，UPS的配線是否選擇合理，不建議選擇太細(xì)的配線，否則很容易因電流過大而發(fā)熱、氧化，造成事故。

4 UPS電源的維護(hù)

4.1 主機(jī)維護(hù)

UPS在使用的過程中，需要對(duì)主機(jī)進(jìn)行定期維護(hù)。雖然主機(jī)對(duì)于環(huán)境溫度要求不高，但要定期對(duì)主機(jī)進(jìn)行清潔和除塵，防止灰塵落到主機(jī)上，引發(fā)主機(jī)不能正常工作。不要隨意修改主機(jī)參數(shù)，如果需要UPS單獨(dú)進(jìn)行供電，則需要關(guān)閉負(fù)載后再打開UPS電源進(jìn)行供電，再將負(fù)載打開，否則很容易引發(fā)電流過大造成逆變器損壞。要確保UPS在正常負(fù)載的狀態(tài)下運(yùn)行，不要在過量負(fù)載的狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。

4.2 蓄電池組維護(hù)

4.2.1 合理控制環(huán)境溫度

隨著環(huán)境溫度的不斷升高，蓄電池的浮充電壓會(huì)隨之下降。因此，要合理控制環(huán)境溫度，提高蓄電池的使用壽命。一般可采取溫度補(bǔ)償?shù)姆绞教嵘铍姵氐男阅?。隨著溫度的不斷下降，蓄電池的有效容量會(huì)逐步下降，不適合采用溫度補(bǔ)償。因此，UPS電源在使用過程中，要盡量對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行合理控制，將其控制在合理范圍，提高蓄電池使用壽命。

4.2.2 避免深度放電和大電流放電

深度放電和大電流放電都會(huì)減少蓄電池的使用壽命。前者會(huì)造成內(nèi)阻增大，無法充電，蓄電池會(huì)隨著深度放電的程度加深而更加不耐用。因此，每次放電之后，可以利用其充電回路進(jìn)行浮充。大電流放電會(huì)造成電池極板變形、活性物質(zhì)失去效用、電池內(nèi)阻增大、溫度不斷上升，降低其耐用程度。因此，不允許在兩級(jí)之間出現(xiàn)放電、短路現(xiàn)象，也不能與壓力不穩(wěn)定、消耗大的設(shè)備相連。

4.2.3 不要對(duì)閑置UPS電源提前加負(fù)載

久置不用的UPS電源在重新使用之前，最好對(duì)蓄電池浮充10到12個(gè)小時(shí)之后再進(jìn)行使用。在一些不經(jīng)常停電的區(qū)域內(nèi)，蓄電池最好不要一直浮充，而是要隔一段時(shí)間斷一次電，提高蓄電池使用壽命。

4.2.4 定期清潔檢測(cè)電池兩端電壓和溫度

定期清潔檢測(cè)電池兩端電壓和溫度，目的是為了保證蓄電池干凈，確保其使用壽命。對(duì)蓄電池的各部分進(jìn)行檢查，并做好相應(yīng)的記錄和分類。

此外，由于組合電池電壓很高，在進(jìn)行相關(guān)操作的時(shí)候，需要提前做好絕緣防護(hù)工作，尤其要做好防觸電保護(hù)。

結(jié)束語

綜上所述，UPS電源在廣電機(jī)房中起到了重要作用，可以確保機(jī)房設(shè)備正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)不間斷供電，保障電視節(jié)目順利播出。了解UPS電源技術(shù)應(yīng)用，做好日常維護(hù)保養(yǎng)工作，可以有效延長(zhǎng)其使用壽命，降低成本。

審稿人：魏朝輝 內(nèi)蒙古新聞出版廣電局監(jiān)管中心正高級(jí)工程師

責(zé)任編輯：王學(xué)敏

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2096-0751（2017）09-0016-03

于洪潔 內(nèi)蒙古新聞出版廣電局監(jiān)管中心 高級(jí)工程師