陳 雙 袁 霞

目前,有線電視業(yè)務(wù)不斷增加,城鄉(xiāng)光纖聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字電視業(yè)務(wù)的逐步完善以及數(shù)據(jù)雙向業(yè)務(wù)的開通,對(duì)有線電視前端供電系統(tǒng)的安全性提出了更高的要求。為解決這一問題,我們?cè)O(shè)計(jì)并實(shí)施了有線電視前端不間斷供電系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了全年播出停播率為“零”的要求,大大提高了有線電視的服務(wù)等級(jí)。

一、目的意義

解決斷電、雷電尖峰、浪涌、頻率震蕩、電壓突變、電壓波動(dòng)、頻率漂移、電壓跌落、脈沖波動(dòng)等對(duì)前端設(shè)備造成的危害,確保市電異常時(shí),有線電視前端設(shè)備的正常運(yùn)行,為各項(xiàng)業(yè)務(wù)的正常開展提供電源保障。

二、工作特點(diǎn)

(1)接入工作后,可向用電負(fù)載提供無噪聲無干擾穩(wěn)定可靠的交流電。(2) 通常UPS處于在線工作狀態(tài),從主電源獲取電能作為負(fù)載輸入,并且將電力線路的浪涌和電子干擾與負(fù)載隔離開。(3)在線狀態(tài)下,UPS通過補(bǔ)償主電源的電壓波動(dòng)來保證負(fù)載輸入電壓的平穩(wěn)。利用變壓器抽頭跳變提供電壓調(diào)整,以獲得最高的工作效率。(4)在抽頭跳變的過程中,負(fù)載暫時(shí)切換為電池供電,以保證負(fù)載供電的連續(xù)性。(5)當(dāng)線上電壓異常或斷電時(shí),UPS會(huì)轉(zhuǎn)由電池供電,輸出純正弦波的交流電壓。并且在額定負(fù)載范圍內(nèi)任何時(shí)候都是不間斷的。(6)當(dāng)線上電壓回到正常狀態(tài)時(shí),UPS會(huì)自動(dòng)切換到主電源供電狀態(tài)。

三、系統(tǒng)組成

系統(tǒng)組成如圖1所示。

系統(tǒng)由油機(jī)配電系統(tǒng)、ATS電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、UPS供電系統(tǒng)組成。油機(jī)配電系統(tǒng)為一臺(tái)40KW/380V柴油發(fā)電機(jī)及供電線路組成,ATS轉(zhuǎn)換系統(tǒng)為電腦控制板和切換開關(guān)組成,UPS供電系統(tǒng)由在線式臺(tái)達(dá)GES103N型10KWAUPS電源、蓄電池組、以及電源分配系統(tǒng)組成。

四、系統(tǒng)工作原理

1. ATS轉(zhuǎn)換系統(tǒng)

該系統(tǒng)包含了完善的控制邏輯,完成轉(zhuǎn)換開關(guān)的市電/發(fā)電間轉(zhuǎn)換動(dòng)作。如原供電系統(tǒng)為市電,當(dāng)市電停電或三相電缺相時(shí),自動(dòng)切換系統(tǒng)立即啟動(dòng)發(fā)電機(jī)并切斷市電供電,發(fā)電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行后,3秒鐘將電送出。當(dāng)市電來電正常后,自動(dòng)切換系統(tǒng)立即轉(zhuǎn)換到市電供電并切斷發(fā)電機(jī)供電,延時(shí)15秒關(guān)閉發(fā)電機(jī)。

2. 油機(jī)發(fā)電系統(tǒng)

配備40KW意大利產(chǎn)380V柴油發(fā)電機(jī)一套,安裝相應(yīng)配電線路及開關(guān)。發(fā)電機(jī)開關(guān)分自動(dòng)、手動(dòng)和關(guān)機(jī)三個(gè)檔位,當(dāng)撥到自動(dòng)檔位,由ATS轉(zhuǎn)換柜控制電源的切換。當(dāng)撥到手動(dòng)檔位,負(fù)載為5.2KW時(shí),當(dāng)市電中斷4小時(shí)左右,啟動(dòng)油機(jī)發(fā)電,向UPS系統(tǒng)送電。當(dāng)市電恢復(fù)供電,再使用市電向UPS供電,關(guān)閉發(fā)電機(jī)。

