不间断电源在广播调度台站的应用与维护

不间断电源在广播调度台站的应用与维护

何霞

新疆维吾尔自治区广播电视局91618台

1 引言

随着计算机在广播调度台站的广泛应用，越来越多的重要数据、图像和文字要由计算机来处理和存储，如果在工作中突然停电，计算机中随机存储器中的数据和程序就会丢失或损坏。更为严重的是，如果此时计算机的读写磁头正在工作的话，极易造成磁头或磁盘的损坏。假如这些数据是播出系统中的重要数据的话，将对安全播出工作产生严重影响。为了避免以上这些情况的发生，根据国家广电总局的相关要求，我台为前端设备采购了不间断电源，它能在停电后2ms内恢复对负载的供电。不间断电源作为计算机的重要外设，已从最初的提供后备电源单一功能发展到今天提供后备电源及改善电网质量的双重功能，在保护计算机数据、改善电网质量、防止停电和电网污染对用户造成危害等方面起着很重要的作用。

    2 不间断电源的定义

    UPS的英文全称是Uninterruptible Power Suplpy ,意为不间断电源系统， 是一种储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不同断电源。主要为通信系统、计算机、计算机网络系统或其他电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的不间断电源就是一台交流市电稳压器， 同时它还向机内的蓄电池充电；当市电中断(事故停电)时，不间断电源 立即将机内蓄电池的电能通过逆变转换的方式向负载继续提供220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。由此可见，不间断电源是一种能为负载提供连续电能的供电系统。

3 不间断电源的选择和应用

不间断电源系统作为保护性的电源设备，它的性能参数具有重要意义，选购时应重点考虑。不间断电源的市电电压输人范围宽，则表明对市电的适应能力强(减少蓄电池放电)。输出电压、频率稳定度高，则表明对市电调整能力强。而其波形畸变率参数是用以衡量输出电压波形的稳定性，还有不间断电源效率、功率因数、转换时间等都是表征不间断电源性能的重要参数，决定了对负载的保护能力和对市电的利用率。性能越好，保护能力也越强，总的来说，离线式不间断电源对负载的保护相对差一些， 在线互动式则较好，在线式几乎可以解决所有的常见电力问题。当然成本也随着性能的增强而上升。因此在选购UPS电源时，应根据负载对电力的要求程度及负载重要性的不同，而选取不同类型的不间断电源。

目前，我台前端设备使用的是山特（SNATNK）C1K(S)系列的不间断电源设备，此款是长效式在线不间断电源设备，可在满负载的情况下持续为前端设备供电长达半小时左右。在线式不间断电源在市电正常供电时，首先将市电交流电源变成直流电源，然后进行脉宽调制、滤波，再将直流电源重新变成交流电源，即它平时是由交流电经整流后又以逆变器方式向负载提供交流电源。一旦市电中断， 立即改由蓄电池以逆变器方式对负载提供交流电源。因此，对在线式不间断电源而言，在正常情况下，无论有无市电，它总是由不间断电源的逆变器对负载供电，这样就避免了所有由市电电网电压波动及干扰带来的影响。显而易见，在线式不间断电源的供电质量明显优于后备式不间断电源,因为它可以实现对负载的稳频、稳压供电，且由市电供电转换到电池供电时转换时间为零。

4 在线式不间断电源的工作原理

当在线式UPS在电网供电正常时，电网输人的电压一路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，然后分别进人充电器对蓄电池充电，另一路进人整流器进行整流和滤波，并将交流电转换为平滑直流电供给逆变器，而逆变器又将直流电转换成220V、50Hz的交流电供负载使用。  

在线式不间断电源工作原理框图

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。因此，对负载来说即使市电已不复存在，但此时负载并未因市电中断而停运，仍可以正常运行。
    5 不间断电源的安全操作

操作不间断电源时应严格按照正确的开机、关机顺序进行操作，应避免突然加载或突然减载，造成UPS的输出电压波动过大，而使不间断电源无法正常工作。
    不间断电源内部的功率元件都有一定的额定工作电流，冲击电流过大会使功率元件寿命缩短甚至损坏。因此，开机时先开不间断电源,稍后(最好是滞后1-2分钟,让不间断电源充分进入工作状态)，再接通负载的电源开关，而且负载的电源开关要一个一个地去开通，先开冲击电流大的负载，再开冲击电流小的负载，最后开启不间断电源前面板开关，使不间断电源处于逆变工作状态。开机时，绝不能将所有负载同时开启，更不能带载开机。
    不间断电源关机时，先逐个关闭负载，再关闭不间断电源前面板开关，最后关闭UPS市电开关，不能带载关机。
    不要频繁关闭和开启不间断电源,一般要求在关闭不间断电源后，至少要等待6秒后才能再开启不间断电源,否则，不间断电源可能处于“启动失败”状态，即不间断电源处于既无市电输出又无逆变器输出的不正常状态。

6 不间断电源的日常维护

6.1清洁和检查。不间断电源在正常使用情况下，主机的维护工作很少，主要是防尘和定期除尘。特别是气候干燥的地区，空气中的灰尘较多，机内的风机会将灰尘带入机内沉积，当遇空气潮湿时会引起主机控制紊乱，造成主机工作失常，并发生不准确报警。大量灰尘还会造成器件散热不好。一般每季度应彻底清洁一次。其次就是在除尘时，检查各连接件和插接件有无松动和接触不牢的情况，测量蓄电池组的电压，更换不合格的蓄电池，检查风扇运转情况及检测调节不间断电源的系统参数等。

6.2补充和浮充。经常性维护可延长不间断电源的使用寿命，对于长期处于只充电不放电状态的不间断电源 (市电很稳定)，不间断电源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。蓄电池内的电能有可能因某种原因而耗尽或者接近耗尽。为了补偿蓄电池能量和提高蓄电池的寿命，应每两三个月人为的中断市电一次，让蓄电池放电一段时间， 用以激活蓄电池，同时不间断电源要进行及时的、较长时间的连续充电(通常不少于48h.可以带载或者不带负载)，以避免由于蓄电池衰竭而引起故障。相反，如果市电频繁中断或长期处于低电压状态，随着不间断电源使用时间的增长，总有部分蓄电池的充放电特性会逐渐变坏，即进入恶化状态。这种变化趋势在后备式不间断电源及部分在线式不间断电源中尤其明显。主要是因为在这种类型不间断电源中所用的蓄电池充电回路是属于恒电压截止型充电电路，加之在不间断电源中蓄电池组长期处于放电状态。经过一段时间运行后，常发现蓄电池的内阻增大，蓄电池组中个别蓄电池的电压明显下降，这些是属于蓄电池的正常损耗。需利用深夜电压高时对蓄电池组充电(一般10-12小时)，以防止其深度放电。对使用不当而损坏的蓄电池，正常充电一般不能使其恢复，可利用专用的恒流充电器，对内阻已经很高的蓄电池进行微活，以使其复活。

以上就是本人在使用不间断电源过程中的一些经验分享。在日常的使用和维护过程中，为将不间断电源的相关效能更好的发挥出来，就应该明确不间断电源的使用技巧，希望本文能给广大的同行一些帮助，有不妥之处望给予批评指正。

参考文献

《UPS应用与故障诊断》 周志敏 编著 中国电力出版社