為了有效地改善電視播控機(jī)房供電質(zhì)量,杜絕交流供電停電事故,提高數(shù)字化播控系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性,確保4套自辦電視節(jié)目能夠安全優(yōu)質(zhì)地播出和傳輸,我臺(tái)電視播控機(jī)房設(shè)計(jì)、構(gòu)建了科學(xué)合理的以主備兩臺(tái)40KVA在線式UPS為核心的交流供電系統(tǒng)。
1.UPS的工作環(huán)境保證
UPS 主機(jī)和蓄電池的工作環(huán)境應(yīng)該避免陽(yáng)光直射,并遠(yuǎn)離其他輻射熱源,工作環(huán)境應(yīng)該保持清潔、陰涼、干燥、通風(fēng),避免有害灰塵。為了保護(hù)UPS設(shè)備安全、保證工作人員人身安全,對(duì)UPS的機(jī)柜必須進(jìn)行安全可靠的接地。UPS主機(jī)對(duì)環(huán)境溫度要求不算太高,可以工作在0℃-30℃范圍,但UPS蓄電池對(duì)環(huán)境溫度要求較高,UPS蓄電池要求的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度為25℃,最好不要超出15℃-30℃范圍。蓄電池可供使用的容量和使用壽命都與環(huán)境溫度密切相關(guān),如果環(huán)境溫度太低,會(huì)使蓄電池容量下降,環(huán)境溫度每下降1℃,其容量大約下降1%。如果長(zhǎng)期在高溫環(huán)境下使用,環(huán)境溫度每升高10℃,蓄電池使用壽命大約降低一半。
2.UPS的安裝
2.1UPS主機(jī)的安裝
安裝UPS主機(jī)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng):(1)雖然目前大多數(shù)UPS都具有抗*和自動(dòng)穩(wěn)壓功能,但市電電壓的波動(dòng)范圍也應(yīng)盡量符合UPS對(duì)輸入電壓變化范圍的要求。 (2)連接UPS的交流配電柜所使用的開關(guān)不宜選用閘刀開關(guān)或熔斷式熔絲,應(yīng)該采用空氣開關(guān),空氣開關(guān)具有消弧功能,在負(fù)載或UPS短路時(shí)響應(yīng)速度快,并有漏電保護(hù)和過熱保護(hù)等功能??諝忾_關(guān)的容量選用應(yīng)該適中,開關(guān)容量過小會(huì)造成供電中斷,開關(guān)容量過大會(huì)造成在過流或負(fù)載短路時(shí),起不到保護(hù)作用。(3) 應(yīng)按照廠方產(chǎn)品說明書中有關(guān)規(guī)定,保證UPS所接的相線、中性線、地線符合要求,不能隨意改變其相互間的順序。(4)外接蓄電池組到UPS主機(jī)的距離應(yīng)適當(dāng),導(dǎo)線的橫截面積應(yīng)盡量大,以減小線路電能損耗。
2.2UPS蓄電池的安裝
安裝UPS蓄電池時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng):(1)蓄電池安裝前應(yīng)注意檢查蓄電池的外殼,確認(rèn)是否有物理?yè)p壞,以便進(jìn)一步確認(rèn)是否會(huì)影響產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量。(2)考慮到蓄電池在充、放電時(shí)都會(huì)產(chǎn)生熱量,蓄電池組中各個(gè)蓄電池之間應(yīng)留有適當(dāng)?shù)陌惭b間距,以便于蓄電池散熱。(3)蓄電池一般應(yīng)在生產(chǎn)后3個(gè)月之內(nèi)投入使用,在安裝蓄電池前,應(yīng)確認(rèn)蓄電池生產(chǎn)與安裝使用之間的時(shí)間間隔,應(yīng)根據(jù)蓄電池的出廠時(shí)間,確定是否需要進(jìn)行充電,并逐個(gè)對(duì)蓄電池做端電壓檢查、容量測(cè)試和內(nèi)阻測(cè)試。