和安元

（永州市广播电视台，湖南 永州 425000）

0 引 言

随着广播电视事业的发展，地面无线电视、广播覆盖传输得到了快速发展。永州市广播电视台无线数字电视业务在广播电视发展的驱动下稳步发展，并对播出的安全性制定了严格的考核制度。永州市广播电视台包含的调频广播频道、电视频道较多，现有的UPS电源系统不管从系统容量还是电源可靠性方面都需要进行改善。UPS电源系统作为广播电视台传输播出系统的心脏，在整个传输系统中占据着非常重要的地位，一旦信号前段的设备电源不稳定，就会造成信号中断，使整个播出系统发生瘫痪，造成长时间的停播。因此，一套安全、稳定的UPS电源系统必不可少。

1 UPS电源

UPS不间断电源的输出电压稳定在220 V或者380 V，当电压发生变化时，UPS能够为设备继续供电。后备式UPS属于单变换型UPS电源，在电压正常的情况下，逆变器处于非正常工作状态，外电源通过交流旁路线路进行供电。如果外电的电压发生异常，后备式UPS将通过切换开关为蓄电池组供电[1]。当UPS给蓄电池组供电后，蓄电池组正常工作，通过逆变器将电流转换为交流电，为负载进行电源供给。后备式不间断电源的供电质量较差，输出电压会随着电压的变化而发生变化，很难隔离来自外界的电网，且UPS本身存在的干扰不能用于精密设备。在线式不间断电源属于双变型，外电正常蓄电池组进行自动充电，会通过逆变器为设备进行供电，保证机房设备正常工作。在线式不间断电源的逆变器一直处于正常的工作状态，能够消除来自外界的干扰，从而实现高质量的供电。

2 UPS电源系统的设计

2.1 设计要求

发射机房UPS电源系统的设计要符合相关供电系统的设计标准，市电接入电源要按照相关实施细则标准进行设计，采用1路专线的方式，形成独立的低压回路；需要配置1台柴油发动机，也是低压回路，将两个低压回路各配置2台UPS电源机组，保证低压回路的正常用电。为了保证UPS电源的精度，输入电压要选择III类。广播电视传输发射机房采用的播出设备为后备式UPS，后备的工作时间需要持续在1 h以上。

2.2 设计方案

2.2.1 电容量设计

广播电视传输发射机房分成三个部分进行数据的接收和发射，第一部分为微波信号接收设备和FM广播发射设备；第二部分为电视发射设备；第三部分为日常使用设备。其中：第一部分的负载为2kW；第二

部分负载为3kW；第三部分负载为2.5kW。广播电视系统设备的输入功率大约为0.7kW，可以根据每一个负载的额定功率进行累加，从而求出总的功率[2]。有些设备需要启动电流的数值才可以得到额定系数，根据每一部分的负载总量，计算UPS的容量：

式（1）中，Cups为UPS容量（kVA）；Cload为负载容量（kVA），是UPS额定容量的75%。

蓄电池的使用寿命是放电容量的80%，需要换算负载容量的单位，将kW换成kVA。设备在启动过程中会受到冲击电流，系统的负载率大约为75%，当超过75%时将会获得较高的系统效率，因此可采用3路UPS进行供电配置，将几台独立的UPS的额定容量设置为6kVA。UPS放电的能力要达到1 h以上，外部电源中断后，UPS电源要支持机房中的设备工作时间能够持续1 h以上，让UPS输出的三相可以达到负载均衡。当外电中断后，在1 h内需要启动本地柴油发电机，以维持更长的工作时间。

2.2.2 UPS供配电系统设计

图1为永州广播电视阳明山微波传输发射机房供配电系统的工作原理图。第1个独立的低压回路中的市电，需要通过专用的变压器为其输入电源；第2个独立的低压回路是应急柴油发电机，可以为三相电源进行输入电力。通过三相切换开关的电源，将其输入给三相的稳压器，为三相电源提供稳定性高的电压。三相配电机柜负责为三相交流电源分配用电单元，每一组的电源都采用三相四线制进行传送。三相用电单元中，每一组用电单元中都配置了UPS电源[3]，能够起到一定的稳压效果。本文采用3台独立的UPS工作的方式，以防止电源中断，能够在断电的瞬间迅速接入电源继续工作。

图1 永州广播电视阳明山微波传输发射机房供配电系统

每一台UPS稳压电源供应的设备不同，FM发射机柜中包含了微波接收和发射机等设备；电视发射机柜中包含了RF推动设备；日常供配电设备中包含了机房照明和其他温度控制设备。UPS电源能够保证每一组的负载均衡[4]，每一台UPS稳压电源器装置中都包含了一个旁路开关，其作用是当UPS不能正常工作时，可采用人工的方式进行供电。

2.3 接地防雷

接地防雷系统是广播电视中一个较为重要的部分，也是供配电系统的重要组成。如果接地不良或者雷电都会影响发射机房的安全，严重时会发生安全事故。发射机房接地防雷系统需要对设备电源进行接地，并设置防雷接地和两套地网，保证电源的接地电阻和防雷接地电阻≤3 Ω[5]。机房内需要铺设铜条，提供良好的接地条件，机房的UPS输出配电柜中要安装防浪涌的设备，以保护机房中的设备。

3 广播电视传输发射机房UPS的使用和维护

UPS电源需要尽量放在清洁、干燥的地方[6-7]，避免外界灰尘腐蚀UPS内部的线路；同时，避免UPS电源受到强光照射，禁止一切辐射热源，要合理安置UPS电源的位置。环境的温度对UPS电源的影响较大，如果内部环境的温度较高，将损坏电池；如果内部环境的温度过低，会影响电池的使用寿命。内部环境的温度最好保持在25 ℃左右，这样的环境温度对机械设备没有较大影响。充放电电源的UPS电源电流与电池的容量有很大关联，如果放电电流过大，将会影响电池的使用寿命。正常情况下，UPS电源在运行过程中能够符合要求，但也要防止意外的发生，比如电池突然发生短路，会造成电源中断。UPS电池是一种备用状态，设备在正常的情况下是充电状态，只有发生停电时才会发生放电。如果充电的电压过高，会发生电池充电不足的情况。放电深度会对UPS电源的使用寿命造成一定影响，如果放电的深度较深，则循环使用的次数就会逐渐降低，使用UPS电源时要避免发生深度放电的情况[8]。虽然UPS电源有低电位的保护功能，当放电电池为10.5 V时，UPS电源会自动关机。但如果UPS处于轻负载的状态下，会造成电池深度放电。

4 结 论

为广播电视传输发射机房设置一个合理的UPS供电系统，能够有效改善广播电视传输发射机房的供电效果和供电质量，有效解决因市电发生停电而造成停播事故，避免计算机存储的数据大量丢失。正确选择广播电视传输发射机房中的UPS电源，能够极大提高广播电视传输发射信号传输的安全性。