电视机房UPS电源的设计与维护
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生产建设SHENG CHAN ＪＩＡＮ ＳＨＥ
摘要：UPS电源在电视机房有着广泛的应
用，本文主要介绍UPS电源的设计和维护。
关键词：电视机房；UPS；设计；维护
随着科技的进步，电视事业的快速发
展，对电视供电系统的安全性、可靠性提出
了更高的要求。而市电网中普遍存在着意外
断电、过压、欠压、浪涌、频率的波动等，
这些都会对电视台节目制作、播出、传输产
生严重的影响。因此在电视机房配备UPS即不
间断电源显得极为重要。
一、UPS电源系统的设计
1、 UPS电源的分类
UPS(Uninterruptible Power System)是
一种含有储能装置，它主要由整流器、逆变
器和蓄电池等组成，按其工作方式一般可分
为三类：后备式、在线式和在线互动式。UPS
电源具有良好的稳压功能，当市电电网瞬间
断电或停电时，UPS电源能自动将蓄电池储存
的直流电逆变为交流电继续向负载供电。
后备式UPS电源在市电正常供电时，市电
通过交流旁路通道直接向负载供电，此时主
机上的逆变器不工作，只是在市电停电时，
才由蓄电池供电，经逆变器驱动负载。它的
特点是结构简单，成本较低，转换时间较
长。
在线式UPS电源在市电正常时，它首先
将交流变成直流电，然后进行脉宽调制、滤
波，再将直流电重新变成交流电源向负载供
电，并同时给蓄电池充电；一旦市电中断，
立即改为蓄电池逆变器对负载供电，保证负
载连续不断地稳定工作，因此,在线式UPS电
源输出的是与市电网完全隔离的纯净的正弦
波电源，大大改善了供电的质量，保护了负
载安全、有效的工作。
在线互动式UPS电源是一种介于后备式和
在线式之间工作方式的UPS电源。当市电在规
定电压范围内时，不作调节直接输出到用电
设备，如同一台后备式UPS；当市电高于或低
于正常范围时，启动升压或降压功能，并且
不使用蓄电池供电，直到市电过低、过高而
不可调或市电停电时，才使用蓄电池供电。
2、UPS电源容量（功率）的选择
各种品牌的UPS电源一般都是以视在功率
为其额定容量，单位是VA（伏安）。而电视
机房设备的总功率一般是以有功功率标注，
其单位是W（瓦）。因此，在计算时要把UPS
电源标注容量换成有功功率（有功功率＝视
在功率×功率因数）。UPS电源输出功率因
数一般为0.8。UPS电源容量要根据设备负载
情况确定，合理的UPS电源负载应当是其额定
功率的25%～80%。有时，为给将来扩容留有
余地，选用容量大一点的UPS电源，但当前负
载是不应小于额定有功功率的25%，如果负载
太小，电池不能充分放电，对电池的维护不
利。
3、UPS电源蓄电池容量的配置
蓄电池容量选择要根据蓄电池实际放
电电流和所要求的备用时间来决定。选择蓄
电池的容量，先计算出要求放电电流的电流
值，然后根据蓄电池生产厂家提供的放电特
性曲线和用户要求的备用时间进行选择。
蓄电池最大放电电流值按下式计算：
Imax＝P×cosα/（η×N×E）。
式中，Imax——蓄电池最大放电电流
值；
P——UPS额定输出功率；
cosα——UPS负载功率因数；
η——UPS逆变器效率；
N——蓄电池组的12V单体蓄电池个数；
E——放电时单体蓄电池的临界放电电压
（12V蓄电池的临界放电电压取10V）。
放电电流计算。由于在放电过程中，蓄
电池的放电电流是变化的，蓄电池刚放电时
的电流值明显小于Imax，根据蓄电池的放电
状态，一般取0.75作为校正因数。蓄电池实
际所需的放电电流I＝0.75Imax。
蓄电池容量计算。计算出蓄电池实际所
需的放电电流值后，再根据所要求的备用时
间按照蓄电池生产厂家所提供的蓄电池放电
特性曲线找出要求蓄电池提供放电速率，按
下式计算出要求配置的蓄电池容量：C（AH）
＝蓄电池实际所需放电电流（A）/蓄电池放
电速率（I/H）。计算出蓄电池的容量后，再
根据电源的直流电压确定蓄电池的型号和连
接方式，最后确定电池的个数和电池柜的尺
寸及数量。
4、配线选择
合理选择配线是很重要的，线径太细，
电流太大，容易发热而引起火灾；线径太
粗，则造成浪费。根据金属导线的电气特
性，一般多股铜芯线容量为6A/mm2,铝线容量
为4A/mm2。
5、选择品牌
在购买UPS电源时，应主要考虑下列因
素：输入电压范围、输出电压范围、输出频
率范围、旁路逆变零切换以及抗突波、干
扰、谐波失真的能力，另外，售后服务也很
重要。大量实践证明，如果UPS电源输出端的
零线对地线的“干扰”电位过高，会导致计
算网络的数据通讯的误码率增高，如果使用
高频机型，由于高频辐射，它会对计算机网
络造成影响，因此选型时应考虑这些问题。
二、UPS电源维护
为提高电视系统的可靠性，除科学设计
和安装UPS电源外，还要做到正确的使用及良
好的维护。
1、浮充电压的设置对电池的寿命具有相
当的影响。人为提高浮充电压对蓄电池有害
无益。实验证明，蓄电池的浮充电压设置偏
高或偏低均会使其寿命显著降低。浮充电压
过高，会引起电池正极腐蚀，电解液中的水
被大量分解为氢和氧溢出，造成容量下降甚
至损坏；浮充电压过低，会使电池充电不足
和电极硫酸盐化。浮充电压应严格按厂家说
明书来设定。定期在线测量各电池端电压，
当各单体电池压差过大时，要进行均充。
2、如果长时间不停电，应每间隔3个
月左右关闭市电，让UPS电池对负载放电一
次，以保证电池的活性。电池如果长期没有
放电，不仅会因硫化而降低容量，还会造成
UPS省池瞬间不能输出足够大的电流使负载掉
电。一般人为放电只需放出电池组额定容量
的30%-50％即可。在放电过程中应避免过大
或极小电流放电，放电电压不得低干蓄电池
的终止电压，避免电池深度放电。
3、UPS电源应安装在清洁、阴凉、
通风、干燥的地方，最好环境温度保持在
20℃～25℃之间。温度过低，蓄电池实际可
释放的容量将大大减少；温度过高，蓄电池
的使用寿命将大大缩短。
三、结束语
总之，伴随着电视事业的不断发展，
UPS电源的使用范围将越来越大，数量越来越
多，UPS电源在各个系统的重要性也是显而易
见的，所以对UPS电源的维护不论是从管理的
角度出发还是维护方式的选择都是十分必要
的。只要对UPS电源进行科学的设计、正确的
使用、认真的维护，才能使其在广播电视领
域发挥其应有的作用。
参考文献
[1]大型UPS系统应用技术要点 《电力自
动化设备》2005年04期
[2]电力电子设备设计和应用手册（第三
版）王兆安 张明勋
电视机房UPS电源的设计与维护
文◎ 张彦平（驻马店电视台 河南驻马店）
电视机房UPS电源的设计与维护.pdf