(4)不同品牌、不同容量的蓄電池絕對(duì)不能在同一組蓄電池組中組合使用。(5)蓄電池組不能采用新老結(jié)合的組合方式,舊蓄電池組需要更換時(shí),應(yīng)該全部更換成新蓄電池,以免由于新老蓄電池工作狀態(tài)不一致而影響所有蓄電池的效能和使用壽命。(6)蓄電池的極柱在空氣中會(huì)形成一層氧化膜,因此蓄電池在安裝前需要用銅絲刷清刷其極柱表面,以去除極柱表面的氧化層,降低接觸電阻。(7)要使蓄電池與充電裝置正負(fù)極的連接線長(zhǎng)短盡量一致,以在大電流放電時(shí)保持蓄電池組間的工作平衡。(8)蓄電池安裝完畢應(yīng)對(duì)安裝質(zhì)量、容量、內(nèi)阻等進(jìn)行檢測(cè),填寫、整理相關(guān)的技術(shù)資料并存檔,為蓄電池運(yùn)行、維護(hù)和管理工作打下基礎(chǔ)。
3.UPS的使用
正確使用UPS不但可以減少UPS發(fā)生故障的概率,而且能夠有效地延長(zhǎng)UPS使用壽命。
3.1UPS初次使用時(shí)注意事項(xiàng)
UPS在初次使用時(shí),必須先接入交流市電,利用UPS自身的充電電路對(duì)UPS蓄電池進(jìn)行浮充電,浮充電時(shí)間最好在24小時(shí)以上,待蓄電池容量達(dá)到飽和后,方可投入正常使用。
3.2UPS開關(guān)機(jī)注意事項(xiàng)
開關(guān)UPS時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照正確的開機(jī)、關(guān)機(jī)順序進(jìn)行操作,不要頻繁地關(guān)閉和開啟UPS。(1)開機(jī)時(shí)應(yīng)先開UPS市電開關(guān),再開啟UPS本機(jī)前面板開關(guān),稍后讓UPS充分進(jìn)入工作狀態(tài),再開通負(fù)載的電源開關(guān),不能帶載開機(jī)。開機(jī)時(shí)不能將所有負(fù)載同時(shí)開啟,負(fù)載的電源開關(guān)應(yīng)一個(gè)一個(gè)地開啟,先開沖擊電流大的負(fù)載,再開沖擊電流小的負(fù)載。應(yīng)盡量避免突然加載或突然減載,以免造成UPS的輸出電壓波動(dòng)過大。(2)關(guān)機(jī)時(shí),應(yīng)先逐個(gè)關(guān)閉負(fù)載,再關(guān)閉UPS本機(jī)前面板開關(guān),最后關(guān)閉UPS市電開關(guān),不能帶載關(guān)機(jī)。
3.3UPS所帶負(fù)載應(yīng)適當(dāng)
不能超載或長(zhǎng)期滿載使用UPS,在線式UPS的最大負(fù)載量應(yīng)該控制在其標(biāo)稱負(fù)載量的70%-80%,比如40KVA的UPS按80%換算成標(biāo)稱負(fù)載量 32KW之后,再按最大70%-80%的負(fù)載率,應(yīng)按最大22.4KW-25.6KW去配置負(fù)載。當(dāng)UPS處于逆變器供電狀態(tài)時(shí),一般要求UPS的負(fù)載特性為純電阻或純電容性,因?yàn)殡姼行载?fù)載的啟動(dòng)電流會(huì)超過額定電流的3-4倍,會(huì)引起UPS瞬時(shí)超載。
3.4掌握UPS蓄電池運(yùn)行情況
