有线电视台网络UPS系统设计实施与实例

互联网 | 编辑: 杨剑锋 2006-08-16 13:00:00转载 返回原文
有线电视网络UPS系统设计实施与实例

1　UPS电源系统设计工程的实施
1.1　UPS电源设计设置计划
　　有线电视网络UPS电源的“配置”一般指的是网络中UPS系统配置了哪些硬件。
　　而有线电视网络中必须先有UPS电源硬件的“配置”，有了具体的部件以后，才可能针对这些“配置”进行硬方式的“设置”。有了有线电视网络要求的UPS电源硬件“配置”，又加上合理的“设置”，网络才能启动和运行。然后，在能运行的基础上再进行有线电视网络UPS电源系统管理上的优化“配置”。
　　总之有线电视网络UPS电源的“设置”一般是指在网络中已经配置了UPS电源硬件设备以后，为了让这些UPS电源硬件设备能正常运行而采取的初始设定工作。
　　(1)UPS电源设计设置计划与环境
　　①UPS电源设置的场所
　　UPS电源应设置在不易燃性室内，要尽量靠近有线电视网络设备负载。
　　蓄电池要遵照消防法规设在不易燃专用室内。密封式蓄电池也可以设置在与UPS装置相同的场所。
　　②UPS电源设置时应保持的距离
　　有线电视网络UPS电源设备设置时的具体保持距离如图11所示。蓄电池设置时的保持距离如图12所示。

图11　UPS设备设置时的保持距离

图12　蓄电池设置时保持的距离

　　③UPS电源工作室温与通风
　　UPS电源设备的工作室温为0°～40°，考虑到UPS可靠性与寿命，室温易保持在25°。
　　UPS设备可靠性与空调设备的可靠性有关，空调设备的功率应根据UPS设备而定。由于蓄电池释放氧气，因此，要增高有适当面积的换气孔或增设空调设备，把氧气浓度控制在危险浓度以下。
　　(2)UPS电源的配电计划
　　①配线回路的确定
　　根据有线电视网络UPS电源设计的系统确定配线回路。
　　②配线方式的确定
　　有线电视网络UPS电源系统一般采用暗槽方式，但是也有采用活地板槽方式。
　　③导线线径的确定
　　线径应根据UPS电源负载连续流经的电流选择，但要与主断路器的保护功能相配合。
　　④电压降的确定
　　一般主干线的允许电压降在2%以内。
　　⑤接地系统
　　作为有线电视网络设备负载侧的要求是，UPS电源输出设备为非接地系统时，旁路供电电路也有必要为非接地系统。若旁路供电电路要为接地系统，则需要用隔离变压器，反之，UPS设备为接地系统，旁路也必须为接地系统，若为非接地系统，则要用隔离变压器。
　　(3)UPS电源机房的空调设备
　　①UPS电源室内空调
　　空调设备功率应根据有线电视网络UPS电源设备的发热量来确定。发热量=UPS自身发热+配电设备发热+电缆发热，其中UPS电源自身发热量占的比例较大，可由下式计算：
　　UPS发热量(k.J/s)=UPS输出功率(kVA)×UPS输出功率因数×K
式中K=1/η-1，η为UPS电源总效率。
　　当UPS电源室内温度上升或空调发生故障时，应考虑必要的对策。
　　②蓄电池室的空调与换气设备
　　为了防止蓄电池室氧气浓度的增加，把易爆的氧气浓度控制在危险浓度以下，必须开有适当面积的换气孔或者安装换气空调装置，设置场所温度应保持在35 ℃以下。
1.2　UPS电源工程的安装
　　(1)UPS电源的运输与安装
　　UPS电源站立搬运时，要确定底部的最小尺寸。货运时要确定荷重限制、体积是否合适等。横倒搬运时，要取出装置内部部件，现场再进行组装，但组装时有可能降低装置的可靠性。
　　(2)UPS电源的耐振与维护空间
　　对于UPS电源设备的耐振强度，水平为0.5 G，垂直为0.25 G左右。
　　UPS电源设备的维护空间是：前面1 200 mm以上，后面100 mm以上，上面500 mm以上。
1.3　UPS电源噪声处理对策
　　(1)注意配线
　　①去谐波电源供给网络负载
　　对于UPS电源设备，虽然能吸收输入电源系统的浪涌电压等噪声，但是，UPS电源输出线与输入线是紧接触配线，在靠近其他电力线或高压线时，由于电磁感应使UPS电源设备输出线上混入噪声，带来不良影响，这时，UPS电源设备输出线要与其他配线分离，要有足够的距离。工程设计时需平行配线，应采用屏蔽电缆，若采用金属管等进行电磁屏蔽效果更好。
　　②防止噪声侵入UPS电源设备
　　UPS电源设备的信号线与动力线分离，采用屏蔽电缆，并加电磁屏蔽，防止噪声侵入UPS电源设备。
　　③防止UPS电源设备对网络装置的影响
　　如果有线电视网络设备中的信号线靠近UPS电源设备的输入、输出线时，那么，UPS电源的开关噪声会感应到信号线上，应注意这点。
　　(2)注意接地
　　在有线电视网络中地线布局不当时，UPS电源设备的噪声就会成为公害。但是，有线电视网络接地的实际配线相当复杂，基本上是降低接地阻抗，消除接地环路。
2　UPS电源系统设计工程实例
2.1　UPS电源小功率应用实例如图13所示。

