高山台站发射机房UPS的应用浅谈
【摘要】广播电视高山台站因特有的自然条件，交通不便、多雨雾、潮湿、多雷、多虫等特点，针对UPS在高山台站的应用，除了常规的使用规范外再围绕这些方面开展工作。
【关键词】UPS;高山;发射机房
UPS（Uninterruptible Power System/Supply）即不间断电源，是由主机和蓄电池（多为免维护铅酸电池组）两部分组成，通过主机逆变器等模块电路进行交直流的转换提供不间断稳定电源的系统设备。正常情况下供电模式为市电220v/380v→UPS→220v/380v， 突发停电时，UPS电源可瞬间切换为电池供电，输出220V/380V交流电，维持设备的正常运行。UPS最早用于计算机服务器，后来广泛应用各类重要场所。
笔者结合本单位发射中心谈谈UPS应用的注意事项。作为广电工作者都清楚安全播出的重要性，所有前期投入的大量采编制作都最终通过播出来完美呈现，从政治性、时效性、价值性各方面来说安全播出都是广播电视的生命。高山发射台站因地理位置的原因受天气、雷电的影响，供电容易出现断电、电压不稳、雷击、浪涌、频率震荡、脉冲干扰，就河池市广播电视台发射中心而言，承担广播电视节目的无线发射任务。这些发射设备大多采用CMOS集成电路和大功率模块，它们普遍对电网电压的质量要求较高，对浪涌电压承受能力较弱， UPS 通常对电压过高或电压过低都能提供保护， 作为安全播出重要组成部分的安全供电，就显得格外重要，因此选择应用一款安全稳定的UPS是安全供电的重点。
一、选型
（一）计算负载确定主机容量
计算总负载功率。一般要考虑冗余和冲击，要求UPS输出不低于最大负载的1.2倍。一般UPS输出功率因数有0.7、0.8、0.9，这是因产商品牌型号的不同而有别，容量标号为KVA。总输出功率乘以功率因数，就是UPS实际输出功率。例如我们的最大总功率为12KW，选择一台功率因数0.8的主机，那就是
12KW（最大使用功率）÷0.8（功率因数）=15KW（UPS实际输出功率）
15KW×1.2=18KW
因此我们选择20KVA容量的主机。
（二）供电时长及电池容量
UPS电源供电续航时间依自身需求而定，如果是有人值守的岗位，多数以4小时为主，因为一般情况下，这时间已经可以抢修解决外部停电故障，恢复正常供电，如果是无人值守就要相应延长时间。常规12V蓄电池规格有：4AH，24AH，38AH，65AH，100AH，串联后的容量等于一只电池的容量，但是电压升高了。以我们的380V正常负载9KW为例，要求续航4小时，蓄电池组总容量为：
（实际输出功率/ 电池电压）X延时时间=蓄电池组总容量（AH）
（9000W / 380V）X 4H = 94.7AH（蓄电池组总容量），电压为380V，380（所需电压）÷12（电池电压）=32（电池数量），因此我们选择了32只12V100AH的免维护铅酸电池。如果需要更长的续航时可采用两个并联电池组。
主机和电池可以分开配，电池品牌可以自己选择， 12V固定只数为一组，根据后备时间要求，购买相应容量和数量的电池就即可。
二、安装
（一）确定安装位置，要预留足够的空间，以便设备的安装施工和今后的维护。
（1）由于UPS主机中的整流器、逆变器和静止开关中的可控硅及硅整流元件发热量较大，因此主机与墙体或其他机柜距离≧25CM、后部≧30CM、前部≧90CM。
（2）电池柜与主机距离最小不得小于25CM，最远不超2M，保证至少有两面足够的空间，方便组装电池及今后的检查维护。
（3）由于主机和电池机柜重量大，要考虑安装位置的承重问题。如果是硬地板，可直接摆放安装。如果是隔层防静电地板，那就需要安装基础槽钢，保证基础槽钢水平牢固，安装孔位准确。特别值得注意的是，由于高山台站都是雷电高发区，所以接地一定要良好。
（二）机柜就位固定
（1）采用吊装或平运的方式将主机移至安装位置（我们是人工搬运），按孔位固定好。隔层防静电地板的，应在搬运机柜行经上铺大块木板，防止地板塌陷。在搬运过程中防止倾倒碰伤，虽然这些都是厂家负责，但作为使用方最好全程跟踪。
（2）电池柜的安装相对简单，就地组装，同样有基础槽钢的固定好，电池架连接牢固。
1.电池装配
安装前检查电池外观无损伤，点验配件，阅读说明书，并保存好合格证及说明书。电池是摆放在电池架上的，电池的垂直方向要保持10CM至15CM距的距离，以便通风及散热。
2.电池安装从底层开始，逐层往上进行。每层安装好后连接电池，用绝缘扳手扭紧连线。各层安装好后再进行各层的连接，这里就要特别注意了，因为串联起来的电压已经非常高了，最终达到380V以上，因此一定要做好绝缘保护，小心操作。
（三）线缆铺设及连接
以主机为中心，线缆分为市电输入、电池输入、输出部分，必须强调的是三相接线的相序一定要对应。一般机房供电都是备有多路切换，UPS只是其中一路，如果相序不对将出现严重短路。
