廣播電視播出機房不間斷電源的使用維護管理

王軍海 姜博文

（作者單位：威海市廣播電視臺）

對廣播播出系統的供電質量進行提升，減少因電源問題引發的安全播出事故，有助于提升廣播電視節目的播出質量。隨著我國廣播電視傳媒行業的飛速發展，人們的生活質量明顯提升，精神文化生活越發豐富，從某種程度上而言，廣播電視成為人們日常生活中不可或缺的一部分。因此，在當前高速發展的信息化技術時代，對電視廣播相關技術進行研究顯得尤為必要。為確保廣播電視節目的順利播出，更好地滿足廣大群眾的精神生活文化需求，更需要加強廣播電視播出機房不間斷電源維護與管理，確保系統建設達到要求，避免因為電源適配和應用問題引發廣播電視系統運行問題。對此，本文將以廣播電視機房作為研究對象，進一步分析不間斷電源的使用維護管理問題。

1 不間斷電源概述

不間斷電源（Uninterruptible Power System，UPS）是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源，主要用于給單臺計算機、計算機網絡系統或其他電力電子設備提供不間斷的電力供應。

1.1 UPS電源分類

根據不同技術特點，UPS電源主要分為后備式UPS電源和在線式UPS電源。與UPS電源相比，后備式UPS電源的結構組成更為簡單，并且成本花費較低，但是在遇到突發情況后在對逆變器切換期間響應時間較短，所以更適合應用在要求不高的負載設備上。在線式UPS電源的連接方法更為高效，整機安裝后可靠性效果顯著，所以更適合應用在可靠性要求較高的廣播電視播出機房中[1]。

1.2 UPS電源工作原理

UPS電源的基本結構包含了充電器、逆變器和整流器，在整流器和充電器的幫助下，交流電可直接轉變為直流電，而逆變器則能將直流電轉變為交流電。在電流正常輸入后，UPS電源可以將外部電壓穩定后進行負載驅動操作，在這一過程中，UPS電源主要充當交流電穩壓器，并且能夠隨時進行蓄電池充電操作[2]。如果外部電流中斷，UPS電源可以直接將蓄電池中的直流電在逆變器作用下轉變為負載交流電供應，保證負載正常工作的同時不會出現硬件受損問題。所以，無論是電壓過高還是過低，電源都能提供必要的保護作用。

1.3 UPS電源功能特點

作為現代化電力保護系統裝置，UPS電源的電壓穩定性更高，抗電磁能力較強，能夠有效預防電壓沖擊，因此，在廣播電視播出機房運行中，UPS電源可以更好地保障電源設備的穩定性。由于UPS輸入電壓的整體范圍比較廣泛，電源質量更高，如果后備式UPS電源的輸出電壓范圍在5%～8%，就可以保證頻率變化為1 Hz；在線式UPS電源的輸出電壓范圍在3%以內，其頻率變化就是0.5 Hz。UPS電源還可以在運行期間持續穩定地進行電源供應，在實際工作中一旦發生市電突然停止的情況，UPS電源可以自動完成蓄電池供電切換操作，避免負載設備在突然斷電后出現受損問題[3]。

2 廣播電視播出機房中應用UPS電源的重要性

近年來，我國電力行業整體發展良好，電力供應穩定性持續提升，但是在具體用電期間仍然會發生突發斷電的情況。如果出現外電停止運行，意味著廣播電視播出機房設備無法繼續運轉，不利于廣播電視安全播出和行業發展。所以，需要在廣播電視播出機房中配置安裝在線式UPS電源，保證在發生斷電問題后，UPS電源可以作為備用電源完成設備供電。

