UPS电源在有线电视系统中的应用技术

一、UPS在有线电视系统中的应用

由于现有电力易产生诸如断电、电压波动、突波、杂波干扰、频率偏移及闪跳等现象，另外，意外的自然灾害或人为事故如地震、雷击、输变电系统断路或短路等，这些来自电源的故障，将会对有线电视系统造成诸多不良影响，甚至将直接导致有线电视系统服务中断。因此不间断电源系统越来越多地应用到CATV前端机房、千线供电系统等地方。

1．前端机房配置UPS

前端机房是有线电视系统的心胜，为了保证其工作稳定，一般选择三相输人单相输出型。额定功率一般为l OkVA的在线式UPS，它采用近年来推出的新翼器件IGBT模块等，其外接蓄电池组可以按需自主增减，为UPS的长延时奠定了硬件基础。这种UPS的显示电路可以准确反映设备的运行状态及相关数据，同时具有强大自诊断功能，能为卫星接收机组、调制器组、光发射机组、网络交换器等前端设备提供不间断的、高纯净度的电源。我县前端机房霍没有接UPS前，每当电视台处跳闸停电时，干线放大器的供电器电源及前端信号便中断。即使市县光缆传送的几套节目有附带蓄电池的保障，也因为机房内调制器等设备断电导致节目中断，未停电区域的CATV用户还是收不到有线电视节目，用户非常不满。自从前端机房配置UPS后，即使电视台处停电，有线电视节目仍能正常传送，由此提高了用户对电视台的满意度。

在一些开展了多功能交互业务的城市，对前端机房的电源系统的可靠性要求更高，一般可以采用热备份连接或UPS并联冗余连接。并联连接的UPS系统不但提高了可靠性，而且也提高了带载能力。

2.野外有线电视不间断电源（Cable UPS）

有线网络中不少有源设备地处野外，电网电压的波动及日夜温差较大，易使供电器、光接收机、放大器等设备损坏，从而造成网络中断及设备维修费用的增加。据统计，造成CATV设备损坏的原因中有45%0左右归罪于电源故障的发生。因此，为这些设备提供高质量、不间断的电源尤为重要。近年来野外不间断电源逐步得到了广泛的应用。这种被称为有线电视不间断电源(Cable UPS)的最大特点是耐高温、潮湿、寒冷、风沙等各种不同的恶劣环境，因此Cable UPS成为保证信号不中断的必要设施。Cable UPS与传统UPS最大的区别就在于选用了胶体电池作为后备能源，无需作定期充放电维护。

二、UPS的科学使用

1.UPS额定输出容量的选择

在确定UPS的额定输出容量前，先要计算出负载的总容量。有线电视系统一般选择在线式UPS，其最佳带载量应控制为其额定容量的60%-70%之间。例如我县前端机房需要不间断供电的设备有卫星接收机组、调制器组、光发射机组、集中供电器、网络交换器等，经计算总功率为5500VA，则5500VA- 70%a“7857VAo考虑网络升级，需有一定的扩充余地，于是我们按主机功率为lOkVA，即选择一部IOkVA的UPS，它的最佳负载量是6kVA -7kVA（不宜满载也不宜过度轻载）。确定主机功率后，还要合理选择输人、输出配线及空气开关。

2.蓄电池的工作时间计算

可以按下面的公术来确定蓄电池的工作时间：满载时蓄电他的工作时间＝（蓄电池组容量x电压）l（主机功率x0.7 )，其中0.7为功率因子。如我县前端机房的UPS系统：主机额定功率为IOkVA、两组电池（每组20节，电压为12V/节、容量为100 Ah）并联使用。即电池组电压为12Vx20=240 V，电池组容量为100Ahx2=200 Ah。算出该系统在断电时，蓄电池的工作时间为：（200A-1ix240V）／（lOkVAx0.7）6.86小时，这是按系统满载时算的。而按实际负载计算：（200 Ah x240V)/5500VA } 8.73小时，即UPS系统在断电时最多能坚持8.73小时。

3.其他注意事项

1)要选用过载能力强的UPS.过载能力越强，在启动非线性负载时就越不容易转旁路，对负载的保护就越可靠。即当输出端有一般性的过载或启动浪涌电流冲击时，能依靠逆变器本身的过载能力来承担短时间的过载电流，提高UPS的可靠性。

2)为了保证蓄电池能得到高效、充分利用，应选用具有恒流充电特性的充电器。

3)由于感性负载（如电视屏幕墙等）瞬间启动电流大，尽量不要接到UPS上。停电时应尽量只保留必要的关键设备，因为电池供电时间的长短是与负载量的大小密切相关的。

为提高有线电视系统的可靠性，除应正确选用UPS外，还要认真做好日常维护工作。技术的成熟使UPS电气部分的维护量极小，主要是蓄电池的维护。电池是 UPS的重要支柱，也是UPS系统中较为薄弱的环节，在UPS的故障中有很大比例是由于电池问题引起的。电池性能的好坏将直接影响到UPS系统的可靠性。尽管使用的是免维护电池，但一定的维护是相当必要的。‘日常工作中除每日记录UPS及充电器面板上的数据，还应注意以下几点：

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。以实际负载计算则人为放电时间应控制为：（30%-50％）x电池组额定容量：实际负载量。放电期间要做好测试记录，供日后比对。

3.蓄电池的寿命与日常维护及正确使用有相当大的关系，如我县与邻县同时开通市县光缆节目，所配置的蓄电池也一样。

邻县不管停电时间长短均任其放电，导致蓄电池在短时间即彻底损坏。我县机房对温度、湿度严格控制，加之技术人员尽心维护，直到现在蓄电池仍运行良好。有一次由于停电时间长，一时疏忽造成蓄电池放电过度，致使复电后蓄电池充不进电现象。技术人员慎重地将充电电压慢慢提高着充，一段时间后充电电流终于逐渐上升，这时才将电压调至正常值继续充，直到充满。

三、UPS的日常维护

为提高有线电视系统的可靠性，除应正确选用UPS外，还要认真做好日常维护工作。技术的成熟使UPS电气部分的维护量极小，主要是蓄电池的维护。电池是 UPS的重要支柱，也是UPS系统中较为薄弱的环节，在UPS的故障中有很大比例是由于电池问题引起的。电池性能的好坏将直接影响到UPS系统的可靠性。尽管使用的是免维护电池，但一定的维护是相当必要的。‘日常工作中除每日记录UPS及充电器面板上的数据，还应注意以下几点：

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。以实际负载计算则人为放电时间应控制为：（30%-50％）x电池组额定容量：实际负载量。放电期间要做好测试记录，供日后比对。

3.蓄电池的寿命与日常维护及正确使用有相当大的关系，如我县与邻县同时开通市县光缆节目，所配置的蓄电池也一样。

邻县不管停电时间长短均任其放电，导致蓄电池在短时间即彻底损坏。我县机房对温度、湿度严格控制，加之技术人员尽心维护，直到现在蓄电池仍运行良好。有一次由于停电时间长，一时疏忽造成蓄电池放电过度，致使复电后蓄电池充不进电现象。技术人员慎重地将充电电压慢慢提高着充，一段时间后充电电流终于逐渐上升，这时才将电压调至正常值继续充，直到充满。