淺談UPS電源在廣播電視監測系統中的應用

曹赟輝

摘要：隨著廣播電視監測事業的迅猛發展，監測設備的更新、技術管理手段不斷提高，傳統的供電方式已經漸漸在日常系統運行中出現缺陷，無法保障我們監測系統全年不間斷24小時運行。廣播電視監測是廣播電視安全播出極為重要的一個環節，擔負著廣播電視的調度、傳輸、控制過程中的安全衛士角色，對于保障廣播電視節目的高質量播出，起著重要的作用。

關鍵詞：UPS電源；廣播電視；監測系統；應用

供電技術對于監測中心機房來說是重中之重，任何一個短暫的供電中斷、閃爍，都將導致我們監測系統停止工作， 從而造成嚴重的后果。 為了避免類似的情況出現，UPS系統——一個高性能的不間斷電源，就成了保證廣播電視監測系統正常運行的首選設備，他具備的優越技術條件，不但杜絕了突然斷電造成的危害，同時也提高了供電質量。所以，UPS系統在廣電系統中已經得到廣泛的應用。

一、UPS的定義、分類及特點

UPS的英文全稱是Uninterruptible power supply，意為不間斷電源系統，是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。在市電正常時，UPS將市電穩壓穩頻后供給負載使用，此時的UPS就是一臺交流市電穩壓器，同時它還向機內的蓄電池組充電；當市電中斷時（事故停電），UPS立即將機內蓄電池的電能通過逆變轉換的方法向負載繼續供應220V交流電能，使負載維持正常工作，可見，UPS是一種能為負載提供連續不斷電能的供電系統。

UPS大體分為離線式UPS（也稱后備式UPS或切換式UPS）、在線式UPS、在線互動式UPS三類。

（一）后備式UPS：

后備式UPS電路結構如圖1所示。

當電網供電正常時，一路市電通過整流器對蓄電池進行充電，而另一路市電通過自動穩壓器初步穩壓，吸收部分電網干擾后，再由旁路開關直接給負載供電，此時它只相當于一臺性能較差的穩壓器，僅對市電電壓幅度波動有改善，對電網上出現的頻率不穩，波形畸變等電源缺陷沒有任何調整能力。

當電網供電電壓低于180V高于250V，或電網頻率超出UPS輸入范圍時（即在非正常情況下），交流輸入會被切斷，充電器停止工作，蓄電池開始放電，在控制電路的控制下，逆變器開始工作，產生220V50Hz的交流電，此時UPS供電系統轉換為由逆變器繼續向負載供電。所以，后備式UPS的逆變器總是處于備用供電狀態，并且供電時間有較大的局限性。

（二）在線式UPS：

所謂在線式是指無論電網電壓是否正常，負載所用的交流電壓都是經過逆變輸出而提供的電能，即逆變電路始終處于工作狀態，所以，他的電壓、頻率都非常穩定。在線式UPS一般為雙變換結構，其電路結構圖如圖2：

所謂雙變換是指 UPS正常工作時，電能通過了AC/DC、DC/AC兩次變換后，再提供給負載使用。

如圖3所示，在線式UPS在電網供電正常時，電網輸入的電壓經過噪聲濾波器去除電網中的高頻干擾，以得到純凈的交流電后，一路進入充電器對電池充電，另一路則進入整流器進行整流和第二次濾波。并將交流電轉換為平滑直流電能供給逆變器，而逆變器又將直流電轉換成220V50Hz的交流電供負載使用。當發生市電中斷時，交流電的輸入已被切斷，整流器不再工作。此時，蓄電池放電把能量輸送到逆變器，再由逆變器把直流電變成交流電，供負載使用。它們的轉換間隙為零，非常符合監測系統不能斷電的技術要求。