當前，UPS電源主要采用鉛酸免維護蓄電池，該類型蓄電池在外電供應正常的基礎上，可以在直流電幫助下完成電池儲蓄。一旦外電供應終止，電源設備可以隨時將已經儲存完成的直流電轉變為交流電，并且向負載設備不間斷供應交流電，通過此種方式確保廣播電視的正常播出。UPS電源還具有調節電壓和穩定運行頻率的優勢，在對設備穩定輸出交流電的同時，不僅能夠最大程度上確保電能運行質量，還能保證播出機房設備正常運行不受影響[4]。在設備運行中，如果發生外電突然中斷的情況很可能造成監聽軟硬件設備受損，甚至引發其他故障，需要聯系廠商進行專業指導和維護。而UPS電源能夠有效避免這一問題，從而進一步降低不必要的技術成本支出。

3 業務情況與供配電現狀

威海市廣播電視臺于2002年組建，由威海電視臺、威海市廣播電視局和廣播電臺等多個機構合并而成。根據國家廣播電視總局相關規定，為滿足分級保障原則與供配電系統配置任務，市級發射臺站屬于二級負荷保障單位。威海電視調頻轉播臺中主要采用10 kV專用線路外電，且運行期間配備200 kV柴油發電機作為備用電源，保證播出機房在工作期間能有效使用低壓雙回路供電方法。

在此背景下，為合理應對外電中斷后的停播問題，降低播出事故發生概率，播出機房加強了對32 kVA UPS電源的應用。在實踐操作中發現，UPS電源可以完成對3 kW廣播發射機的驅動，并且其驅動時間在30分鐘以上，這也為工作人員啟動發電機提供了充足的準備時間，是保證廣播電視節目順利播出的重要條件[5]。

4 UPS電源維護與保養要點

為確保UPS電源正常運行不受影響，工作人員在實際工作中要對其進行定期維護管理。根據實踐分析和研究，在日常維護中UPS電源的維護保養要點有以下幾點：

4.1 UPS電源外部環境要求

UPS電源機房內部溫度、照明、防塵性能等標準要嚴格按照國家要求設定，相關標準規定，UPS電源最佳工作溫度為（22±3）℃。研究發現，溫度升高與設備使用壽命呈顯著的負相關關系；同時，溫度也不能過低，以免發生蓄電池容量下降問題。為合理調節UPS電源環境溫度，威海市廣播電視臺在機房中應配置節能空調，保證環境溫度始終處于24 ℃左右[6]。在機房設備運行期間，要將工作濕度控制在50%±5%。工作期間需要將UPS電源放置在環境整潔的室內空間，并保證電源遠離熱源，避免出現陽光直射設備的情況。并且，為保證設備運行溫度適中，要盡可能保證設備放置位置和墻壁之間預留充足的散熱空間，防止出現溫度過高的情況。

4.2 負載滿足工作要求

額定輸出功率主要指的是UPS電源可以驅動荷載的具體參數，保證UPS電源放電后電流數值隨負載功率變化而變化。通常情況下，不建議對UPS電源進行滿載運行，因為逆變狀態下UPS的逆變三極管很可能發生擊穿問題，雖然當前的UPS設備已經設計制定了保護功能，但如果發生過載問題還是有可能造成輸出中斷。同時，也不建議UPS長期在輕載狀態下完成運行，因為在此狀態下蓄電池始終處于小電流放電狀態，問題發生后很可能引發深度放電，甚至直接影響設備使用壽命。通常，在線式UPS電源驅動的額定功率處于70%左右即可。感性負載中會發生瞬間放大電流的情況，所以很可能引發過載情況，為避免對電路正常運行造成影響，也不建議對UPS電源進行感性負載[7]。

4.3 防感應雷擊UPS電源

在運行時間不斷增加的情況下，UPS電源放電速度明顯提升，剩余電量的下降速度較快，所以在放電維護期間工作人員要加強對剩余電量的密切關注，避免因為電量不足引發設備故障進而造成停播問題。如果放電后UPS電源電量已經小于正常值的三分之一，就要及時進行外電恢復操作，并繼續進行充電操作。

