郭慶

摘 要：收看電視是老百姓茶余飯后消遣的主要方式之一，作為有線電視運營商，保障電視信號的安全傳輸是電視機房工作者的重中之重。電力設(shè)備供應(yīng)穩(wěn)定是保障電視信號安全播出的基礎(chǔ)，保障電力的供應(yīng)就意味著消除了最大的安全隱患。通過介紹UPS不間斷電源的類型、工作原理，并結(jié)合實際工作經(jīng)驗，分析得出在日常實際工作中如何按實際情況去選購和維護UPS不間斷電源。

關(guān)鍵詞：有線電視機房；UPS不間斷電源；模擬機房；數(shù)字機房

中圖分類號：TN943.6 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.082

文章編號：2095-6835（2015）15-0082-02

有線電視機房要有穩(wěn)定而不間斷的電源，才能保證電視節(jié)目安全、優(yōu)質(zhì)地播出，因而保障機房的供電不間斷十分重要。在平時工作中，如果遇到市電電網(wǎng)的電力中斷、檢修等情況，就會造成電源斷電；如果出現(xiàn)電壓波動、突波、雜波干擾、頻率偏移和閃跳、交換瞬變及諧波失真等現(xiàn)象，其根源都來自于電源故障，會對有線電視系統(tǒng)的硬件設(shè)備造成諸多不良影響。此外，意外的自然災(zāi)害或人為事故，例如地震、雷擊、輸變電系統(tǒng)斷路或短路等也會導致有線電視系統(tǒng)服務(wù)中斷?？梢?，有線電視機房供電質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響著系統(tǒng)的安全運行和服務(wù)質(zhì)量。目前，UPS電源系統(tǒng)被越來越多地應(yīng)用到有線電視前端機房、分前端機房等場所，所以我們有必要系統(tǒng)認識UPS不間斷電源，對實際操作維護經(jīng)驗進行梳理、分享。

1 UPS不間斷電源的分類和工作原理

前端機房設(shè)備的供電采用三種方式，分別是市電、發(fā)電和UPS。UPS是供電必備的設(shè)備，一旦市電停電，UPS作為備用電池，只用微秒級的切換時間來保證設(shè)備的不間斷供電。

UPS電源包括主機和蓄電池兩個部分，按照工作方式可分為后備式、在線式和在線互動式三種類型。

1.1 后備式UPS

在市電正常的情況下，UPS處于非工作狀態(tài)，市電通過穩(wěn)壓濾波直接給負載供電。此時，電池處于充電狀態(tài)。當市電超出其工作范圍或停電時，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)為電池逆變供電。此時，電池的電通過逆變器轉(zhuǎn)換成交流正弦波或者方波供負載，而后備式UPS的缺點在于它的轉(zhuǎn)換時間較長，加上逆變器長時間不工作，可能在切換時造成切換不正常，形成單點故障。

1.2 在線式UPS

在市電正常時，由市電進行整流并將直流電壓提供給逆變器，由逆變器將直流電壓逆變成交流正弦波向負載提供電；在市電異常時，后備電池開始工作，逆變器由電池提供能量。在線式的UPS電源的逆變器始終處于工作狀態(tài)，保證無間斷輸出。其特點是有極寬的輸入電壓范圍、基本無切換時間且輸出電壓穩(wěn)定、精度高，真正實現(xiàn)了對負載的無干擾、穩(wěn)壓、穩(wěn)頻和零切換時間，特別適合對電源要求較高的場合。

1.3 在線互動式UPS

UPS在市電正常時直接由市電向負載供電。當市電偏低或偏高時，通過UPS內(nèi)部穩(wěn)壓線路穩(wěn)壓后輸出；當市電異?；蛲ｋ姇r，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)為電池逆變供電。與后備式UPS相比，在線互動式UPS轉(zhuǎn)換時間短，其交流輸出電壓穩(wěn)定性好，但缺點是穩(wěn)頻特性不理想。充電器由雙向變換器組成，充電效果不是非常好，不適合做長時延的UPS。

2 UPS不間斷電源的選購

太原有線電視機房目前有兩個前端，分別是數(shù)字電視機房和模擬電視機房。選擇UPS一般從容量、后備時間和今后設(shè)備的增加等因素方面考慮。

數(shù)字機房的用電設(shè)備總功率為55.9 kW。一臺120 kVA的UPS的最大負載功率為120 kVA×功率因數(shù)0.8=96 kW，UPS

不建議滿載運行，廠家建議合理的利用率是60%～70%，實際可承擔負載為96 kW×70%=67.2 kW。考慮到隨后數(shù)字機房會增加新的接收設(shè)備和更換大型交換機，120 kVA的UPS完全能滿足機房的需要。另外，為了提高安全性，我們選擇了雙機并機運行，也就是兩臺120 kVA的UPS同時運行帶負載，這樣不論哪臺出現(xiàn)故障，另一臺都能順利運行。