在線式UPS的供電質量很高，是源于它在接受到市電后，首先將市電交流電源變成直流電源，然后進行脈寬調制，再將直流電變成交流電。所以，在線式UPS是一個電壓穩定、頻率穩定，沒有雜波干擾、沒有波形畸變較為理想的不間斷供電電源，在各個領域，都得到了廣泛的選用，也是我們廣播電視監測系統建設中首選的供電設備。

（三）在線互動式UPS。在線互動式UPS是基于在線式UPS發展起來的一種新技術，其蓄電池、逆變器和輸出始終處于連通狀態。在市電正常情況下，逆變器反相工作，為蓄電池充電；市電異常時轉換開關斷開，由蓄電池提供電能，在線互動式UPS的逆變器和輸出總是處于連通狀態，對電源起到濾波和削波作用，具有優越的電源保護能力，具有穩壓精密，運行穩定，智能化和安全保護等優點。

二、UPS的安全使用

1、當前，一般市電電壓的波動范圍都符合UPS輸入電壓變化范圍的要求，目前絕大部分UPS都具有抗干擾自動穩壓功能，沒有必要再外加抗干擾交流穩壓器，如果有的地區電壓波動較大，那么，應在UPS前級增加抗干擾交流穩壓器作為UPS的輸入級，用于保證UPS的正常工作。

2、UPS的配電箱所使用的開關不宜選用老式的刀閘開關，因這種開關在接通和分斷電源時有拉弧現象，會對電網產生干擾，也不宜使用熔斷式熔絲，因為熔斷絲過電流響應速度太慢，在負載或UPS短路時，不能及時切斷電源，從而會對設備造成危害。所以，UPS的配電箱，應采用空氣開關，這種開關有消弧和負載短路時響應速度快的功能，有漏電保護和過熱保護等功能。但是，要注意空氣開關的容量，選用應適中，開關容量過大會造成過流或發生短路時，起不到保護作用，過小則會造成經常跳閘斷電。

3、使用UPS應保證所接的相線、中性線、地線符合要求，不得隨意改變其相互的順序。這是非常關鍵的，否則，在自動轉換時，會將相、零、地線錯位，造成設備損壞。

4、禁止將不同安時數，不同品牌的蓄電池組混合使用，外接的蓄電池組到UPS主機的距離應盡量短，導線的截面積應盡量大，以增加導電量，減少線路上的電能損耗。

5、為防止寄生電容耦合干擾，保護設備及人生安全，UPS必須可靠接地，且接地電阻不得大于4歐姆。

三、UPS的日常維護

1、清潔和檢查：UPS正常工作情況下，主機的維護量很小，主要是防塵和定期除塵。由于空氣中的灰塵較多，機內的風機會將灰塵帶入機內沉積，當遇到空氣潮濕，會引起主機控制紊亂，造成主機工作失常，發生不準確報警，造成器件散熱不好。所以，每季度應徹底清掃一次，同時檢查各連接件、插接件有無松動和接觸不良的情況。

2、定時檢查、測量蓄電池組的電壓，更換不合格的電池。

3、每三個月對蓄電池放電一次，可以提高蓄電池能量和壽命。如果市電很穩定，UPS中的蓄電池就沒有工作的機會，蓄電池就有可能因長時間浮充而損壞。因此，每季度應人為地中斷市電一次，讓蓄電池帶負荷放電一段時間，用于激活蓄電池，這不但能保證蓄電池的蓄電能量，而且能延長蓄電池的使用壽命。

廣播電視監測中心擔負著廣播電視安全播出的“安全衛士”作用，一旦出現問題，將在所監測區域造成無法挽回和不可估量的重大政治影響，政治責任及其重大。近年來我臺在播出、傳輸系統使用了在線式UPS，提高了供電質量，避免了許多因外電原因造成的停播事故。

UPS在確保我們廣播電視安全播出工作中起著十分重要的作用，對UPS的正確使用和日常維護，延長其使用壽命、保證其正常使用至關重要。所以，對UPS的管理，比須嚴格按照章程、技術規范進行，不得隨意改動設備的技術指標。