為了使用好UPS的蓄電池,要經(jīng)常巡視、檢查、測(cè)試蓄電池,認(rèn)真做好蓄電池的運(yùn)行記錄,以便隨時(shí)掌握蓄電池運(yùn)行情況。蓄電池的運(yùn)行記錄應(yīng)包括:放電記錄、浮充記錄、均衡充電記錄、環(huán)境溫度記錄、蓄電池出現(xiàn)問題的記錄以及采取的措施記錄等。蓄電池運(yùn)行期間,每半年應(yīng)檢查一次連接導(dǎo)線接頭和螺栓是否松動(dòng)或被腐蝕污染,松動(dòng)的螺栓必須及時(shí)擰緊,腐蝕污染的螺栓或接頭應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清潔處理。為了提高蓄電池有效可供使用的容量、延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命,不能超過蓄電池組的后備時(shí)間延長(zhǎng)供電時(shí)間,以免損壞UPS和蓄電池,并注意蓄電池帶負(fù)載放電后必須及時(shí)進(jìn)行浮充電。
4.UPS的維護(hù)
4.1了解UPS運(yùn)行參數(shù)
為了保證UPS長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,掌握UPS是否正常工作,需要了解UPS運(yùn)行時(shí)諸多參數(shù),包括:輸入電壓,輸出電壓、電流及頻率,輸出視在功率、有功功率及功率因數(shù),負(fù)載率,功率器件溫度,蓄電池放電電流及充電電流,蓄電池容量及供電后備時(shí)間,故障部位及時(shí)間記錄等。
4.2UPS主機(jī)的維護(hù)
UPS在正常使用情況下,UPS主機(jī)的維護(hù)工作量不大,主要是防塵和定期除塵。在除塵清潔的同時(shí),應(yīng)仔細(xì)檢查各個(gè)連接件和接插件有無(wú)松動(dòng)和接觸不牢的情況,還應(yīng)檢查各個(gè)風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)情況,并檢測(cè)、記錄UPS運(yùn)行參數(shù)等。
4.3UPS蓄電池的維護(hù)
實(shí)踐證明,致使UPS蓄電池組使用壽命縮短的因素主要有:(1)蓄電池個(gè)體間質(zhì)量和性能的一致性較差,使蓄電池組整體質(zhì)量和性能難以保證。(2)蓄電池組使用環(huán)境溫度變化太大。(3)蓄電池組經(jīng)常性被深度放電。(4)蓄電池組放電后沒有及時(shí)進(jìn)行充電。據(jù)統(tǒng)計(jì),UPS的故障有50%以上是因?yàn)樾铍姵亟M故障或?qū)π铍姵鼐S護(hù)不當(dāng)造成的。正常使用的UPS,其蓄電池壽命在5年左右。蓄電池的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝決定了蓄電池的固有可靠性,對(duì)蓄電池進(jìn)行有效的維護(hù)是保證蓄電池組安全可靠運(yùn)行和降低UPS總故障率的關(guān)鍵因素。
應(yīng)該制定并認(rèn)真執(zhí)行蓄電池的日常維護(hù)和定期檢查制度,確保日常維護(hù)和定期檢查的周到、細(xì)致和規(guī)范化,保證蓄電池及充電電路處于良好的運(yùn)行狀況,并盡量保證蓄電池使用環(huán)境溫度保持在最佳溫度范圍內(nèi)。
蓄電池的日常維護(hù)項(xiàng)目有:(1)檢測(cè)蓄電池兩端電壓。(2)檢測(cè)蓄電池的環(huán)境溫度。(3)檢查蓄電池外觀是否完好,有無(wú)外殼變形和滲漏。(4)檢查蓄電池極柱處有無(wú)松動(dòng)、腐蝕現(xiàn)象。(5)檢查極柱周圍等處是否有酸霧析出。
蓄電池的定期(如每個(gè)季度)檢查項(xiàng)目有:(1)逐個(gè)檢查蓄電池的清潔度、極柱狀況、外殼損壞或過熱痕跡、連線接頭牢固程度,防止由于蓄電池充放電過程中的溫度變化導(dǎo)致連線接頭處松動(dòng)或接觸電阻過大。(2)檢查蓄電池外殼和極柱溫度。(3)檢查外殼、極柱周圍是否有滲液。(4)測(cè)量蓄電池組和每個(gè)蓄電池單體的浮充電壓。(5)檢查蓄電池組的浮充電流。(6)檢查每個(gè)蓄電池單體的端電壓和內(nèi)阻,若蓄電池單體的端電壓低于其最低臨界電壓或蓄電池單體的內(nèi)阻大于額定值時(shí),應(yīng)及時(shí)對(duì)蓄電池單體進(jìn)行均衡充電,或直接更換整個(gè)蓄電池組。蓄電池端電壓的測(cè)量不能在浮充狀態(tài)下測(cè)量,應(yīng)在放電狀態(tài)下測(cè)量。浮充狀態(tài)下測(cè)量蓄電池端電壓,由于外加電壓的存在,測(cè)量出的蓄電池端電壓不準(zhǔn)確。
