全臺性UPS嵌入供配電系統方案

(廣西廣播電視技術中心河池分中心)

1 引言

廣播電視安全播出要求日益嚴格，臺站設備對供配電穩定要求越來越高，如果臺站設備在工作過程中遇到電力中斷，在電力恢復過程中原本正常工作的設備可能因此出現故障，即使沒有故障，但設備重啟過程中也造成一定時間的停播，引入全臺性UPS，實現臺站設備不間斷供電成為當務之急。河池分中心為確保臺站用電安全，在2017年采購了6臺型號為FRWK3330、2臺型號為FR-WK3360的全臺性UPS分別在6個300W和2個1000W村村通臺站使用。河池分中心為落實技術中心2017年4到6月份安全播出例會中對全臺性UPS接入供配電硬性要求，對相關臺站的電力系統進行研究、分析和設計，針對不同的ATS及發電機控制器電路，增加了發電機延時啟動及ATS強制倒換電路，使大型UPS能夠較好的融入臺站電力系統中，進一步提升臺站的用電安全和安全播出。

2 UPS嵌入電力系統中遇到的一些問題和對策

全臺性UPS到達臺站后，在臺站的實際使用過程中，模擬停外電，使用新油機帶動UPS給臺站供電時，發現有些臺站發電機無法同時帶動UPS和負載，具體表現為油機工作過程中出現抖動、超載以致停機等現象。有些臺站中卻沒有這種現象。通過與廠家技術人員請教、商討、將情況匯報給樞紐臺相關管理人員后得知，目前UPS國內在400kVA以下整流都是采用6脈沖技術，要求發電機的實際功率需達到UPS加負載實際功率總和的2倍以上，才能帶得動UPS和負載，具體情況要以實際臺站在全臺性UPS充電的同時給全臺所有設備開機時發電機是否能帶得動來決定將全臺性UPS接到ATS的位置。經過分析、試驗，最后將全臺性UPS接入ATS分為兩種方式:一種是全臺性UPS放在ATS之前（如圖2），另外一種是放在ATS之后（如圖1）。

圖1

圖2

圖3 環江轉播臺油機延時啟動及ATS強制倒換原理圖

3 電力系統升級和優化

蓄電池是UPS的重要組成部分，因此對于蓄電池的維護也是至關重要的。為了保證UPS能安全穩定的運行，我們需要對臺站電力系統進行進一步的升級與優化，因為臺站UPS長期與市電相連，且停電時又有發電機給其供電，蓄電池會長期處于浮充電狀態，長期得不到放電會導致電池化學能與電能相互轉化的活性降低，加速老化而縮短使用壽命。所以我們在設計時增加了一套可以使UPS電池組定期放電，同時可以通過遠程查看臺站信息判斷UPS運行情況的電路，即油機延時啟動和ATS強制倒換電路。這一套電路可以充分利用UPS不間斷供電功能、備用電源功能和實現遠程定期維護及檢測UPS運行情況等功能。

3.1 油機延時啟動原理

3.1.1 300W臺站延時啟動原理

300W臺站油機延時啟動及ATS強制倒換原理（以環江轉播臺揚州飛鴻發電機為例）如圖3所示，當外電停電，J1三相檢測器檢測到無外電時，其11、12口導通，此時延時繼電器J2開始工作，延時時間達到設定要求時J2-1吸合，J3線包得電，J3-1常閉接點斷開，AMF25檢測不到外電而自動發電；同時J4線包得電，J4-1常開接點導通，發電機也可以發電（這兩個線包并在一起是為油機檢測啟動提供多個檢測接點及啟動方式，并且相互獨立，互不干擾）。外接的K2為手動強制發電開關，JK12為接到電力采集器上的接口，通過樞紐臺的操作可以實現遠程強制一鍵開機。在延時期間，整個臺站設備由UPS進行供電。將ATS強制倒換接入130采集器的JK11口。在不停電的時候，可以在發電時遠程強制倒換ATS進行功能測試。

圖4 宜州轉播臺油機延時啟動及ATS延時強制倒換原理圖

3.1.2 1KW臺站延時啟動原理

1KW臺站油機延時啟動及ATS強制倒換原理（以宜州轉播臺為威爾遜發電機為例）如圖4所示。

1KW臺站延時電路的原理與300W臺站的原理基本一樣，就是取樣判斷點不同。由于1KW臺站油機帶不起UPS和負載，將UPS前移至新ATS主用輸入端，當外電停時，油機延時到設定的時間時發電機啟動，延時期間UPS進行供電，讓其放電到設定的時間，延時結束后油機開始啟動。由于UPS輸出時接在新ATS主用端，ATS不會倒換到備用端。ATS的遠程強制倒換跟300W臺站是一樣的。

通過發電機延時啟動和ATS強制倒換電路的運行可以給UPS進行定期放電，同時可以通過遠程查看UPS運行情況，判斷UPS是否存在故障。這樣可以實現UPS的定期維護及遠程檢測等功能。

4 結束語

綜合臺站的電力系統進行分析改造，使大型UPS更好的融入電力系統中，同時做好其維護檢測工作，才能保障臺站設備正常平穩運行。 并且這些設計方案已在河池分中心8個村村臺站投入使用，經過運行，效果良好，工作穩定。