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UPS的基本原理及其在HFC网络中的应用<2>

2/14/2005来源:通信电源人气:10318

UPS的基本原理及其在HFC网络中的应用<2> 4 UPS电源在HFC网中的应用 HFC网由于它的较高的性能价格比是目前各地有线电视网络公司首选的一种接入方式, 它主要包括前端机房、光缆干线传输和用户电缆分配网三大部分。机房送出的信号到用户 家中要经过电/光、光/电两次变换,在机房及分配网中须装备大量的用电设备,主要包 括:机房部分:卫星接收机、调制器、前馈放大器、光发机、加解扰控制器、网管计算机、 服务器、交换机等;分配网则包括:光接收机、延长集供型放大器、楼栋放大器等设备。 现在就以淄博市张店城区 HFC网为例对网络内主要设备的供电情况作一说明。 随着城区网络用户不断增加,各种新的增值业务的逐渐开展,网络因供电中断而带来 损失的可能性也在不断加大,这就对网络中设备的供电可靠性提出了更高的要求。由于UPS 电源系统所具有的各种优越性,使它无可争辩地成为HFC网络最佳供电系统。在HFC网络中, 一般存在两种电源系统,一是前端机房内的220VAC供电系统,为机房内的各有源设备提供 电力。二是分配网中的60VAC供电系统,它为光接收机、延长放大器等提供60V的交流电源。 这两种供电系统对各自的也源要求也是不一样的:机房内的各种设备的电源除计算机外均 为线性模拟电源,其抗干扰能力比较差,这就需要供电系统能提供不间断无干扰的纯净交 流电。同时机房内的计算机等设备对电源的要求也比较高,必须确保电源在市电中断8ms以 内恢复供电。为了满足这些要求,机房内最好选择在线式UPS电源,由于机房设备不断扩充, 电源负荷不断增加,建议所选UPS电源功率尽量大一些。分配网中的光接收机以及延长放大 器等设备均为开关电源,抗干扰能力相对较强,其对电源系统的要求主要是不间断的提供 电源。同时考虑到分配网中光节点数量比较多,相应电源数量也较多,所以必须兼顾电源 的价格问题,可以采用后备方波输出式UPS来对分配网供电。基于以上两点,在城区网的建 设中,我们率先采用了两类UPS供电系统。 (1)在机房内针对各用电设备选用了美国山特在线式城堡系列C10K型10kVA UPS电源, 所配蓄电池组在市电中断时可提供12分钟满载的后备时间,在目前负载情况下,后备时间 可达4小时左右。该机具有以下先进性能: ①采用了MOTOROLA CPU:先进的MOTOROLA微处理器,有效保护管理关键线路,不仅缩 小UPS体积,更降低了UPS故障率。 ②使用IGBT功率元件:采用先进的IGBT功率元件,大大提高了UPS的效率,降低热损耗, 延长了使用寿命。 ③高容量PANASONIC电池:采用优质高容量的 PANASONIC免维护电池,以较少的电池数 达到额定放电时间,电池使用寿命长。 ④高度智能化:通过RS232通讯接口,搭配山待电侦探监控软件,可以直接从电脑屏幕 上监控电源及UPS状况,以简化网络管理工作,并提高计算机系统的可靠性。 ⑤高输入功因:采用新型高功率的电路设计,配合最新的IGBT功率元件,提供满载大于 90%的高效能不间断电源。由于减少了自身耗电,所以十分节省能源。 ③集中控制面板:一目了然的控制面板将UPS的运转状况、负载状况、电池供电状况等 清晰显示在面板上,市用户能随时掌握UPS供电品质及应用环境的变化。 ⑦自我保护:不论是UPS超载、短路、电池电压太低或UPS温度太高,UPS皆会自动关机, 确保了机器的安全性。 ⑧直流开机:独特的直流(DC)开机,充分发挥UPS的紧急备用功能。 ⑨自动侦测:开机时,UPS即开始进行元件(逆变器、电池等)及负载的检查便于及时 发现问题,避免产生任何流失。 从以上介绍可以看出,C10K的性能和品质是出众的,实践也证明了这一点。自该机投入 使用三年多来,未发生任何故障,同时避免了多次机房停电的事故,为机房的安全优质播出 做出了贡献。由于采用了大功率在线式UPS,机房内设备也从此避免了因电网的不正常所带 来的损坏。同时,为了防止因市电停电时间过长导致电池放电枯竭,机房内还专门配备了一 台5kw的YAMAHA汽油发电机,在蓄电池快放完电时,把发电机输出接在UPS的市电输入端,启 动发电机,代替市电向UPS供电,使UPS能长时间地为机房提供经逆变的高质量的正弦波电源。 (2)在分配网中,整个城区划分为几十个光节点,每个光节点辐射500~2000户,光节 点处安装的BTN光接收机分四路向小区内的延长放大器集中供电,光接收机和延放均使用60V 的交流电,为保证光机及延放的连续工作,我们为每一个BTN都配备了一台POWER GUARD公 司的SLP/G系列UPS电源,通过UPS向光机及延放供电。该UPS在市电正常时输出由铁磁谐振 稳压器处理过的市电电压,在市电中断时,逆变器将36V100Ah的蓄电池电压逆变为60V的方 波交流电输出。该UPS的输出专门设计为同轴电缆供电的接口形式。在目前小区平均负载下, 其后备时间为3~5小时左右。通过在每一个光节点加装UPS电源,使小区分配网干线因停电 而造成信号中断的故障率降到了最低。由于UPS输入都选择比较可靠的市电电源,一些重要 的小区还加设了备份,因此一般短时间的停电对UPS没有影响,同时UPS的后备供电功能也为 网络维修人员赢得了处理电源故障的宝贵时间。 在HFC网中,未采用UPS对网中有源设备进行供电时,系统的故障中有相当一部分是由电 源不稳定造成的,这就极大地降低了该网络的可靠性,特别是在数据传输和遇到一些重要播 出任务时,这些故障的后果更是无法设想。如果网络可靠性上不去,那么再增加各种新业务 也是无意义的。而当我们采用了UPS供电系统之后,虽然在经济上作了较大投入,但是却从 根本上解决了网络中的各种电源故障,与由此而带来的网络可靠性的提高,有利于新业务的 开展等众多收益相比,这笔投资还是非常合算的。 5 UPS的发展前景 UPS之所以能为用户提供高质量、高可靠的不间断电源,是缘于它是现代电力电子技术、 计算机技术的完美结合的产物,随着大功率开关器件的性能不断提高,SPWM技术的广泛采用, 计算机实时控制及处理能力的不断升级,未来的UPS电源必将向智能化及更高可靠性方面发展, 为信息产业的发展提供坚强的后盾。随着全国各地有线电视网络及其上所搭载的种种业务的 迅速扩建和发展,如何提高网络系统中供电系统的可靠性必将引起业内人土的高度重视,相 信UPS电源将以其它电源无法替代的优势在各地有线电视网中得到大力推广和应用。 附:山特电侦探软件介绍:山特电侦探是一套UPS的电源监控软件,电侦探电源管理系统 是电脑与UPS间的沟通桥梁,透过通讯介面不断的侦测电源和UPS电池的电力情况,如果侦测 到任何不正常的电源情况,电侦探会发出警告信息以通知使用者,并在设定的时间内正常关 闭系统。 山特电侦探功能表: *侦测市电中断 *侦测电池低电位 *可设定停电时倒数计时关机时间,届时自动关机 *可设定警告信息间隔时间 *广播并记录不正常电力发生情况 *自动存档 *在UPS电池用尽前关闭系统 *在NETWARESERVER上可设定夜间省电时段 *侦测到UPS电池低电位时紧急关闭系统 *以图形及数据显示UPS状态于屏幕上 *定时执行UPS自动侦测 *设订一个或特别目的的定时开关机。 摘自《有线电视技术》