UPS電源

　　隨著現代廣播電視技術的飛速發展，現在的電視節目越來越豐富多彩，但所有電視技術的發展和運行都離不開供電的要求。隨著廣電系統日益增高的安全要求，各級電視臺的供電也全面進入UPS電源時代。UPS電源（Uninterruptible Power System），即不間斷電源，是一種含有儲能裝置，以整流器、逆變器為主要組成部分的穩壓穩頻的交流電源。


　　UPS電源以電力電子技術為基礎，主要完成兩個功能：一是應急使用，防止突然間斷電而影響廣播電視系統的正常播出；二是消除市電上的電涌、瞬間低電壓、電源噪聲和頻率偏移等“電源污染”，改善電源質量，為系統設備提供高質量的電源。


　　UPS電源按工作方式一般分為后備式UPS電源和在線互動式UPS電源和在線式UPS電源，考慮到后備式UPS電源和在線互動式UPS電源都有切換時間，而廣電系統需要無切換時間和高質量的供電電源，所以我們推薦在線式工頻機的單相輸入/單相輸出、三相輸入/單相輸出、三相輸入/三相輸出UPS電源供電。在線式UPS電源又可分為單機UPS電源供電和1+1并聯冗余方式供電。1+1并聯冗余方式意味隨時都有一臺的UPS電源為重要設備提供保障供電，可以帶來更高的安全性，并能進行在線檢修。另一種方案就是兩臺單機不并機，同時輸出兩路電源到機柜（因現在大部分設備都是雙電源），在一臺UPS電源出現問題后可完全脫機維修和維護。


　　我們知道，UPS供電系統的維護是個很大的課題。UPS電源供電系統能否安全可靠地運行，與配電系統的設計、安裝，電氣設備的質量以及人為操作等都有很大的關系，本文僅從常見的幾個問題出發，做幾個方面的小結希望能拋磚引玉，引起大家對UPS電源供電系統日常維護與保養的關注。


　　一、廣電UPS電源接地系統的檢測與維護在廣電UPS電源維護測試過程中應特別注意零線的連接狀態，由于零線開路可能導致負載輸入電源模塊燒毀。另外要注意UPS電源輸出端零地電壓偏高的情況，當零地電壓大于2V時，可能會引起負載中電子設備的硬件損壞或者引發控制信號的誤動作。零地電壓偏高主要由以下幾個方面造成：


　　1、UPS電源是由整流電路、開關電源等組成的，由于電子電路的特征以及電感和電容的存在，系統中UPS不間斷電源的應用會造成輸出零線與輸入零線之間存在電壓差，因而造成了輸出零線與地線之間的電壓差；2、電源系統零地電壓本身就高，或零線、地線本身的阻抗較高，這樣即使接地電阻較小，也不能代表零地電壓就一定小；3、負載電流中的3次諧波電流較大，造成中性線諧波電流等幅增大；4、配電時負載嚴重不平衡。


　　當我們測量到零地電壓不符合規范時，應對照可能引起零地電壓升高的原因進行逐項排查。對于接地電阻不符合要求，N（零）線、PE（地）線線徑不夠或短路而出現的問題，要及時更換電纜，進行重新布線。如果是因為負載不平或諧波電流較大引發的零地電壓高，則應該調整設備配電，盡量選用綠色的、諧波干擾符合國家規定的用電設備。必要時還可安裝相應抑制高次諧波的設備。而由于UPS本身引起的零地電壓升高，可向工廠提出技術要求，恩億梯的UPS經過處理，可使零地電壓小于1V。當然我們還可以通過UPS輸出端加裝隔離變壓器的辦法，有效降低零地電壓。


　　二、廣電UPS電源內部組件的檢測與維護廣電UPS電源供電系統經過系統設計、選型和安裝，當它投入使用后，還必須有長期的檢測維修才能保證UPS電源系統運行的可靠性。日常維護工作主要從UPS電源的微小變化中及早發現故障征兆，迅速調整及排除。我們通常的維護是在非直播時間，將負載不間斷地切換，由維修旁路供電，UPS電源完全充電后進行如下的一些檢查：