图13　小功率UPS电源实例

2.2　与自备发电机组相组合的长时间供电的UPS电源系统实例如图14所示。

图14　与自备发电机组相组合的长时间供电的UPS电源系统实例

2.3　3台UPS并联的大规模系统实例如图15所示。

图15　3台UPS电源并联的大规模系统实例关机。

4　有线电视网络UPS系统的使用与维护

　　要使UPS电源系统在有线电视网络中发挥其应有的功能和作用，只有合理的工程设计还是不够的。应该正确地使用与维护网络中的UPS电源系统。
1　UPS电源系统的正确使用
1.1　在有线电视网络中UPS电源应正确连接交流输入的极性，以确保网络中UPS电源无论是工作在市电供电状态，还是工作在逆变器供电状态，UPS交流输出火线永远保持在输出插座的同一位置处(按规定，左边为零线，右边是火线)。否则将影响有线电视网络的安全运行。
1.2　如果不慎将网络中UPS电源的交流输入极性接反，就会出现UPS在执行市电供电与逆变器供电转换前后，输出插座中同插孔的电位会在火线与零线之间变化。也就是说，同一插孔的电平在转换前是火线电位的话，转换后该插孔的电位就会变成零线电位，从而使有线电视网络设备的故障率大大增加。
　　判断UPS电源交流输入极性的方法是使UPS电源的交流输出充分进入工作状态后(一般滞后1 min～2 min)，反复切换UPS电源的输入，如果采用试电笔，其笔内氖泡处于常灭或常亮状态都在同一方位，则说明市电的输入极性是正确的，否则就是交流极性接反了。一般把交流输入插头换一个方位即可。
1.3　在UPS电源的输入端不宜加带有大阻抗器件的交流稳压器，这样会造成离线式UPS的市电供电与逆变供电之间转换时间明显增加。极易使有线电视网络中计算机类设备产生错误，造成传播信息及数据丢失。
　　对于在线式UPS电源，不宜在蓄电池末接入或电池组内阻变化很大的情况下开机进行，并且不宜带负载开、
　　当有线电视网络中某些设备为纯电阻或电容性负载时，其最大启动负载不应超过额定输入功率的80%。
1.4　根据有线电视网络传输特性运行的UPS电源，应长期处于开机状态，尽量减少开机与关机次数。使用UPS电源时应注意有线电视网络中各个设备的开关顺序，开机时应使UPS电源充分进入工作状态(最好滞后1 min～2 min)，再开网络负载电源。关机是开机时的逆过程。
1.5　有线电视网络中新购置的UPS电源在使用前应根据产品技术使用说明对其后备蓄电池进行均衡充电，以延长其使用寿命，充电时间约(12～48) h。以避免由于电池耗竭而引起故障，增加网络正常运行中不必要的麻烦与损失。
1.6　当有线电视网络中UPS电源停机时间达到10天以上时，开机运行前应浮充(10～12) h。使用时应避免两次开机间隔时间太短，否则，极易烧毁UPS机内元器件。一般间隔时间在1 min以上为宜。
2　UPS电源系统的正确维护
2.1　有线电视网络中长期处于只充电而不放电的UPS电源，为防止蓄电池老化而损坏，应每隔2～3个月人为地中断市电供电，让UPS的蓄电池放电(3～5)min，以达到激活蓄电池的目的。
2.2　正确维护UPS电源蓄电池的方法是，在非迫不得已的情况下，不要让网络中UPS电源深度放电。放电深度是指实际放出的安时数与标称容量安时数的百分比。若放电深度超过80%，即可认为是深度放电。
　　根据生产厂家提供的数据：当放电深度为100%时，寿命为200～250次；当放电深度为50%，寿命为500～600次，当放电深度为30%时，寿命1 200 次以上。
2.3　UPS电源蓄电池的充电维护
　　(1)新蓄电池充电
　　新蓄电池启用要进行一次长时间初充电。电池应按产品技术规定值或按0.1×容量的速度充电，可避免因电流过大而损坏蓄电池。
　　(2)正确充电
　　①浮充法就是将蓄电池和充电器件并联运行，应严格掌握好浮充电压。
　　②循环使用充电法是选定充电的时机在放电深度为50%～60%时进行，开始充电电流不应大于容量的0.3倍，充电安时数应略大于放电安时数。也可先用0.1倍的电流充电，充至为放电安时数的90%后，改用浮充法充满。
　　(3)蓄电池充满的标准
　　①单格电压稳定在2.13 V以上。
　　②充电电流为零。
　　满足以上任一条件，即可认为蓄电池已经充满。
　　(4)蓄电池过压与过流
　　①过压是指充电电压单格在2.33 V以上，过压易造成水大量电解，影响蓄电池寿命。
　　②过流是指采用大于容量0.3倍的电流充电。过流会使极板弯曲，并使极板活性物质脱落，损坏蓄电池。
　　(5)蓄电池均衡充电
　　当蓄电池有以下特征之一使可考虑均衡充电。
　　①长期闲置未使用的蓄电池或其内阻明显增大。
　　②放电之后没有及时补充充电。
　　③过量放电使电池端电压低于放电终止电压。
　　④长期充电不足的蓄电池。
　　⑤工作在浮充状态下的时间超过静止储存寿命的。
　　总之，有线电视网络中UPS电源的蓄电池是整个系统维护量最大、最重要的后备电源，维护中必须多加注意。尽可能地延长蓄电池的寿命，有线电视网络才真正拥有一个保护电源。

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