模擬機房的用電設(shè)備的總功率為12 kW，一臺60 kVA的UPS最大負載功率為60 kVA×0.8=48 kVA，48 kVA×70%=33.6 kVA。雖然模擬機房在整體轉(zhuǎn)換后關(guān)停，但是此機房今后還將用作數(shù)據(jù)存儲、監(jiān)控機房等其他功能，需多預(yù)留些負載能力，所以選用了60 kVA的UPS。同樣基于機房安全性考慮，選擇了兩臺60 kVA的UPS并機運行。

電池方面的選用主要從設(shè)備的后備時間（續(xù)航時間）方面考慮。為了更好地理解UPS的配置和選擇依據(jù)，我將以我們機房購入的UPS系統(tǒng)為例。我們選用的蓄電池的基本參數(shù)為12 V/235 Ah的蓄電池。使用情況如下。

數(shù)字機房：UPS電池共計128塊（12 V/235 Ah），每臺UPS的主機容量為120 kVA；每臺UPS主機需要兩組電池并聯(lián)，共32塊/組×2組=64塊（兩組之間是并聯(lián)）；兩臺UPS主機需要64×2=128塊電池。

模擬機房：UPS電池共計60塊（12 V/235 Ah），每臺UPS主機容量為60 kVA，每臺UPS主機帶一組電池，每組30塊。

UPS蓄電池的工作時間為：以一臺UPS帶全部負載（正常情況市電停電后由兩臺UPS均攤負載供電）為例，計算方法如下。

平均放電電壓=單節(jié)電池電壓×電池節(jié)數(shù)（1組），U=12×32=384 V。

并機負載=A相+B相+C相，P=55.9 kW（機房的實際三項所帶的功率）。

平均放電電流=并機負載/平均放電電壓，I=P/U=55.9 kW/384 V=145.57 A。

續(xù)航時間=電池容量/（平均放電電流×放電系數(shù)），t=235×2/（145.57×1.5）≈2.2 h。電池容量乘以2的原因是單節(jié)電池容量為235 Ah，數(shù)字機房UPS每臺由兩組電池組并聯(lián)供電，所以要乘以2.這也就是電池組并得越多，后備時間越長的原因。當然，蓄電池的工作時間還與環(huán)境溫度有著很大的關(guān)系，太原有線機房采用封閉式管理，基本能保證環(huán)境溫度、濕度的恒定。

太原有線機房采用的是雙機并機運行，所以蓄電池的工作實際還要再乘以2，大約是4.4 h。太原有線前端機房的供電采取兩路市電，一路UPS供電，還有一路是發(fā)電機供電，這樣完全保證了供電的安全性。供電方式如圖1所示。

3 UPS不間斷電源的維護

3.1 常規(guī)的清潔和檢查

UPS在正常使用時，主機的維護很少，主要是防塵和定期除塵。機內(nèi)的風機會將外界的灰塵沉積下來，造成電氣參數(shù)的變化。當空氣潮濕的時候，會引起主機的控制紊亂，造成主機

工作失?；虬l(fā)生不準確的告警。雖然太原有線機房是封閉的環(huán)境，但北方的灰塵大，還是會有不少的灰塵沉積。我們會在每周的星期二下午周檢時對UPS的進行清潔檢查，每季度、每年或者重大節(jié)日前期都會對UPS進行系統(tǒng)、全面的檢查。

3.2 UPS主機的檢查

每日對UPS系統(tǒng)顯示的電池浮充電壓、輸入電壓、本機負載、并機負載進行檢查、測量，并作好記錄。對電池組進行相關(guān)檢查，包括電池是否損壞、機殼間有無泄漏、表面是否積有灰塵、電池間的連接線是否有氧化銹蝕等現(xiàn)象。

3.3 UPS充放電和蓄電池的維護

UPS一般是封閉式的免維護電池，但是從廣義上來說，一定的維護還是必要的。這是因為一方面，電池對環(huán)境溫度的要求較高，工作溫度一般在20～25 ℃，低于15 ℃時，其放電容量下降，每降低1 ℃，其容量下降1%，而且溫度過高（高于30 ℃）時，電池壽命就會明顯縮短；另一方面，為了保證UPS主機能順利切換，防止蓄電池短路并保護電池壽命，一般是每半個月進行一次放電操作，并實時記錄放電時電池容量的變化。

圖1 太原有線前端機房供電方式

4 結(jié)束語

保障電視信號安全傳輸?shù)幕A(chǔ)就是要首先保障電視機房電力設(shè)備供應(yīng)的穩(wěn)定，而保障電力的穩(wěn)定供應(yīng)就意味著消除了最大的安全隱患，所以根據(jù)不同機房的實際情況選擇適合的UPS不間斷電源至關(guān)重要，同時要在平時做好UPS不間斷電源的日常維護保養(yǎng)工作。只有意識到UPS不間斷電源的重要性并懂得如何更好地維護它，才能順利完成有線電視安全傳輸?shù)氖姑?，防止安全事故的發(fā)生。

〔編輯：王霞〕