3. UPS供電系統(tǒng)

UPS供電系統(tǒng)如圖2所示。

(1)根據(jù)UPS 的分類和特

點(diǎn),我們使用在線式UPS電源

山特系統(tǒng)。它首先將380V

市電或380V發(fā)電機(jī)電變成直流,然后進(jìn)行脈寬調(diào)制、濾波,再經(jīng)逆變器將直流電重新變成交流電供電。在市電中斷時(shí),蓄電池立即經(jīng)逆變器對(duì)電源分配系統(tǒng)供電,同時(shí)ATS電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)檢測(cè)到市電中斷,會(huì)立即啟動(dòng)發(fā)電機(jī)并切斷市電供電,由發(fā)電機(jī)向電源分配系統(tǒng)供電。在市電恢復(fù)供電后,ATS會(huì)自動(dòng)切斷發(fā)電機(jī)供電轉(zhuǎn)換為市電供電,15秒后關(guān)閉發(fā)電機(jī)。當(dāng)UPS電源出現(xiàn)故障時(shí),UPS電源系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)倒換為旁路供電,由市電直接向負(fù)載供電。由于在線式UPS電源輸出的是與市電電網(wǎng)完全隔離的純凈正選波電源,改善了供電的品質(zhì)。

(2)UPS電源選型及電池組工作時(shí)間計(jì)算

①為確保UPS系統(tǒng)高效率長(zhǎng)壽命的工作,一般負(fù)載功率為滿足額定功率的60%～70%。本公司前端系統(tǒng)總功率合計(jì)為5.2KW,考慮合理配置UPS電源負(fù)載,選擇了10KW在線式UPS電源。

② 蓄電池的基本參數(shù):電壓、容量、蓄電池的工作時(shí)間,蓄電池的工作時(shí)間=(蓄電池組容量×電壓)/(主機(jī)額定功率×效率)。

本公司前端選用臺(tái)達(dá)GES103N型UPS電源系統(tǒng),使用20塊輸出電壓為12V容量為100AH的鉛酸免維電池,當(dāng)系統(tǒng)滿載時(shí):工作時(shí)間=(100AH×12V×20)/(10000×0.8)=3(小時(shí)),說明滿載時(shí)可工作3小時(shí)。

按實(shí)際5.2KW計(jì)算:工作時(shí)間=(100AH×12V×20)/5 200W≈4.6(小時(shí))。故在目前負(fù)載前端UPS系統(tǒng)在外電中斷時(shí)可工作約4小時(shí)36分鐘。

③ 當(dāng)UPS出現(xiàn)故障時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)為旁路供電。

五、UPS的日常維護(hù)

為提高有線電視系統(tǒng)的可靠性,除應(yīng)正確選擇UPS電源外,還要認(rèn)真做好日常維護(hù)工作。目前所使用的UPS電源由于技術(shù)的成熟,電氣部分的維護(hù)量很小,主要是蓄電池的維護(hù)。電池性能的優(yōu)劣將直接影響到UPS系統(tǒng)的可靠性。日常維護(hù)中除了記錄UPS電源面板上的數(shù)據(jù)以外,還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

1. 定期測(cè)量蓄電池單體電壓

如果出現(xiàn)蓄電池單體電壓過高或過低,要及時(shí)處理。單體損壞要及時(shí)更換。

2. 定期對(duì)蓄電池進(jìn)行充放電,以保證電池的活性

電池如果長(zhǎng)期沒有放電,不僅會(huì)因硫化而降低容量,還會(huì)造成UPS電池瞬間不能輸出足夠大的電流,使負(fù)載掉電。如果市電長(zhǎng)時(shí)間不停電,應(yīng)每間隔2個(gè)月左右對(duì)電池放電一次。一般人為放電只需放出電池組額定容量的30%～50%,避免電池深度放電,放電時(shí)間要作好記錄,以供日后比對(duì)。

六、應(yīng)用情況

不間斷供電系統(tǒng)已于2001年4月應(yīng)用于本公司向前端設(shè)備供電。通過多年運(yùn)行,該系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn),輸出電壓、頻率均符合前端各種設(shè)備電源的要求。該系統(tǒng)的運(yùn)用,有效地降低了節(jié)目停播率,保證了節(jié)目高質(zhì)量、不間斷、既經(jīng)濟(jì)又安全的播出,提高了我市有線電視前端系統(tǒng)的安全播出等級(jí)。

(大連天途有線電視網(wǎng)絡(luò)股份有限公司瓦房店分公司)