有線電視前端UPS電源設計與維護分析

　　近幾年，有線電視事業在我國得到了飛速發展，為觀眾提供豐富多彩的電視節目，豐富了我們的文化生活，特別是有線電視網新近開發的多功能增值業務、數據業務，更為我國信息化建設注入了新的活力，因此，要確保有線電視網的安全運營和優質播出是至關重要的。有線電視前端是該系統的心臟，為了保證系統心臟工作穩定，前端必需使用UPS不間斷電源。UPS電源可以解決電源斷電、電壓下陷、電源浪涌、減幅振蕩、電源干擾、電源突波、電源波動、交換瞬變及諧波失真等由市電電源質量差對前端設備造成的危害。本文就如何設計和維護UPS電源談一下自己的經驗與體會。

　　一、如何設計UPS電源系統

　　1、UPS不間端電源的工作原理

　　UPS(uninterrupted power supply)電源包括兩部分主機和蓄電池，按工作方式可分為后備式和在線式兩種。后備式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。因此它對市電品質基本沒有改變。

　　而在線式UPS電源卻有所不同，在市電正常時，它首先將交流變成直流電，然后進行脈寬調制、濾波，再將直流電重新變成交流電源向負載供電;一旦市電中斷，立即改為蓄電池逆變器對負載供電;因此,在線式UPS電源輸出的是與市電網完全隔離的純凈的正弦波電源，大大改善了供電的品質，保護了負載安全、有效的工作。在線式UPS電源工作原理如圖：

　　2、UPS額定輸出容量的選擇

　　首先計算前端的負載功率，為確保UPS的系統高效率和盡可能地延長UPS的使用壽命，一般負載功率應滿足UPS額定功率的60-70%。例如我們前端，需要不間斷供電的設備有衛星接收機、調制器、混合器、光發光收電腦及網絡交換等，統計總功率為4500VA，因此我們選擇4500÷75%≈6428VA，所以就選擇了6500W的在線式主機。

　　3、計算蓄電池的工作時間

　　蓄電池的基本參數：電壓(2V、6V、12V等)、容量(65AH、100AH等)

　　在實踐過程中，我們總結出下面的公式，可以計算出蓄電池的工作時間：

　　蓄電池組容量×電壓/主機額定功率×0.75(功率因數)= 滿載時蓄電池工作時間

　　例如我們的UPS系統，主機額定工作功率6500W，3個電池柜共30塊鉛酸蓄電池，每塊電壓12V，容量100AH。

　　所以電池組電壓=12V×10=120V

　　電池組容量=100AH×3=300AH

　　該系統滿載時蓄電池工作時間為：300AH×120V/6500W×0.75= 7.4小時

　　說明該系統在斷電時蓄電池至少可以工作7.4小時。

　　以實際負載功率計算：

　　300AH×120V/4500W = 8小時

　　我們的前端UPS系統在斷電時，最多堅持8個小時，此結果經過我們多次放電實驗，證明是正確的.上述公式如果反推，根據當地實際情況，確定蓄電池所需要的工作時間，就可以決定所需的蓄電池容量和電壓。

　　4、配線選擇

　　合理選擇配線是很重要的，線徑太細，電流太大，容易發熱而引起火災;線徑太粗，則造成浪費。根據金屬導線的電氣特性，一般多股銅芯線容量為6A/mm ,鋁線容量為4A/mm ，確定主機功率后，可以參考下表選擇配線和空氣開關。

　　5、選擇品牌

　　在購買UPS電源時，應主要考慮下列因素：輸入電壓范圍、輸出電壓范圍、輸出頻率范圍、旁路逆變零切換以及抗突波、干擾、諧波失真的能力，另外，售后服務也很重要。大量實踐證明，如果UPS輸出端的零線對地線的"干擾"電位過高，會導致計算網絡的數據通訊的誤碼率增高，如果使用高頻機型，由于高頻輻射，它會對計算機網絡造成影響，因此選型時應考慮這些問題。

　　同時，在使用UPS作為您電源保護神的同時也要注意平時的維護與設計，并選擇適合自己的UPS電源，這樣才能有利于維護您的設備，使其壽命更長久。