（1）UPS进出线都支持下进出线方式，部分UPS兼容多种进出线方式可以通过地槽铺设电缆，或采用桥架电缆铺设方法，部分﹑类型UPS采用上进线方式时需配置上进线柜。
（2）对于接插件及连接螺丝，特别是信号线的连接螺丝，一定要紧固好，如果发生松动，就会造成接觸不良，降低UPS不间断电源装置运行的可靠性，造成无规则的间隙性故障。
（3）布线时，要考虑到强电和弱电之间的影响，还要考虑到电源线和控制信号线之间的影响，应将它们分开。对整流器和逆变器的触发控制电路要加以屏蔽，以消除或减小外面磁场和电场对它们的影响。对重要的控制信号线应采用屏蔽线制作。
（4）UPS为了消除共模干扰，零、火线对地之间都加了滤波电容，零、火对地都有电流，可能造成零、火线上电流不等，从而使带漏电的断路器跳闸。所以UPS前级及负载回路不能装带漏电保护的断路器，以免造成UPS及其负载意外掉电。
（5）大多数UPS的输入零线与输出零线是隔离的或者是经过扼流圈的，所以在做UPS配电时不能把UPS输出（即负载）的零线接到输入配电的零线母排上。用户可将UPS输出（负载）零线接到单独一条零线排上。有些UPS内部输入零线与输出零线直通，就可以把输入零线与输出（负载）零线接到同一母排上。
（6）在为UPS选配输入断路器时，要求断路器标称的额定电压要符合UPS的额定输入输出电压，高山台站发射机机房额定电压基本都是AC380V的断路器。要注意断路器的额定分断能力ICU要符合UPS厂家的要求，一般小型UPS为10KA或6KA，大中型UPS都要求在30KA以上。UPS输入断路器是专为单独控制UPS输入电源的通断的，所以UPS输入断路器的下口不要再接其它的用电设备，以免影响UPS输入电的正常通断。
补充说明一点，有些要求在断电电后，要靠UPS长时间供电，因此外接电池容量大。为保证这部分外接电池能有足够的充电电流，厂家会给UPS另外配一只外接长延时电池充电器，此充电器的交流输入电源要与UPS的输入电源同时通断，因此这种充电器的交流输入电是要与UPS的输入电接在同一断路器的下口的。
（7）连接电池线缆，各电缆头线耳要有液压钳压实，多股电缆用开放环抱线耳的，有条件可融锡。
（8）输出接线要用相应容量线径的铜缆，线耳压实。特别强调一点，220V的输出连接，一定要注意所娶相序，要和外部220V所取相一致。如果不一致，在接入外部切换电路时，将会是380V电压。
安装时各电缆连接螺栓要依力矩拧紧，以免发热松动。布局合理，方便今后维护。UPS安装接线完成之后，确认接线正确，厂家会提供工程验证码，开机运行，同时锁定相序。
三、运行维护
对于大部分高山台站UPS的应用，重点还是日常的维护。
以本单位为例：发射中心位于河池市金城江区乾独山，海拔高度607米，乾独山是所在区域最高山。周边是连续山丘环绕，整个城区也环绕其中，因此发射中心选择在这，符合电视广播发射所需的覆盖区域广，信号衰减小的条件，但也具备了南方高山台站气候多变，多雨雾潮湿的特点。由于地势高，往往会阻挡住气流，使云层聚集，也使得雷电聚集在这区域。我们中心是有人值守岗位，值班人员在山上吃住，因此老鼠也较多，也使得蛇喜欢常驻。就这些情况UPS的维护有以下注意事项：
（一）日常维护
（1）放置UPS的区域必须通风良好，温度22至28度为宜。由于高山雾气重，有时湿度很大，就要启用除湿装置除湿，特别是三月至五月分。
（2）各电缆、馈管入机房处要做好堵漏，防雨、防鼠、防虫蛇。可先用小沙袋堵中间，最好覆盖一层铁丝网，再加填胶泥或泡沫剂封堵，即可牢固防护又可方便今后加装管线。
（3）保持机房内环境清洁，防止浮尘。
（4）UPS主机应保持前面板下面端进风孔﹨后盖板风扇出风孔和箱体侧面进风风孔通畅。
（5）条件允许可例行巡检，并记录UPS运行状态，查看信息，也可连接PC进行监看。
（二）定期维护
（1）半年进行一次防雷接地的检测。
（2）每季度对电网进行检测，变化幅度在±15%以内，保证UPS正常运行。
（3）每三月清理一次防尘网，如有破损应更换。在每年拆机检查时对散热器、主板进行吹气除尘。
（4）每三个月定期对电池进行检查，观察是否有变形膨胀、漏液，接线柱氧化情况。同时进行放电，放电时间按电池的配比时间的30%---50%来计算。
（5）每年进行电池检测（测量电池的电压和内阻）。
一般UPS厂家会向用户提供完整、详细的UPS安装要求和注意事项，只有符合这个要求，才能保证UPS供电系统正常工作。
四、结束语
高山台站发射机房UPS的應用，从选型安装到运行维护都应按标准规范，依据自身情况进行实施，重点在防雷和运行维护。电池的使用年限一般为3到5年，如果环境优越，维护得当电池寿命可达7、8年，主机年限更长。稳定可靠的UPS可为广播电视的安全播出保驾护航。