随着广播事业的发展,各发射台站发射设备和附属设备也随之发展。比如音控系统、天控系统、发射机自动化系统、监控系统、网络通信系统等都融入到广播发射系统当中。为了保证各种系统运行稳定,在各个系统供电部分,都加装了UPS电源。
UPS的中文意思为“不间断电源”,是英语“Uninterruptible Power Supply”的缩写,它可以保障系统在供电中断时继续工作一段时间,使用户不至于因停电影响正常工作或者丢失数据。从基本应用原理上讲,UPS是一种含有储能装置,以逆变器为主要元件,稳压稳频输出的电源保护设备。主要由整流器、蓄电池、逆变器和静态开关等级部分组成。
目前,发射机房在用的UPS,一般为在线式UPS。在线式UPS电源在市电正常供电时,首先将市电交流电源变成直流电源,然后进行脉宽调制、滤波,再将直流电源重新变成交流电源,即它平时是由交流电经整流后又以逆变器方式向负载提供交流电源。一旦市电中断,立即改由蓄电池以逆变器方式对负载提供交流电源。因此,对在线式UPS电源而言,在正常情况下,无论有无市电,它总是由UPS电源的逆变器对负载供电,这样就避免了所有由市电电网电压波动及干扰带来的影响。它可以实现对负载的稳频、稳压供电,且在由市电供电转换到蓄电池供电时,其转换时间为零。
改造前天控自动化系统,采用UPS供电方式原理如图1
机柜进线电压三相380VAC,C对N,单相220V,经空开Q11连接220V电源插座。为UPS供电。UPS输出经空开Q12,为控制系统、PLC及指示灯,提供稳定不间断的电源。
这种供电方式,为天控自动化系统24小时不间断工作,提供了保障。在一定程度上,避免了由于外电不稳和外电闪断,造成的天空系统故障。
目前的供电方式,一旦UPS故障,导致UPS没有输出,引起天控系统失电,最终所有天线开关闭锁接点打开,发射机将全部切断高压。只有紧急短路发射机天线闭锁,才能恢复正常播音。而且,短路闭锁也需要一定时间,必定造成停播事故。
通过以上分析,为了避免由于UPS电源无输出故障造成的停播,对在用的天控自动化系统UPS电源部分线路加以改进是很有必要性的。思路是加装自动切换继电器,确保在UPS无输时,第一时间甩开UPS电源,以进线直接供电。保证天控系统正常运行。同时为了能及时发现UPS电源工作状态,还需加装UPS电源故障报警,时时监测UPS电源工作状态。原理如图2
机柜进线电压三相380VAC,C对N,单相220V。主用通路,220V经空开Q11连接220V电源插座,为UPS供电。UPS输出端接自动切换继电器K1线包(A1、A2),同时经过TB1-1、TB1-2,连接K1常开点NO1(13)、NO2(43),K1常开点NO1(14)、NO2(44)连接空开Q12,为控制系统、PLC及指示灯,提供稳定不间断的电源。旁路通路,也就是紧急切换通路,一端与Q11输出端并联。经K1常闭点NC1(31,32)、NC2(21,22),与K1常开点NO1(14)、NO2(44)并联接入Q12输入端。
当UPS输出正常时,继电器K1线包带电,常闭点NC1(31,32)、NC2(21,22)打开,旁路通路开路。常开点NO1(13,14)、NO2(43,44)闭合,主用通路接通,用电设备由UPS稳压后供电。当UPS自身故障导致无输出时,继电器K1线包失电,常开点NO1(13,14)、NO2(43,44)打开,主用通路开路。常闭点NC1(31,32)、NC2(21,22)闭合,旁路通路接通。此时,220V通过K1常闭点,送至Q12输入端。从而完成了主用通路和旁路通路的快速切换,甩掉故障的UPS电源,为用电设备供电。
为了能够随时监测UPS运行情况和UPS故障。这套系统还加了故障报警。声光报警灯接到控制室,以便故障时及时发现。继电器K1安装附属接点,声光报警灯受K1附属接点常闭接点控制。当UPS输出正常时,K1常闭接点NC61,62打开,声光报警灯灭。当UPS自身故障导致无输出时,接点闭合,声光报警亮,提示UPS故障。
通过对电路的改造,当UPS自身故障而没有输出时,能够迅速被旁路,保持天控自动化系统供电正常。从而,保证天控柜给发射机的闭锁正常,不会因闭锁问题导致掉高压,影响播音。并且加装报警,以便在UPS电源出现故障时,值班员能够第一时间发现并及时处理。
弥补了原来不能实时监测UPS电源工作状态的缺陷。
需特别指出的是,在线路改造的过程中,要确保零线、火线接线正确。旁路后线序一定不能颠倒。否则,会造成短路跳闸。
系统测试:利用停机时间,发射机全部加高压。天控自动化系统主用通路供电,主用通路正常工作。关掉UPS电源,继电器K1失电动作,UPS电源被旁路。电源柜控制电源、PLC及指示灯工作正常。线路切换时,发射机未出现天控闭锁打开而掉高压的现象。UPS电源故障报警灯亮,故障提示正常。打开UPS电源,继电器K1得电,主通路常开点闭合,电源柜控制电源、PLC及指示灯恢复主用通路供电,工作正常。线路恢复时,发射机也未出现天控闭锁打开而掉高压的现象。UPS电源故障报警灯熄灭,故障报警解除。
通过测试,实际情况与理论分析相吻合,验证了这套系统的可行性与安全性。当然,这套系统的实用性还需要通过长时间运行考验。
这套系统用器件少,隐患点少,改造简单。有一定的安全性和实用性。希望这项改进能够在UPS更加安全可靠运行方面,起到一定作用。从而,尽可能的减少因UPS电源问题,造成的停播事故。
摘要：本文介绍了天控自动化系统电源柜UPS的供电原理以及改造后的原理和电路分析。基于目前UPS电源在广播设备供电部分的普遍应用,且发生过几起UPS无输出故障,造成的设备失电。希望这项技改能够在UPS更加安全可靠地运行方面,起到一定作用。同时也给读者一点启发。
关键词：天控自动化系统,UPS电源,技改
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