　　1、是否有過熱現象；2、金屬部分是否氧化；3、檢查不同的模塊之間、電路板之間的連接，采樣線、扁平電纜等的連接；4、檢查變壓器、電抗器和電解電容的外觀；5、檢查功率連線的連接是否牢靠，避免接觸不良引起的電纜局部過熱損壞甚至UPS宕機；6、在容易積累灰塵的元器件表面進行防塵和定期除塵；7、在不能停電檢查的情況下，應使用紅外線探測儀測量連接電纜溫度。


　　經過上述逐項檢測，可以及時發現UPS的內部組件問題并加以解決。若有過熱現象發生，則要先檢測冷卻風機是否發生故障。冷卻風機的壽命與環境的潔凈程度和市電電壓有關，周邊環境不清潔可導致風機軸承堵塞，過高的市電電壓可直接損壞風機，所以平時工作中就要對容易忽略的風機進行經常性的檢查和清潔，并每五年進行一次UPS風機的強制更換。對于電路板、電纜之間的連接要特別注意，有虛焊、脫焊、接觸不良和連接不牢固的隱患要及時排除，對元器外觀有明顯變化和損壞的要立即更換。


　　三、廣電UPS電源蓄電池的維護和保養可以說對UPS電池組的維護保養是整個UPS電源供電設備維護中的關鍵，它直接關系到UPS電源是否能夠安全正常地使用，正常的維護是延長電池使用壽命的重要因素。對于廣電系統的UPS電池維護，我們主要采取下面幾個措施：


　　1、電池組的絕緣檢查電池柜要做可靠的安全接地，具體辦法是斷開電池斷路器，分別測量電池正負極與電池柜的金屬支架之間的電壓。斷開電池開關后電池組是懸浮的，對地電壓沒有準確的數值；如果有固定的或穩定的電壓，則有可能是漏液或某處接地了。


　　2、電池電壓的測量用萬用表測量UPS電池的浮充端電壓是無法判定舊電池是否已經失效的，所以一般要離線或在線測量電池的端電壓，被測電池的端電壓為12V左右（對12V電池而言），最低不能低于10.5V。不足10.5V的電池即為欠壓或已經失效的電池，若這種電池在經過充電或激活充電后端電壓仍達不到12V，即為失效電池，同時我們要注意檢查電池單體數量是否與充電電壓（直流母線電壓）相匹配。在進行電池電壓測量時應確保：對于后備時間為10分鐘的電池至少應充電5小時以上；對于后備時間為30分鐘的電池至少應充電8個小時以上。


　　3、電池的充放電定期對UPS電池進行充放電維護可以延長UPS的使用壽命。由于廣電系統用電為一級負載，市電很穩定，UPS中的蓄電池沒有工作的機會，蓄電池有可能因長時間浮充而損壞。為了補償電池能量和提高蓄電池壽命，應每兩三個月人為地關斷UPS主機輸入整流開關，讓蓄電池放電一段時間，用以激活蓄電池，同時這樣也可以獲得較為準確的后備時間，為了防止損壞電池，電池最長放電時間不超過額定后備時間的3倍。在放電后，對UPS要進行及時的、較長時間的連續充電（通常不少于48小時，可以帶或者不帶負載），以避免由于蓄電池衰竭而引起故障。


　　以上是我們有關UPS電源維護的一些心得和體會，在實際日常工作中，除了注意上述幾點外，還應按時間頻率對UPS電源制定維護時間表。例如要堅持每日巡視，記錄UPS電源狀態和主要電氣參數；每季度要對電池定期充放電，活化電池；每年對UPS電源進行1~2次徹底的停機維護保養；每5年更換交直流電容、風扇等備件，根據實際情況更換電池。只有做好日常的UPS電源維護保養工作，我們才能給廣電系統提供長期安全可靠的供電保障。