發射臺節傳機房UPS電源的使用與維護

毛琳

摘 要 本文簡要介紹了UPS電源工作原理，針對UPS電源在廣播發射臺節傳機房使用和維護中的一些問題進行了分析，對正確的運維是提高UPS電源使用壽命和發揮其最大作用提出了看法與建議。

關鍵詞 UPS電源 工作原理 運行維護

中圖分類號：TN948.11 文獻標識碼：A

The Launch Pad Section Room of Using and

Maintenance of UPS Power Supply

MAO Lin

（State General Administration of Press and Publication，

Radio and Television QiLiuYiTai， Yongan， Fujian 366000）

Abstract This paper briefly introduces the working principle of the UPS power supply， in view of the UPS power supply in radio transmitting section was analyzed， and some problems in operation and maintenance of the correct operations is to improve the service life of UPS power supply， and give play to the role of its biggest views and Suggestions are put forward.

Key words UPS power supply; working principle， operation maintenance

0 引言

廣播發射臺節傳機房擔負著發射機的節目源信號的接傳，無論哪個發射臺站節傳機房電力一旦中斷，所屬發射機的節目源必將受到嚴重影響。這對于以分秒為計量單位的廣播發射臺，節傳機房的電力保障尤為重要。因此，直屬發射臺節傳機房都配置了高品質、高質量、高可靠性的UPS電源。但是，UPS電源系統運行好壞，供電質量如何以及可靠性都是建立在日常維護基礎上的。沒有正確的管理與維護，設備就會出現故障，就會給供電帶來隱患。因此，做好UPS電源系統日常維護工作，是提高UPS電源系統供電質量，延長使用壽命的保障。在此，筆者就UPS電源日常運維談談自己的體會和建議。

1 UPS電源工作原理

UPS電源從原理上講是一個電源的存儲逆變系統。主要由整流、儲能、變換和開關控制四部分組成。UPS的作用是向負載提供優質、可靠的交流電源，使負載免受浪涌、電壓過高、電壓過低、電源干擾以及外電中斷等影響，確保外電中斷時通過蓄電池給負載供電。發射臺節傳機房通常選擇在線式中功率UPS電源。因為在線式UPS電源系統具有對各類供電的零時間切換，自身供電時間的長短可選，并具有穩壓、穩頻、凈化等特點。當UPS電源系統本身出現故障時有自動旁路功能，當需要檢修時可采用手動旁路，使檢修、供電互不影響。

1.1 UPS電源動作過程

UPS開機時，電源電壓經EMI濾波器分二路輸出：一路送至AC/DC轉換器變成直流電，再送至半橋式DC/AC逆變器呈交流輸出;另一路作為旁通路徑。靠近輸出端的旁路開關可選擇旁通路徑輸出或逆變輸出。一般而言，開機后UPS會進行內部自我診斷。若一切正常，旁路開關會選擇逆變輸出。

當輸入的市電中斷時，AC/DC轉換器和電池充電器均不動作，DC/DC轉換器將電池的電壓轉換至DC/AC逆變器的輸入端，經DC/AC逆變器轉為交流輸出。由于DC/AC逆變器一直在工作，市電斷電時DC/DC轉換器能快速啟動并接替AC/DC轉換器工作，且DC匯流排上掛有儲能濾波電容器，使得DC/AC逆變器的輸出端，持續穩定地給負載供電，實現零時間轉換，對負載而言，不會感到發生斷電。

1.2 UPS電源系統主要電路構成

UPS電源系統主要由輸入斷路器、電磁干擾（EMI）濾波器、AC/DC轉換器、DC/AC逆變器、DC/DC轉換器、電池充電器、功率因數校正（PFC）控制電路、直流電壓匯流排（DC-BUS、控制板、旁路開關、電池組、輔助電源、控制和檢測電路、監控軟件等組成。由于篇幅有限框圖及各電路功能在此不再說明。

