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UPS电源在广播电视监测系统中的应用

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随着广播电视监测事业的迅猛发展,监测设备的更新、技术管理手段不断提高,传统的供电方式已经渐渐在日常系统运行中出现缺陷,无法保障我们监测系统全年不间断24小时运行。广播电视监测是广播电视安全播出极为重要的一个环节,担负着广播电视的调度、传输、控制过程中的安全卫士角色,对于保障广播电视节目的高质量播出,起着重要的作用。 为了避免类似的情况出现,UPS电源系统――一个高性能的不间断电源,就成了保证广播电视监测系统正常运行的首选设备,他具备的优越技术条件,不但杜绝了突然断电造成的危害,同时也提高了供电质量。所以,UPS电源系统在广电系统中已经得到广泛的应用。

 

一、UPS电源的定义、分类及特点

 

UPS的英文全称是Uninterruptible power supply,意为不间断电源系统,是一种含有储能装置,以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。在市电正常时,UPS将市电稳压稳频后供给负载使用,此时的UPS就是一台交流市电稳压器,同时它还向机内的蓄电池组充电;当市电中断时(事故停电),UPS立即将机内蓄电池的电能通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电能,使负载维持正常工作,可见,UPS是一种能为负载提供连续不断电能的供电系统。

 

UPS电源大体分为离线式UPS(也称后备式UPS或切换式UPS)、在线式UPS、在线互动式UPS三类。

 

(一)后备式UPS:

 

后备式UPS电路结构如图1所示。

 

当电网供电正常时,一路市电通过整流器对蓄电池进行充电,而另一路市电通过自动稳压器初步稳压,吸收部分电网干扰后,再由旁路开关直接给负载供电,此时它只相当于一台性能较差的稳压器,仅对市电电压幅度波动有改善,对电网上出现的频率不稳,波形畸变等电源缺陷没有任何调整能力。

 

当电网供电电压低于180V高于250V,或电网频率超出UPS输入范围时(即在非正常情况下),交流输入会被切断,充电器停止工作,蓄电池开始放电,在控制电路的控制下,逆变器开始工作,产生220V50Hz的交流电,此时UPS供电系统转换为由逆变器继续向负载供电。所以,后备式UPS的逆变器总是处于备用供电状态,并且供电时间有较大的局限性。

 

(二)在线式UPS:

 

所谓在线式是指无论电网电压是否正常,负载所用的交流电压都是经过逆变输出而提供的电能,即逆变电路始终处于工作状态,所以,他的电压、频率都非常稳定。在线式UPS一般为双变换结构,其电路结构图如图2:

 

所谓双变换是指 UPS正常工作时,电能通过了AC/DC、DC/AC两次变换后,再提供给负载使用。

 

在线式UPS在电网供电正常时,电网输入的电压经过噪声滤波器去除电网中的高频干扰,以得到纯净的交流电后,一路进入充电器对电池充电,另一路则进入整流器进行整流和第二次滤波。并将交流电转换为平滑直流电能供给逆变器,而逆变器又将直流电转换成220V50Hz的交流电供负载使用。当发生市电中断时,交流电的输入已被切断,整流器不再工作。此时,蓄电池放电把能量输送到逆变器,再由逆变器把直流电变成交流电,供负载使用。它们的转换间隙为零,非常符合监测系统不能断电的技术要求。

 

在线式UPS的供电质量很高,是源于它在接受到市电后,首先将市电交流电源变成直流电源,然后进行脉宽调制,再将直流电变成交流电。所以,在线式UPS是一个电压稳定、频率稳定,没有杂波干扰、没有波形畸变较为理想的不间断供电电源,在各个领域,都得到了广泛的选用,也是我们广播电视监测系统建设中首选的供电设备。

 

(三)在线互动式UPS。在线互动式UPS是基于在线式UPS发展起来的一种新技术,其蓄电池、逆变器和输出始终处于连通状态。在市电正常情况下,逆变器反相工作,为蓄电池充电;市电异常时转换开关断开,由蓄电池提供电能,在线互动式UPS的逆变器和输出总是处于连通状态,对电源起到滤波和削波作用,具有优越的电源保护能力,具有稳压精密,运行稳定,智能化和安全保护等优点。

 

二、UPS电源的安全使用

 

1、当前,一般市电电压的波动范围都符合UPS输入电压变化范围的要求,目前绝大部分UPS都具有抗干扰自动稳压功能,没有必要再外加抗干扰交流稳压器,如果有的地区电压波动较大,那么,应在UPS前级增加抗干扰交流稳压器作为UPS的输入级,用于保证UPS的正常工作。

 

2、UPS的配电箱所使用的开关不宜选用老式的刀闸开关,因这种开关在接通和分断电源时有拉弧现象,会对电网产生干扰,也不宜使用熔断式熔丝,因为熔断丝过电流响应速度太慢,在负载或UPS短路时,不能及时切断电源,从而会对设备造成危害。所以,UPS的配电箱,应采用空气开关,这种开关有消弧和负载短路时响应速度快的功能,有漏电保护和过热保护等功能。但是,要注意空气开关的容量,选用应适中,开关容量过大会造成过流或发生短路时,起不到保护作用,过小则会造成经常跳闸断电。

 

3、使用UPS应保证所接的相线、中性线、地线符合要求,不得随意改变其相互的顺序。这是非常关键的,否则,在自动转换时,会将相、零、地线错位,造成设备损坏。

 

4、禁止将不同安时数,不同品牌的蓄电池组混合使用,外接的蓄电池组到UPS主机的距离应尽量短,导线的截面积应尽量大,以增加导电量,减少线路上的电能损耗。

 

5、为防止寄生电容耦合干扰,保护设备及人生安全,UPS必须可靠接地,且接地电阻不得大于4欧姆。

 

三、UPS电源的日常维护

 

1、清洁和检查:UPS正常工作情况下,主机的维护量很小,主要是防尘和定期除尘。由于空气中的灰尘较多,机内的风机会将灰尘带入机内沉积,当遇到空气潮湿,会引起主机控制紊乱,造成主机工作失常,发生不准确报警,造成器件散热不好。所以,每季度应彻底清扫一次,同时检查各连接件、插接件有无松动和接触不良的情况。

 

2、定时检查、测量蓄电池组的电压,更换不合格的电池。

 

3、每三个月对蓄电池放电一次,可以提高蓄电池能量和寿命。如果市电很稳定,UPS中的蓄电池就没有工作的机会,蓄电池就有可能因长时间浮充而损坏。因此,每季度应人为地中断市电一次,让蓄电池带负荷放电一段时间,用于激活蓄电池,这不但能保证蓄电池的蓄电能量,而且能延长蓄电池的使用寿命。

 

广播电视监测中心担负着广播电视安全播出的“安全卫士”作用,一旦出现问题,将在所监测区域造成无法挽回和不可估量的重大政治影响,政治责任及其重大。近年来我台在播出、传输系统使用了在线式UPS,提高了供电质量,避免了许多因外电原因造成的停播事故。

 

UPS电源在确保我们广播电视安全播出工作中起着十分重要的作用,对UPS的正确使用和日常维护,延长其使用寿命、保证其正常使用至关重要。所以,对UPS的管理,比须严格按照章程、技术规范进行,不得随意改动设备的技术指标。

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