4.4 對UPS電源的規范操作與管理

在應用UPS電源的過程中，工作人員需要嚴格按照說明書上的注意事項操作，主要內容包含4點：其一，UPS電源不能對感性負載設備如空調、風扇等提供供電支持[8]；其二，UPS電源要由專業技術人員按照流程進行操作，并且在操作期間不能進行自行修改和調整；其三，在對UPS電源進行開關操作的過程中，要嚴格按照說明書要求操作，通常情況下，工作人員需要按照負載功率大小逐漸遞進，且關機期間也要按照相反順序進行操作；其四，在UPS電源運行和操作期間避免出現頻繁開關電源的情況，因為關閉后即刻重啟很可能引發電源損壞，所以在關閉電源后要間隔10秒后再重新啟動。

5 性能優化與維護方案

5.1 電源容量優化對策

為確保電源在運行中保持正常工作狀態，工作人員需要加強對UPS電源容量配置的調整和優化。在對UPS電源容量進行配置的過程中，應該加強對UPS電源正常負載水平的關注，嚴格按照負載要求進行功率調整。前文已經提出，負載量不合理很可能引發蓄電池故障，影響設備的正常運行和使用壽命。所以，在選擇蓄電池容量時要采用最大電流法進行操作。電源蓄電池在機房溫濕度影響下會發生較大變化，所以要按照電源工作設備功率和使用頻次不斷調整蓄電池最高供電量。同時要明確電池標準容量，只有這樣才能按照功能要求選擇合理的電池型號和參數配置要求。

5.2 電源供電優化對策

除要關注電池容量外，還要加強對機房電源供電的優化。針對不同機房的特點，工作人員要根據實際情況選擇并聯或串聯供電方式，目前最常見的供電方案為串聯供電[9]。

5.3 UPS電源配電設備管理和維護

對UPS電源配電設備管理工作而言，需要加強配電設備的安全防范管理，通過計算精準調整配電柜零地電壓指標，始終將其控制在1 V范圍內，如果運行期間超過該范圍，很可能導致配電設備整體效率下降，甚至引發不同程度的電源設備故障問題。若已經出現管理和維護故障，要及時進行針對性維修，避免出現接口位置損壞的情況[10]。另外，合格的電源配電設備的使用年限為8年左右，一旦超出正常使用年限，工作人員就需要及時對設備進行綜合測評分析，對于不合格設備要及時更換。

5.4 UPS電源蓄電池管理和維護

對UPS電源蓄電池管理和維護工作而言，需要嚴格按照蓄電池廠家的充電參數標準和要求進行調整，避免發生懸浮充電問題。因為長期處于懸浮電壓狀態，電壓值將明顯低于正常標準，會導致UPS電源蓄電池的充電狀態不穩定，加重電極硫酸鹽化情況，不利于廣播電視機房工作的順利開展[11]。在蓄電池長期閑置狀態下，工作人員需要定期進行蓄電池放電操作，比如，每隔3個月進行一次放電操作，為蓄電池使用效率提供保障，以使蓄電池始終處于最優工作狀態。此外，在蓄電池放電期間，還要加強對蓄電池波動功率的管控，避免運行期間出現深度放電的情況。通常情況下，蓄電池使用年限為6年，如果超過正常使用年限同樣需要對其進行更換。

6 結語

影響廣播電視節目順利播出的原因很多，工作中供配電系統運行不穩定引發播出事故是其中之一。為確保廣播電視節目順利播出，工作人員就需要加強對供配電系統可靠性和連續性的關注。在廣播電視播出機房系統中有效應用UPS電源，不僅能改善播出系統的供電質量，還能防止出現因為市電問題引發的電視播出事故，對提升廣播電視播出系統安全性和可靠性有著積極作用。因此，相關工作人員需要對廣播電視播出機房UPS電源設備進行全面維護管理，以有效預防電壓失穩或環境變化因素造成的負面影響，保證廣播電視節目安全播出。