2 UPS電源在發射臺節傳機房的作用

（1）保證不間斷供電。當外電停電、過高或過低時，它能及時地進行切換，及時地向設備提供額定的穩壓電源并報警，起到不間斷供電的作用，防止突然斷電對設備造成的損失。

（2）改善電源質量。對電源系統中的浪涌、噪聲、電壓下降、電源波動，電源干擾等現象進行改進，有逆變穩壓濾波的作用。

（3）有效避免自身故障的影響。UPS電源有自動旁路功能，能使系統本身出現故障時供電不受影響。

（4）保護數據通道。對機房的計算機數據通道進行保護，提高設備網絡的可用性。

3 UPS電源使用注意事項

隨著計算機和工業技術的飛躍發展給UPS電源系統提供了高智能、高可靠性的同時，也給予蓄電池組帶來了高性能免維的儲能電池。這些新技術的應用，雖給使用帶來了許多便利，但還有如下幾方面須使用者引起重視的事宜。

（1）UPS電源主機環境要求：清潔、少塵，溫度要求 +5℃～40℃。儲能蓄電池標準使用溫度為25℃，平時不能超過+15℃～+30℃;溫度太低，會使儲電池容量下降，溫度每下降1℃，其容量下降1%，放電容量會隨溫度升高而增加，但壽命會降低;如果長期在高溫想下使用，溫度每高10℃，電池壽命約降低一半。

（2）主機參數：使用中不得隨意改變，尤其是電池組的參數會直接影響其使用壽命。隨著環境溫度的改變，對浮充電壓要做相應調整，通常以25℃為標準，環境溫度每升高或降低1℃時，浮充電壓應增加18mV（相對于12V蓄電池）。

（3）由于UPS電源瞬間為負載供電時，將會沖擊電池。若多負載的沖擊電流加上所需的供電電流，就會造成UPS電源瞬間過載，嚴重時將損壞變換器。因此，單獨依靠UPS電源系統供電時，應先關斷各負載，等UPS電源系統起動后再開啟負載，避免帶負載啟動UPS電源。

（4）UPS電源系統使用中應避免隨意增加大功率的額外設備，不允許在滿負載狀態下長期運行。由于其工作性質決定了UPS電源是在不間斷狀態下運行的，隨意增加大功率負載，或基本滿載狀態下工作，都會造成主機發生故障，嚴重時將損壞變換器。

（5）自備發電機的輸出電壓，波形、頻率、幅度應滿足UPS電源對輸入電壓的要求;發電機的功率要遠大于UPS電源的額定功率，否則將會造成UPS電源工作異常或損壞。

（6）由于組合電池組電壓很高，存在電擊危險，因此裝卸導電聯接條、輸出線時應有安全保障，工具應采用絕緣措施，特別是輸出接點應有防觸摸措施。

（7）不論是在浮充工作狀態還是在充電、放電檢修測試狀態，都要保證電壓、電流符合規定要求。過高的電壓或電流可能會造成電池的熱失控或失水，電壓、電流過小會造成電池虧電，這都會影響電池的使用壽命。

（8）在任何情況下，都應防止電池短路或深度放電，因為電池的循環壽命和放電深度有關。放電深度越深、循環壽命越短。在容量試驗中或是放電檢修中，通常放電達到容量的30%～50%就可以了。

（9）電池應避免大電流充放電，雖說在充電時可以接受大電流，但在實際操作中應盡量避免，否則會造成電池極板膨脹變形，使得極板活性物質脫落，電池內阻增大，溫升越高，嚴重時將造成容量下降，壽命提前終止。

（10）正確連接好UPS，應將UPS的輸入零（N）、相（C）、地（G）與市電的零、相、地對應。

4 UPS電源系統維護檢修的主要項目

（1）UPS電源在正常使用情況下，主機的維護主要是防塵和定期除塵，特別是氣候干燥的地區，空氣中的塵埃較多，機內的風機會將灰塵帶入機內沉積、當遇空氣潮濕時會引起主機控制紊亂造成主機工作失常，發生不準確告警，大量灰塵也會造成器件散熱不好;通常每季度應清潔一次，其次在除塵時應檢查各連接件和插接件有無松動和接觸不牢的情況。

