摘要:UPS電源在電視機房有著廣泛的應用,本文主要介紹UPS電源的設計和維護。
關鍵詞:電視機房;UPS;設計;維護
隨著科技的進步,電視事業的快速發展,對電視供電系統的安全性、可靠性提出了更高的要求。而市電網中普遍存在著意外斷電、過壓、欠壓、浪湧、頻率的波動等,這些都會對電視臺節目製作、播出、傳輸產生嚴重的影響。因此在電視機房配備UPS即不間斷電源顯得極為重要。
一、UPS電源系統的設計
1、 UPS電源的分類
UPS(Uninterruptible Power System)是一種含有儲能裝置,它主要由整流器、逆變器和蓄電池等組成,按其工作方式一般可分為三類:後備式、線上式和線上互動式。UPS電源具有良好的穩壓功能,當市電電網瞬間斷電或停電時,UPS電源能自動將蓄電池儲存的直流電逆變為交流電繼續向負載供電。
後備式UPS電源在市電正常供電時,市電通過交流旁路通道直接向負載供電,此時主機上的逆變器不工作,只是在市電停電時,才由蓄電池供電,經逆變器驅動負載。它的特點是結構簡單,成本較低,轉換時間較長。
線上式UPS電源在市電正常時,它首先將交流變成直流電,然後進行脈寬調製、濾波,再將直流電重新變成交流電源向負載供電,並同時給蓄電池充電;一旦市電中斷,立即改為蓄電池逆變器對負載供電,保證負載連續不斷地穩定工作,因此,線上式UPS電源輸出的是與市電網完全隔離的純淨的正弦波電源,大大改善了供電的質量,保護了負載安全、有效的工作。
線上互動式UPS電源是一種介於後備式和線上式之間工作方式的UPS電源。當市電在規定電壓範圍內時,不作調節直接輸出到用電裝置,如同一臺後備式UPS;當市電高於或低於正常範圍時,啟動升壓或降壓功能,並且不使用蓄電池供電,直到市電過低、過高而不可調或市電停電時,才使用蓄電池供電。
2、UPS電源容量(功率)的選擇
各種品牌的電源一般都是以視在功率為其額定容量,單位是VA(伏安)。而電視機房裝置的總功率一般是以有功功率標註,其單位是W(瓦)。因此,在計算時要把UPS電源標註容量換成有功功率(有功功率=視在功率×功率因數)。UPS電源輸出功率因數一般為0.8。UPS電源容量要根據裝置負載情況確定,合理的UPS電源負載應當是其額定功率的25%～80%。有時,為給將來擴容留有餘地,選用容量大一點的UPS電源,但當前負載是不應小於額定有功功率的25%,如果負載太小,電池不能充分放電,對電池的維護不利。
3、UPS電源蓄電池容量的配置
蓄電池容量選擇要根據蓄電池實際放電電流和所要求的備用時間來決定。選擇蓄電池的容量,先計算出要求放電電流的電流值,然後根據蓄電池生產廠家提供的放電特性曲線和使用者要求的備用時間進行選擇。
蓄電池最大放電電流值按下式計算:
Imax=P×cosα/(η×N×E)。
式中,Imax——蓄電池最大放電電流值;
P——UPS額定輸出功率;
cosα——UPS負載功率因數;
η——UPS逆變器效率;
N——蓄電池組的12V單體蓄電池個數;
E——放電時單體蓄電池的臨界放電電壓(12V蓄電池的臨界放電電壓取10V)。
放電電流計算。由於在放電過程中,蓄電池的放電電流是變化的,蓄電池剛放電時的電流值明顯小於Imax,根據蓄電池的放電狀態,一般取0.75作為校正因數。蓄電池實際所需的放電電流I=0.75Imax。
蓄電池容量計算。計算出蓄電池實際所需的放電電流值後,再根據所要求的備用時間按照蓄電池生產廠家所提供的蓄電池放電特性曲線找出要求蓄電池提供放電速率,按下式計算出要求配置的蓄電池容量:C(AH)=蓄電池實際所需放電電流(A)/蓄電池放電速率(I/H)。計算出蓄電池的容量後,再根據電源的直流電壓確定蓄電池的型號和連線方式,最後確定電池的個數和電池櫃的尺寸及數量。
4、配線選擇