广播电视大功率UPS配置方案探讨

时间：2024-07-06

姜莹荧

内蒙古自治区广播电视传输发射中心501台内蒙古呼和浩特市 010000

引言

UPS是一种储存电能的装置，主要以逆变器为组成部分，实现恒压的不间断性电源。随着科学技术的发展，各台站对大功率UPS装置的需求越来越高。UPS电源装置的参数成为了台站选择装配时需要考虑的重点内容。特别是UPS的功率、效率、转换时间等各项参数，直接决定了对城市电网的利用率以及对负载的保护力。性能越好的UPS装置，对电力的保护能力越强。因此，电视台在选择UPS装配时，应该根据不同要求选择类型不同的UPS。

1 广播电视大功率UPS装配的要求

1.1 降低外电波引起的故障

电视发射机作为一种功率较大的播出设备，非常容易受到外电波的影响。从以往的发射机停播事故中能够发现，由于外电波引起的事故引发的停播占总停播率的70%之多，配置大功率的UPS系统能够从根本上降低由外电波引起的发射机停播事故。

1.2 具备较高的可靠性、稳定性以及可维护性

据统计，UPS装置系统中，其本身设备的故障率达到20%，负载和负载之间的配电故障占据70%，常见的有负载短路、保险丝烧毁、断路器跳闸等情况。剩下的10%一般都是由其他故障导致。所以大功率UPS装置必须要具备较高的稳定性和可靠性，方便技术人员开展后期的维护工作。

1.3 性价比高

由于大功率UPS装置系统的成本造价非常高，所以台站在选择UPS配置时，还要结合台站的实际情况，考虑资金投入问题，避免在UPS装置上投入了大量经费，使台站的其他业务资金上出现缺口。

2 影响正确认定UPS装置指标的误区

2.1 不重视UPS效率高低的问题

对于UPS装置来说，效率是决定其可靠性和使用寿命的根本因素。只有UPS装置自身的损耗增高，工作效率才会低下，负载能力才会降低。即使UPS的内部元件再好，若出现了装置内温度居高不下的情况，也会给装置内的半导体器件造成一定的损伤，导致UPS装置的寿命减短。另外，无论是半导体元件还是电池的数据，一般都是在设备25℃左右的温度条件下给出的，一旦温度升高了仅仅10℃，那么都会缩短装置内器件的寿命。因此可以总结出，效率越高的UPS装置，自身的发热量越小，升温速度和出现故障的概率也会随之降低，进而提高UPS设备的稳定性、安全性和使用寿命。

2.2 UPS输出功率越高越好的误区

对于UPS装置来说，一般都是为非线性的负载提供电量，所以能在一些情况下给出无功功率。若是带线性负载的情况，那么会给出功率更大的有功功率。因此，UPS装置的输出功率应该是一个可以取值的范围，而不仅仅是单一数值，更不是功率越高就越好。例如UPS装置具备整流电源的负载，那么就会出现既需要有功功率，也需要无功功率的情况，而且需要的无功功率往往比有功功率要大。如果举例来说，可以认为输出功率为0.6的UPS装置，还没有输出功率为0.4的非线性负载能力强。随着科学技术的不断发展，现阶段已经能使UPS装置的输出功率达到0.6—1，这也就代表UPS装置具备了非常强的非线性和带线性的负载能力。

2.3 对有功功率和视在功率的认识模糊不清

有功功率是UPS在输出后，立刻就会被负载消耗的能量，视在功率则是输出后立刻被负载消耗的能量以及储存在负载中没有被消耗完的能量，一般是由物理学中的惯性造成的。若是台站把视在功率的概念当成了有功功率的概念，那么在选择UPS装置的功率时，就会忽略了视在功率，UPS装置真正在运行的过程中，可能会产生过负荷的情况。

2.4 双变换比在线互动UPS性能强的误区

双变换UPS装置一般都是通过预先设定得来的，所以自身具备很多优秀指标。在线互动式UPS装置虽然在指标和性能上不如双变换UPS装置，但是却比双变换增加了电磁的兼容功能，所以具有电磁兼容设计的在线互动式UPS装置往往比双变换UPS的性能要高。另外，当两种UPS装置在同旁路实现运行时，在线互动的UPS装置往往会表现的比双变化式UPS装置性能好的多。

