UPS电源

　　随着现代广播电视技术的飞速发展，现在的电视节目越来越丰富多彩，但所有电视技术的发展和运行都离不开供电的要求。随着广电系统日益增高的安全要求，各级电视台的供电也全面进入UPS电源时代。UPS电源（Uninterruptible Power System），即不间断电源，是一种含有储能装置，以整流器、逆变器为主要组成部分的稳压稳频的交流电源。


　　UPS电源以电力电子技术为基础，主要完成两个功能：一是应急使用，防止突然间断电而影响广播电视系统的正常播出；二是消除市电上的电涌、瞬间低电压、电源噪声和频率偏移等“电源污染”，改善电源质量，为系统设备提供高质量的电源。


　　UPS电源按工作方式一般分为后备式UPS电源和在线互动式UPS电源和在线式UPS电源，考虑到后备式UPS电源和在线互动式UPS电源都有切换时间，而广电系统需要无切换时间和高质量的供电电源，所以我们推荐在线式工频机的单相输入/单相输出、三相输入/单相输出、三相输入/三相输出UPS电源供电。在线式UPS电源又可分为单机UPS电源供电和1+1并联冗余方式供电。1+1并联冗余方式意味随时都有一台的UPS电源为重要设备提供保障供电，可以带来更高的安全性，并能进行在线检修。另一种方案就是两台单机不并机，同时输出两路电源到机柜（因现在大部分设备都是双电源），在一台UPS电源出现问题后可完全脱机维修和维护。


　　我们知道，UPS供电系统的维护是个很大的课题。UPS电源供电系统能否安全可靠地运行，与配电系统的设计、安装，电气设备的质量以及人为操作等都有很大的关系，本文仅从常见的几个问题出发，做几个方面的小结希望能抛砖引玉，引起大家对UPS电源供电系统日常维护与保养的关注。


　　一、广电UPS电源接地系统的检测与维护在广电UPS电源维护测试过程中应特别注意零线的连接状态，由于零线开路可能导致负载输入电源模块烧毁。另外要注意UPS电源输出端零地电压偏高的情况，当零地电压大于2V时，可能会引起负载中电子设备的硬件损坏或者引发控制信号的误动作。零地电压偏高主要由以下几个方面造成：


　　1、UPS电源是由整流电路、开关电源等组成的，由于电子电路的特征以及电感和电容的存在，系统中UPS不间断电源的应用会造成输出零线与输入零线之间存在电压差，因而造成了输出零线与地线之间的电压差；2、电源系统零地电压本身就高，或零线、地线本身的阻抗较高，这样即使接地电阻较小，也不能代表零地电压就一定小；3、负载电流中的3次谐波电流较大，造成中性线谐波电流等幅增大；4、配电时负载严重不平衡。


　　当我们测量到零地电压不符合规范时，应对照可能引起零地电压升高的原因进行逐项排查。对于接地电阻不符合要求，N（零）线、PE（地）线线径不够或短路而出现的问题，要及时更换电缆，进行重新布线。如果是因为负载不平或谐波电流较大引发的零地电压高，则应该调整设备配电，尽量选用绿色的、谐波干扰符合国家规定的用电设备。必要时还可安装相应抑制高次谐波的设备。而由于UPS本身引起的零地电压升高，可向工厂提出技术要求，恩亿梯的UPS经过处理，可使零地电压小于1V。当然我们还可以通过UPS输出端加装隔离变压器的办法，有效降低零地电压。


　　二、广电UPS电源内部组件的检测与维护广电UPS电源供电系统经过系统设计、选型和安装，当它投入使用后，还必须有长期的检测维修才能保证UPS电源系统运行的可靠性。日常维护工作主要从UPS电源的微小变化中及早发现故障征兆，迅速调整及排除。我们通常的维护是在非直播时间，将负载不间断地切换，由维修旁路供电，UPS电源完全充电后进行如下的一些检查：


　　1、是否有过热现象；2、金属部分是否氧化；3、检查不同的模块之间、电路板之间的连接，采样线、扁平电缆等的连接；4、检查变压器、电抗器和电解电容的外观；5、检查功率连线的连接是否牢靠，避免接触不良引起的电缆局部过热损坏甚至UPS宕机；6、在容易积累灰尘的元器件表面进行防尘和定期除尘；7、在不能停电检查的情况下，应使用红外线探测仪测量连接电缆温度。


　　经过上述逐项检测，可以及时发现UPS的内部组件问题并加以解决。若有过热现象发生，则要先检测冷却风机是否发生故障。冷却风机的寿命与环境的洁净程度和市电电压有关，周边环境不清洁可导致风机轴承堵塞，过高的市电电压可直接损坏风机，所以平时工作中就要对容易忽略的风机进行经常性的检查和清洁，并每五年进行一次UPS风机的强制更换。对于电路板、电缆之间的连接要特别注意，有虚焊、脱焊、接触不良和连接不牢固的隐患要及时排除，对元器外观有明显变化和损坏的要立即更换。


　　三、广电UPS电源蓄电池的维护和保养可以说对UPS电池组的维护保养是整个UPS电源供电设备维护中的关键，它直接关系到UPS电源是否能够安全正常地使用，正常的维护是延长电池使用寿命的重要因素。对于广电系统的UPS电池维护，我们主要采取下面几个措施：


　　1、电池组的绝缘检查电池柜要做可靠的安全接地，具体办法是断开电池断路器，分别测量电池正负极与电池柜的金属支架之间的电压。断开电池开关后电池组是悬浮的，对地电压没有准确的数值；如果有固定的或稳定的电压，则有可能是漏液或某处接地了。


　　2、电池电压的测量用万用表测量UPS电池的浮充端电压是无法判定旧电池是否已经失效的，所以一般要离线或在线测量电池的端电压，被测电池的端电压为12V左右（对12V电池而言），最低不能低于10.5V。不足10.5V的电池即为欠压或已经失效的电池，若这种电池在经过充电或激活充电后端电压仍达不到12V，即为失效电池，同时我们要注意检查电池单体数量是否与充电电压（直流母线电压）相匹配。在进行电池电压测量时应确保：对于后备时间为10分钟的电池至少应充电5小时以上；对于后备时间为30分钟的电池至少应充电8个小时以上。


　　3、电池的充放电定期对UPS电池进行充放电维护可以延长UPS的使用寿命。由于广电系统用电为一级负载，市电很稳定，UPS中的蓄电池没有工作的机会，蓄电池有可能因长时间浮充而损坏。为了补偿电池能量和提高蓄电池寿命，应每两三个月人为地关断UPS主机输入整流开关，让蓄电池放电一段时间，用以激活蓄电池，同时这样也可以获得较为准确的后备时间，为了防止损坏电池，电池最长放电时间不超过额定后备时间的3倍。在放电后，对UPS要进行及时的、较长时间的连续充电（通常不少于48小时，可以带或者不带负载），以避免由于蓄电池衰竭而引起故障。


　　以上是我们有关UPS电源维护的一些心得和体会，在实际日常工作中，除了注意上述几点外，还应按时间频率对UPS电源制定维护时间表。例如要坚持每日巡视，记录UPS电源状态和主要电气参数；每季度要对电池定期充放电，活化电池；每年对UPS电源进行1~2次彻底的停机维护保养；每5年更换交直流电容、风扇等备件，根据实际情况更换电池。只有做好日常的UPS电源维护保养工作，我们才能给广电系统提供长期安全可靠的供电保障。