UPS電源在有線電視系統中的應用

 一、UPS在有線電視系統中的應用 

    由于現有電力易產生諸如斷電、電壓波動、突波、雜波干擾、頻率偏移及閃跳等現象，另外，意外的自然災害或人為事故如地震、雷擊、輸變電系統斷路或短路等，這些來自電源的故障，將會對有線電視系統造成諸多不良影響，甚至將直接導致有線電視系統服務中斷。因此不間斷電源系統越來越多地應用到CATV前端機房、千線供電系統等地方。

1．前端機房配置UPS
    前端機房是有線電視系統的心勝，為了保證其工作穩定，一般選擇三相輸人單相輸出型。額定功率一般為l OkVA的在線式UPS，它采用近年來推出的新翼器件IGBT模塊等，其外接蓄電池組可以按需自主增減，為UPS的長延時奠定了硬件基礎。這種UPS的顯示電路可以準確反映設備的運行狀態及相關數據，同時具有強大自診斷功能，能為衛星接收機組、調制器組、光發射機組、網絡交換器等前端設備提供不間斷的、高純凈度的電源。我縣前端機房霍沒有接UPS前，每當電視臺處跳閘停電時，干線放大器的供電器電源及前端信號便中斷。即使市縣光纜傳送的幾套節目有附帶蓄電池的保障，也因為機房內調制器等設備斷電導致節目中斷，未停電區域的CATV用戶還是收不到有線電視節目，用戶非常不滿。自從前端機房配置UPS后，即使電視臺處停電，有線電視節目仍能正常傳送，由此提高了用戶對電視臺的滿意度。
    在一些開展了多功能交互業務的城市，對前端機房的電源系統的可靠性要求更高，一般可以采用熱備份連接（圖1)或UPS并聯冗余連接（圖2)。并聯連接的UPS系統不但提高了可靠性，而且也提高了帶載能力。

    2.野外有線電視不間斷電源《Cable UPS)有線網絡中不少有源設備地處野外，電網電壓的波動及日夜溫差較大，易使供電器、光接收機、放大器等設備損壞，從而造成網絡中斷及設備維修費用的增加。據統計，造成CATV設備損壞的原因中有45%0左右歸罪于電源故障的發生。因此，為這些設備提供高質量、不間斷的電源尤為重要。近年來野外不間斷電源逐步得到了廣泛的應用。這種被稱為有線電視不間斷電源(Cable UPS)的最大特點是耐高溫、潮濕、寒冷、風沙等各種不同的惡劣環境，因此Cable UPS成為保證信號不中斷的必要設施。Cable UPS與傳統UPS最大的區別就在于選用了膠體電池作為后備能源，無需作定期充放電維護。

二、UPS的科學使用

1.UPS額定輸出容量的選擇

    在確定UPS的額定輸出容量前，先要計算出負載的總容量。有線電視系統一般選擇在線式UPS，其最佳帶載量應控制為其額定容量的60%-70%之間。例如我縣前端機房需要不間斷供電的設備有衛星接收機組、調制器組、光發射機組、集中供電器、網絡交換器等，經計算總功率為5500VA，則5500VA- 70%a“7857VAo考慮網絡升級，需有一定的擴充余地，于是我們按主機功率為lOkVA，即選擇一部IOkVA的UPS，它的最佳負載量是6kVA -7kVA（不宜滿載也不宜過度輕載）。確定主機功率后，還要合理選擇輸人、輸出配線及空氣開關。

2.蓄電池的工作時間計算
    可以按下面的公術來確定蓄電池的工作時間：滿載時蓄電他的工作時間＝（蓄電池組容量x電壓）l（主機功率x0.7 )，其中0.7為功率因子。如我縣前端機房的UPS系統：主機額定功率為IOkVA、兩組電池（每組20節，電壓為12V/節、容量為100 Ah）并聯使用。即電池組電壓為12Vx20=240 V，電池組容量為100Ahx2=200 Ah。算出該系統在斷電時，蓄電池的工作時間為：（200A-1ix240V）／（lOkVAx0.7）6.86小時，這是按系統滿載時算的。而按實際負載計算：（200 Ah x240V)/5500VA } 8.73小時，即UPS系統在斷電時最多能堅持8.73小時。

3.其他注意事項
1)要選用過載能力強的UPS.過載能力越強，在啟動非線性負載時就越不容易轉旁路，對負載的保護就越可靠。即當輸出端有一般性的過載或啟動浪涌電流沖擊時，能依靠逆變器本身的過載能力來承擔短時間的過載電流，提高UPS的可靠性。
2)為了保證蓄電池能得到高效、充分利用，應選用具有恒流充電特性的充電器。
3)由于感性負載（如電視屏幕墻等）瞬間啟動電流大，盡量不要接到UPS上。停電時應盡量只保留必要的關鍵設備，因為電池供電時間的長短是與負載量的大小密切相關的。

三、UPS的日常維護

    為提高有線電視系統的可靠性，除應正確選用UPS外，還要認真做好日常維護工作。技術的成熟使UPS電氣部分的維護量極小，主要是蓄電池的維護。電池是 UPS的重要支柱，也是UPS系統中較為薄弱的環節，在UPS的故障中有很大比例是由于電池問題引起的。電池性能的好壞將直接影響到UPS系統的可靠性。盡管使用的是免維護電池，但一定的維護是相當必要的。‘日常工作中除每日記錄UPS及充電器面板上的數據，還應注意以下幾點：
1.浮充電壓的設置對電池的壽命具有相當的影響。人為提高浮充電壓對蓄電池有害無益。實驗證明，蓄電池的浮充電壓設置偏高或偏低均會使其壽命顯著降低。浮充電壓過高，會引起電池正極腐蝕，電解液中的水被大量分解為氫和氧溢出，造成容量下降甚至損壞；浮充電壓過低，會使電池充電不足和電極硫酸鹽化。浮充電壓應嚴格按廠家說明書來設定。定期在線測量各電池端電壓，當各單體電池壓差過大時，要進行均充。
2.如果長時間不停電，應每間隔3個月左右關閉市電，讓UPS電池對負載放電一次，以保證電池的活性。電池如果長期沒有放電，不僅會因硫化而降低容量，還會造成UPS省池瞬間不能輸出足夠大的電流使負載掉電。一般人為放電只需放出電池組額定容量的30%-50％即可。在放電過程中應避免過大或極小電流放電，放電電壓不得低干蓄電池的終止電壓，避免電池深度放電。以實際負載計算則人為放電時間應控制為：（30%-50％）x電池組額定容量：實際負載量。放電期間要做好測試記錄，供日后比對。
3.蓄電池的壽命與日常維護及正確使用有相當大的關系，如我縣與鄰縣同時開通市縣光纜節目，所配置的蓄電池也一樣。鄰縣不管停電時間長短均任其放電，導致蓄電池在短時間即徹底損壞。我縣機房對溫度、濕度嚴格控制，加之技術人員盡心維護，直到現在蓄電池仍運行良好。有一次由于停電時間長，一時疏忽造成蓄電池放電過度，致使復電后蓄電池充不進電現象。技術人員慎重地將充電電壓慢慢提高著充，一段時間后充電電流終于逐漸上升，這時才將電壓調至正常值繼續充，直到充滿。