UPS電源在廣播電視播出中的應用

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摘要：在廣播電視播出系統(tǒng)中，存在著大量的精密電子設備，這些設備對于供電的質量和穩(wěn)定性有著極高的要求，如果出現(xiàn)突然斷電，不僅會造成數(shù)據(jù)的丟失，而且可能會導致設備硬件的損壞。因此，在廣播電視播出系統(tǒng)中，應該設置相應的ups電源系統(tǒng)，以保證供電的連續(xù)性和可靠性。本文結合UPS電源的內涵，對其在廣播電視播出系統(tǒng)中的應用進行了研究和討論。

關鍵詞：UPS電源；廣播電視播出系統(tǒng)；應用

大數(shù)據(jù)時代，廣播電視行業(yè)得到了飛速發(fā)展，多數(shù)廣播電臺都采用了非編制作以及硬盤播出系統(tǒng)，硬件設備的數(shù)量較多，其對于電壓的穩(wěn)定性有著較高的要求，如果電源穩(wěn)定性差，電壓波動劇烈或者經常突然斷電，則很容易造成設備的損壞。對此，需要引入UPS電源系統(tǒng)，滿足設備對于電源和供電質量的實際需求。

1UPS電源概述

UPS電源的全稱是UninterruptiblePowerSystem，不間斷電源，屬于一種包含了儲能裝置以及逆變器的恒壓恒頻電源，可以為計算機或者網(wǎng)絡系統(tǒng)等提供不簡單的電力供應。在市電輸入正常的情況下，UPS電源主要發(fā)揮穩(wěn)壓器的功能，可以保證市電電壓的穩(wěn)定性，防止不穩(wěn)定電壓導致的設備跳斷或者損壞，同時也會向電源內部的儲能裝置充電；如果市電由于故障或者檢修而中斷，則UPS電源能夠將儲能裝置中的電能通過逆變轉換，為負載提供電力供應，確保負載的正常運行[1]。UPS電源的應用，能夠有效滿足設備對于電源可靠性的要求，對集中供電引發(fā)的電網(wǎng)環(huán)境惡劣問題進行改善。依照工作原理，可以將UPS電源范圍3種不同的類型：一是后備式UPS，這也是最為常用的UPS電源，其本身具備了斷電保護、自動穩(wěn)壓等功能，雖然需要10ms左右的轉換時間，但是基本不會對設備造成負面影響，在微機、外設以及POS機等領域有著廣泛的應用。二是在線式UPS，相比較后備式，在線式UPS的結構更加復雜，不過功能也更加完善，基本上可以對所有的電源問題進行解決，不過，由于本身的成本偏高，在線式UPS一般被應用在對于供電質量要求較為苛刻的環(huán)境中，如網(wǎng)絡中心、終端服務器等。三是在線互動式UPS，具備濾波功能，抗干擾能力強，而且轉換時間僅為4ms，在網(wǎng)絡設備以及電力環(huán)境相對惡劣的地區(qū)有著良好的適用性。

2UPS電源系統(tǒng)的設計

以某廣播電視發(fā)射臺為例，其設置有12套調頻廣播頻道和5套模擬電視頻道、8套數(shù)字電視頻道，對于電源的安全性和可靠性有著相當嚴格的要求。在對UPS電源系統(tǒng)進行設計時，從實際需求出發(fā)，采用了雙聯(lián)路供電回路模式，每一條UPS鏈路均相互獨立，在鏈路中不存在單節(jié)點。鏈路包括了輸入源、UPS機組、蓄電池組、ATS自動切換系統(tǒng)等，引入了兩路相互獨立的市電來作為主備電源，經ATS自切選擇后進入UPS機組，然后通過分配柜分配到設備中。這里的UPS電源選擇SymmtraPX48kW模塊化電源，支持熱插拔，配合高性能蓄電池組，可以保證信號系統(tǒng)30min以上的電力供應。

2.1UPS容量計算

依照負載的性質和容量，選擇相應的UPS容量，可以在保證系統(tǒng)正常運行的同時，減少成本投入。首先是對負載容量的估算，然后以此為基礎，進行UPS容量的計算，其計算公式為：UPS設計容量=設計負載容量/（UPS主機理想輸出效率×UPS輸出功率因數(shù)）在該案例中，UPS設計容量為31.35kW，參照2+1的冗余模式，總容量為48kW。