應(yīng)盡量避免蓄電池長(zhǎng)期處于浮充狀態(tài)而不放電,適當(dāng)?shù)姆烹娪兄诩せ钚铍姵?。?duì)于市電長(zhǎng)期穩(wěn)定不停電的情況,UPS會(huì)長(zhǎng)期處于浮充狀態(tài)而沒有放電過程,容易造成蓄電池失效報(bào)廢,應(yīng)定期(如每個(gè)季度)人為中斷市電輸入一次,讓UPS帶負(fù)載放電一次,使蓄電池運(yùn)行在放電狀態(tài),用以激活蓄電池,但應(yīng)將蓄電池放電容量控制在額定容量的30%-50%之間,而且要及時(shí)再充電,這樣有利于延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命,也有利于保證蓄電池實(shí)際使用容量接近于蓄電池標(biāo)稱容量。
蓄電池的使用壽命與其被放電的深度和深度放電的頻次密切相關(guān),應(yīng)該避免蓄電池經(jīng)常性被深度放電。蓄電池被深度放電后,再充電至額定容量一般需要12小時(shí)以上,若不及時(shí)長(zhǎng)時(shí)間地充電,將會(huì)降低蓄電池容量,也會(huì)縮短蓄電池使用壽命,所以對(duì)蓄電池進(jìn)行深度放電后,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)充電(48小時(shí)以上),使蓄電池處于容量充足狀態(tài),避免由于蓄電池能量耗竭而引起故障。
從2004年10月開始使用,得益于我們對(duì)UPS及其蓄電池組所做的科學(xué)有效的技術(shù)維護(hù),我臺(tái)電視播控機(jī)房主備兩臺(tái)UPS工作一直穩(wěn)定正常,只是在2010年2月更換了兩組蓄電池和一塊充電電路板。
5.UPS的測(cè)試
測(cè)試UPS的目的主要是鑒定UPS的實(shí)際性能指標(biāo)能否滿足使用要求,UPS的測(cè)試內(nèi)容分為穩(wěn)態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試兩大類。
5.1穩(wěn)態(tài)測(cè)試
穩(wěn)態(tài)測(cè)試是在0%額定負(fù)載(空載)、50%額定負(fù)載(半載)以及100%額定負(fù)載(滿載)條件下,測(cè)試輸入、輸出端的各相電壓、線電壓、空載損耗、功率因數(shù)、輸出電壓波形、失真度及輸出電壓的頻率等參數(shù)。
5.2動(dòng)態(tài)測(cè)試
動(dòng)態(tài)測(cè)試包括:(1)突加或突減負(fù)載測(cè)試:是在負(fù)載突變時(shí),一般選擇負(fù)載由額定負(fù)載的0%到100%和由額定負(fù)載的l00%到0%,測(cè)試UPS輸出電壓波形的變化,以檢驗(yàn)UPS的動(dòng)態(tài)特性和反饋回路。(2)轉(zhuǎn)換特性測(cè)試:測(cè)試由UPS逆變器供電轉(zhuǎn)換到市電供電、或由市電供電轉(zhuǎn)換到UPS逆變器供電時(shí)的轉(zhuǎn)換特性。(3)過載測(cè)試:過載測(cè)試時(shí)必須按照UPS標(biāo)稱性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。
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