广播电视台站如何正确选择UPS

李秋梅 高勇

（1.广西广播电视技术中心南宁分中心；2.贵港广播电视台）

1 引言

广播电视安全播出的要求越来越高，台站供配电对UPS的要求也日益提高。UPS的性能参数是选购时考虑的重点，尤其UPS效率、功率因数、转换时间等参数，决定了对负载的保护能力和对市电的利用率。性能越好，保护能力也越强。因此台站在选购UPS时，应根据负载对电力的要求程度及负载的重要性不同，而选取不同类型的UPS。如何正确地选择UPS，主要从下述几个方面来考量。

2 内容概述

2.1 高性价比

争取做到高“性价比”，即以最低的价格或以同等的价格获得最好的性能。为保证可靠性，就必须要元器件材料、工艺、配置和结构这几方面的性能都要好。在相同标准下，以较低或同等价格选取UPS性能参数相对好的设备。一般来说，在同功率同标准的的UPS产品的比较中，输出电压精度、失真度、频率稳定度、动态响应等参数指标都大同小异，着重比较输入功率因数、效率、输出功率因数、电流峰值系数、过载能力、自动监控功能、电磁兼容的能力等这些重要性能参数，从中选取指标相对高的，就能达到高性价比。

2.2 解决影响对指标正确认定的概念误区

2.2.1 UPS效率高点或低点都问题不大的误区

效率是决定UPS设备可靠性和寿命的主要因素。UPS设备自身损耗的能量高了，自然它的效率就低下，带负载的能力也低。即便元器件再好，但机内温度一直很高，也容易造成半导体器件有效寿命缩短。半导体元器件和电池的技术数据一般都是在25℃的条件下给出的，温升高10℃，器件寿命就会减半。因此，效率高的UPS其自身损耗（发热量）小，温升就低，故障率也低，也就提高了设备的寿命和可靠性。

2.2.2 UPS的输出功率因数在任何情况下都是越高越好的误区

UPS在大多数情况下都是给非线性负载供电，所以它应能给出一定的无功功率。在带线性负载的情况时，又要尽可能给出更大的有功功率。因此，UPS的输出功率因数应是一个范围，而不是一个单值，也不是越高越好。比如具有整流器电源的负载，不但需要有功功率也需要无功功率，往往所需的无功功率比有功功率还要大，所以像输出功率因数为0.8的UPS带非线性负载的能力还不如输出功率因数为0.6的UPS强。目前已有的UPS将输出功率做到0.6～1，这就使UPS具有了很强的带线性负载和非线性负载的能力。

2.2.3 把有功功率和视在功率混为一谈的误区

有功功率是UPS输出后就马上被负载消耗掉的能量，而视在功率则是包括马上被负载消耗掉的能量和储存在负载惯性中未被消耗掉的能量。如果把视在功率当成了有功功率，在选择UPS容量时就会忽略掉视在功率，设备投入运行后就会造成过负荷。

2.2.4 只要是双变换UPS就比在线互动式UPS功能强的误区

双变换UPS通过预先设计具有许多优良指标。在线互动式UPS虽然很多指标不如双变换，但却增加了电磁兼容功能，所以有些无电磁兼容设计的双变换UPS在电磁兼容方面反而不如在线互动式UPS。另一方面，当同是旁路运行时，在线互动式UPS就比传统双变换强得多。

2.2.5 价格高低的UPS都能用的误区

UPS作为正规产品出厂，自然在普通场合就都可以用。所谓“一分钱一分货”，主要还是看用户对要购买的UPS如何定位和应用场合的重要性。质量低的UPS即便当时可以用，但在器件和选材上追求价廉，从长远看可能隐患重重、后患无穷，尤其是在一些重要场合。

2.2.6 不了解电池的性能及其对UPS影响的重要性的误区

电池是UPS的重要支柱，也是UPS系统最薄弱的环节，性能的好坏直接影响系统的可靠性。切莫因电池价格在UPS整机占比大就图便宜而有所忽视，电池寿命及质量与主机同样至关重要。如电池寿命及质量问题造成容量低于规定值时，也并非坏到不能用的程度，虽然UPS照样运行，可故障随时都能发生。因为随着电池进一步地迅速老化，内阻急剧变大或电池连接端子因为腐蚀而造成虚连接，一旦需要放电时，就有可能因电池的突然故障而导致UPS供电崩溃。

2.3 合理选择发电机容量与UPS容量配比

当供电系统中有柴油发电机时，一定要注意油机与其他供电设备的匹配。广播电视台站，尤其是村村通台站都配置了柴油发电机，如果油机的负载设备UPS的输入功率因数低，输入电流成分大，过大的谐波就会影响油机工作的稳定性。在这种情况下，必须增大油机与UPS的容量比。具体配比要视实际选择的UPS类型（双变换UPS、互动UPS或后备UPS）来定。参考柴油发电机与UPS容量的配比见表1：

表1 柴油发电机与UPS容量的配比

总之，在能满足负载常规性能要求和不停电的前提下,UPS的可靠性和输出能力是最重要的性能指标。结合台站实际情况，尤其是村村通高山台站，农网电压不稳定且经常停电须油机供电，同时考虑机房防雷因素，推介选用6脉冲双变换式UPS。双变换UPS原理框图见图1。

市电正常时，交流输入经过交直流变换，转换成直流，一方面给蓄电池充电，另一方面给逆变器供电；逆变器始终处于工作状态，把直流电压通过交直流变换，逆变成交流电压给用电设备供电。

整流器：交流市电输入通过整流器转换为直流电，给电池充电，并通过逆变器给负载供电。

逆变器：该逆变器为直流变换交流单向逆变，当市电正常时，它通过整流器取得功率送到输出端给负载供电；当市电掉电时，由电池通过该逆变器给负载供电。

静态开关：正常状态时逆变侧导通，旁路侧断开。当出现逆变器故障、负载受冲击、故障过载等异常时，逆变器就停止输出，此时静态开关变为逆变侧关闭，旁路侧接通，市电直接向负载供电。

双变换式UPS的性能优缺点如下：①通过采用AC/DC、DC/AC双变换设计来消除市电的电压波动、波形畸变、频率波动及干扰产生的影响，②可以实现对负载的稳频、稳压供电，供电质量优于其他类型；③市电掉电时，输出电压不受任何影响，无转换时间；④电气设计比较完善和成熟，应用也比较广泛；⑤效率同比不占优势；⑥输入因为整流器后直流母线滤波电容的存在，输入电流呈瞬间脉动大电流特征，包含有大量的谐波电流，市电输入时因为电网的输出等效内阻小，谐波电流对输出电压影响不大。若是油机供电时，其内阻增大会造成油机输出谐波电压，要进行谐波治理，如6脉冲整流＋5次谐波滤波器；⑦价格比其他类型UPS高。

3 结束语

广播电视台站如何正确选择UPS没有绝对的模式，应从科学、合理、经济、实用、可靠性多方面考虑。

[1]王其英，刘秀荣 编著.新型不停电电源UPS的管理使用与维护.2005.北京人民邮电出版社.

图1 双变换式UPS原理框图