（2）UPS電源系統日常維護檢查項目主要是：清潔并檢測電池兩端電壓、溫度，連接處有無松動、腐蝕，檢測連接條壓降，電池外觀是否完好，有無殼變形和滲漏;極柱、安全閥周圍是否有酸霧逸出;主機設備是否正常。

（3）UPS電源系統電池屬免維設備，但只不過免除了測比、配比、定時添加蒸餾水工作，由于儲能電池工作是處在浮充狀態，每年須進行一次放電;因此，放電前應先對每只電池進行檢查，更換失效的電池，以免放電中落后電池惡化為反極電池;在確認電池完好后再對電池組進行均衡充電，以達全組電池的均衡。

（4）對蓄電池系統維護須做到周到、細致和規范的運行和管理;對直流母線要保持合格的電壓和電池的放電容量;同時須注意的是，每組電池至少應有8只電池作校準電池，作為了解全電池組工作情況的參考，對校準電池應定期測量并做好記錄。

5 發射臺節傳機房UPS電源常見故障分析

發射臺節傳機房UPS電源出現故障時，應先查明原因，分清是負載還是UPS電源系統，是主機還是電池組;雖說UPS主機有故障自檢功能，但它針對的是整個面而不是針對某個點。UPS電源系統發生故障更換配件很方便，但要維修故障點，仍需做大量的分析、檢測工作。一旦UPS主機自檢部分發生故障，極可能發生誤報警;因此，正確判斷、分析，準確及時地排除故障是非常必要的。在此，就常見故障的處理做如下分析：

（1）當UPS無法開機時。首先確認UPS Input電源是否正常;其次檢查UPS電源端子接線是否松脫，熔斷絲開關（Breaker）有無跳脫;再次檢查負載是否存在異常及短路故障等。

（2）當主機發生擊穿，斷保險或燒毀器件故障時。首先要查明原因并排除故障后才能重新啟動，否則會接連發生相同的故障或引發嚴重的事故。

（3）當電池組中發現電壓極性反相、壓降大、壓差大和有酸霧泄漏現象的電池時，應及時采用相應的方法恢復、修復及更換。注意切不可把不同容量、不同性能、不同廠家的電池組合在一起使用，對超期服役的電池應及時更換，否則極有可能使電池組損毀，影響主機工作給負載造成不堪后果。

（4）當LCD顯示“Overload Shutdown”燈亮，蜂鳴器長鳴時，應檢查是否過載或負載發生故障。

當開機后顯示“On Battery LED”燈號時，首先用其它電器設備測試AC電源有無電源供應或電源插座是否過松導致接觸不良;其次檢查熔斷絲開關（Breaker）按鈕是否彈出跳脫。

當UPS電源 LCD顯示“Battery Failure”時;首先確認電瓶保險絲是否已熔斷;其次確認UPS與電瓶連結線是否正常或松脫。

（5）當外電中斷UPS放電時間不足時。應查蓄電池充電是否充飽，正常狀態下，應充至80～95%的負載最為合理，若負載超過100%以上，則電池放電時間會因此而縮短。電池時常在高溫環境下充放電或操作，會造成電池壽命減短。因此建議UPS蓄電池使用兩年后，即便更換電池指（下轉第53頁）（上接第32頁）示燈未顯示，也應進行更換。

（6）當UPS顯示過溫保護時。放置UPS電源的地方最好安裝空調設備，務必使UPS電源遠離高溫環境。再就是檢查通風孔有無阻塞，風扇有無運轉，盡可能按照說明書要求的溫度、濕度下工作。

（7）當計算機無法與UPS聯機時。應重新設定軟件程序，然后將UPS的RS232連接線與計算機的COM1/COM2再連接并確認設定值。

6 結束語

先進設備也有其使用壽命，也會出現故障。但維護工作做得如何，與設備的使用壽命和故障率有著密切的關系。實際工作中切不可因為設備高智能、免維護，而忽略了常規性、預防性維護工作，設備預防性檢修維護在任何時候都是設備安全運行的重要保障。

參考文獻

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[2] 康春鎖，何彪.不間斷電源（UPS）在衛星地球站中的使用與維護.衛星電視與寬帶多媒體，2005.