2.2ATS設計

ATS表示雙電源切換開關，可以在微處理器的控制下，完成兩路供電的自動切換。在該案例中，開關選擇ABBOTM_C_D的三點式結構，控制器則選擇OTM_C_D微型智能控制器，如果檢測到電源發(fā)生故障，則控制器會發(fā)出相應的動作指令，使得開關帶負荷切換到備用電源。從安全方面考慮，在ATS中加入了旁路機械連鎖開關，這樣即使ATS開關出現(xiàn)問題，也可以通過旁路開關實現(xiàn)切換。同時，設置了自動和手動兩種操作模式，前者用于ATS的自切，后者則用于UPS電源的檢修和維護[3]。

2.3UPS

選擇在線式UPS電源，其能夠實現(xiàn)對于各類供電的零時間切換，同時具備穩(wěn)壓、穩(wěn)頻的特點，也可以有效抵抗市電的干擾，具備良好的性能。UPS性能可以分為兩部分，一是電源本身的穩(wěn)定度，一般由逆變器輸出電路和電壓的波動幅值及頻偏決定，二是系統(tǒng)的后備時間，通常取決于電池組充放電所需的時間。

3UPS電源系統(tǒng)的管理和維護

對于UPS電源的管理，主要設置了設備監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控和視頻監(jiān)控三種網(wǎng)絡化管理模式，通過分級管理來保證UPS電源的穩(wěn)定可靠運行。通過網(wǎng)絡監(jiān)控平臺，工作人員可以針對機房內部的環(huán)境以及電源的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，掌握UPS電源在運行過程中的參數(shù)信息，對照標準信息進行分析，一旦發(fā)現(xiàn)異常，可以在第一時間發(fā)現(xiàn)并處理，從而消除安全隱患[4]。對于UPS電源的維護，需要從多個方面開展工作：一是重視電池選擇。在資金條件允許的情況下，應該優(yōu)先選擇質量較高的免維護電池，確保電池具備良好的性能。也可以選擇容量較大的UPS電源系統(tǒng)，其不僅可以滿足系統(tǒng)擴充的要求，也可以減少運行維護的成本。在沒有特殊要求的情況下，UPS電源的檢查周期一般在4～6個月，技術人員需要利用專業(yè)的儀器設備，對電池的內阻和端電壓進行檢測，如果發(fā)現(xiàn)電池內阻超過80mΩ，或者端電壓低于最低臨界電壓，則需要進行均衡充電或者直接對電池進行更換；二是定期充放電。UPS電源與市電相連接，如果市電的供電質量穩(wěn)定，稍有停電問題，則蓄電池會長期處于浮充狀態(tài)，很可能會導致電池化學能與電能轉化的活性降低，加速電池老化，也會在一定程度上壓縮電池的額使用壽命。針對這個問題，維護人員需要每隔2～3個月，對電池進行完全充放電，但是應該避免出現(xiàn)過度放電的情況，可以根據(jù)電池本身的容量以及負載的大小，對放電的時間進行確定；三是做好環(huán)境控制。環(huán)境溫度對于蓄電池使用壽命的影響巨大，通常情況下，電池生產廠家要求蓄電池的最佳運行溫度在20℃～25℃之間，如果溫度偏高，電池的放電能力會有所提升，但是壽命會大大縮短。相關測試表明，當環(huán)境溫度在25℃以上時，每升高10℃，電池的使用壽命就會縮短一半。因此，需要在機房內設置相應的空調和通風系統(tǒng)，將溫度控制在20℃～25℃之間，以保證電池的使用壽命[5]。

4結論

總而言之，UPS電源可以作為市電的一種補充，為設備提供穩(wěn)定的電力供應，保證設備的運行安全。在廣播電視領域應用UPS電源系統(tǒng)，可以減少突然斷電導致的數(shù)據(jù)丟失以及設備損壞問題，而想要確保UPS電源系統(tǒng)功能的充分發(fā)揮，不僅需要做好系統(tǒng)設計工作，還必須重視管理和維護，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行中存在的異常和問題，保證廣播電視播出系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行。

參考文獻

[1]張利.UPS電源在廣播電視臺制作播出系統(tǒng)中的應用[J].現(xiàn)代營銷(學苑版)，2012（1）：265.

[2]孫耀華.淺談廣播電視直播系統(tǒng)UPS電源的使用和維護[J].黑龍江科技信息，2016（14）：25.

[3]關彥軍，郭利軍.廣播電視系統(tǒng)UPS電源的管理與維護[J].衛(wèi)星電視與寬帶多媒體，2013（2）：66-67.

[4]鄭斌，同紅茹.UPS電源系統(tǒng)的實際應用與安裝考慮[J].青海師范大學學報（自科版），2012，28（1）：108-110.

[5]于新榮.UPS在電視播出系統(tǒng)中的配置及使用探討[J].硅谷，2012（17）：67.

作者:屈婭娟 單位:迪慶州廣播電視臺