2.5 认为UPS价格不重要的误区

所有商品都有“一分价钱一分货”的说法，主要还是要看台站对UPS装置的定位，以及应用场所和自身发展的目标。虽然价格低廉的UPS也可以投入使用，但是由于采购方在质量和性能上追求性价比，按照长远的眼光来看，低价格的UPS装置在运行中可能会存在多种隐患，特别是在一些重要的工作运行中。

3 广播电视大功率UPS装配方案选择策略

3.1 选择高性价比的UPS装置

性价比是选择大功率UPS装配方案时必须要首先考虑的内容。上文详细分析了高价格和低价格UPS装置的区别，如何以最理想的价格获得性能最好的UPS装置，成为台站首先要考虑的问题。为了保证可靠性、稳定性和安全性，就必须要求UPS装置中的配置、结构、元件以及制作工艺等的性能较好，参数指标符合使用标准。一般来说，在相同功率的UPS装置中，无论是稳定性、失真度还是电压精度，几乎都是大同小异的，所以这些参数可以不必作为重要参考点，主要比较UPS装置的效率、输出功率、过载能力和电磁兼容能力等硬性参数，优先选取综合指标最高的。

3.2 UPS装置电源分类

UPS主要可以分为后备式、在线互动式、在线式，这三种在我国的广播电视大功率UPS装配方案中比较常见。后备式UPS电源在市电供电处于正常情况时，逆变器会处于静止等待状态，一旦市网电压出现了故障或者异常，UPS装置就会在第一时间转换成逆变状态，也就是把电能转换成交流电的方式，对负载提供不间断电源，后备UPS装置在逆变时会产生一些间隔时间，但可以忽略不计，这种UPS装置不仅价格低廉、线路简单，而且适用于家用、办工等。在线互动式UPS就是指市电正常情况下，UPS电源的逆变能够反向给电池带来电量，一旦市电发生故障或者异常，那么就会立刻开始逆变工作，将组点2转换成交流电，而且也会存在一定的逆变间隔时间；与后备式UPS相比，其保护性较强，逆变后输出的电压波形比较好。在线式UPS装置在开机后，逆变器就始终保持工作状态，在市电正常的情况下，充电器带来的直流电会变为交流电，一旦市电出现了异常或者故障，在供电过程中不会出现时间上的中断，这种UPS装置还具备一定的智能管理功能，比较适合广播电视系统行业使用，但是价格较高。

3.3 UPS装配过程中容量和机型的选择

UPS设备在市场上有很多品牌，而且不同品牌一般都以视在功率为标注。视在功率的单位是伏安，要区别有功功率标注的瓦数，可以得知：有功功率=视在功率×功率因数。若UPS装置自带的负荷过重，可能会影响到装置本身的稳定性和使用寿命，然而负载太轻，又会造成采购成本上的浪费，而且其中的电池会一直以小电流的放电模式逐渐造成大量放电，会给电池带来非常严重的损坏。所以合理的UPS电源有功功率最好在25%—28%左右。另外，关于机型的选择上，台站应该根据实际情况选择大功率UPS设备功率的大小，并选择适合UPS大功率装置的电池组，随后选择不同的UPS装置机型。常见的大功率机型一般分为三种，分别是单进单出型、三进单出型和三进三出型。单进单出型不需要考虑输出端的负载分配问题，但是必须要考虑市电供电中的均衡带载问题，特别是在广播电视大功率UPS的机型选择上；三进单出机型比较容易出现三相输入平衡的带载问题；三进三出机型一般要将UPS输出端的不平衡度控制在40%之内。最后，在广播电视的UPS装配方案中，还要考虑所选择的UPS设备能否通过电磁波干扰以及电击保护测试，是否能符合自身台站的网络特点，最后还要综合考虑UPS电源装置的体积、重量等因素，才能使大功率UPS装配方案真正科学、合理。