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數字式接地電阻測試儀 廣播行業的飛輪不間斷電源系統
點擊次數：1916 發布時間：2012-2-14
電視發射機的嚴重階躍負載現象
電視發射機對電壓變化相當敏感。例如，進電電力干擾可以輕而易舉地中斷廣播設備的發射工作，使觀眾限于困境，而且還會損失大量的廣告收入。電力中斷會使一些發射機突然關機，因為冷卻裝置的突然損失或其它控制故障等原因，突然關機會損壞發射機部件。
圖1:廣播天線
幸運的是，UPS系統可以提供電力調節功能及穩壓功能，確保能夠給發射機供給具有恒定質量的電源，在長期電力中斷情況下能夠為備用發電機提供必要的過渡電源。ActivePower公司的CleanSource®UPS是集成式飛輪UPS系統。經證明，有了CleanSource®UPS系統的保護，廣播公司可以免受因發射機停機導致的昂貴損失，并能確保發射機免受市電故障所帶來的損害。CleanSource®UPS是為有效管理“消弧事件”而設計的系統，“消弧事件”是一個有保護的關機程序，置于大多數發射機內部。飛輪系統所能承受的過載及階躍負載能力優于傳統雙轉換蓄電池UPS系統。
飛輪技術
飛輪技術是化學蓄電池技術的替代品。ActivePower公司生產基于飛輪技術的集成UPS系統及直流電源系統。小巧的轉子在摩擦力很小的環境中旋轉，飛輪儲能系統通過這種方法儲存動能。當因市電波動而需短時間的備用電源時或市電中斷時，轉子的動能將轉換成電能。
圖2:飛輪裝配圖
圖中英文注釋：
Replaceable Bearings-可更換軸承FieldWindings-磁場繞組
Steel Flywheel,Motor-generatorRotor-鋼制飛輪，電動發電機轉子
Armature Windings-電樞繞組OperatesinVacuum-真空中運行
CleanSource系統將電機、飛輪轉子和發電機集成于一體。電機使用來自于市電電網的電能以恒定的速度旋轉，為飛輪的旋轉提供能量以保持動能的儲存。發電機將飛輪的動能轉化成所需的電能。
ActivePower公司的磁軸承技術卸載了機械軸承座(機械軸承座可現場更換)中飛輪的大部分重量，是飛輪轉子能夠實現快速旋轉的。真空泵排空了軸承室內的空氣，減少了飛輪旋轉過程中的拖拉力。飛輪的速度會隨電源被轉切到負載而下降。電流經調整后供給給勵磁線圈，保證了整個放電過程中能夠輸出恒定的電壓。飛輪系統可為大部分電力干擾(例如電壓驟降及浪涌)提供調節電源，并且可提供從市電中斷到發電機成功為負載供電這短時間的橋接電源。
什么是“消弧事件”?
作為安全電路，“消弧事件”可在感應輸出管內發生電弧放電現象時，保護發射機放大器電子管或感應輸出管，它是用在大功率發射機中的一種自動關機方法。消弧的作用就是盡可能快地消除放大電子管上的高壓，這通常會在幾毫秒內完成。一般來說，這個功能需閘流管的協助。閘流管是充氣的管子，在結構上類似于真空管，閘流管直接跨接在高壓直流電源兩端。相比可控硅整流器而言，它是快速的高壓開關，但是其額定電壓更高、速度更快。只要檢測到放大器中存在問題，消弧作用便會立刻執行，否則感應輸出管將受損，其代價慘重。
消弧作用會在高壓電源的交流輸入端及在給發射機供電的UPS輸出端產生數千安培的電流。“消弧事件”等同于將UPS系統輸出端直接短路，這樣會使額定電流升高20倍。假設發射機的輸入電源能夠提供所需的大電流，那么消弧作用就不會損害發射設備，幾秒鐘之后，高壓電源將恢復到正常狀態。
一旦消弧事件引起過載情況，飛輪UPS系統會轉切至旁路，這樣會有助于從zui低阻抗源提供所需電流，且不會干擾同一電路上其他發射機的運行。
消弧測試中的飛輪UPS系統
數套飛輪UPS系統正服務于美國東南部的不同電視網絡發射點，這些發射點擁有超過1.5億的潛在受眾。美國佛羅里達州坦帕市附近有一個發射點，就在這個發射點中的一個飛輪UPS系統的輸出端進行了消弧測試。這個UPS系統輸出的電源要供給給60kW的模擬發射機(帶有30kW的備用發射機)和一臺新的65kW的消弧電路數字發射機。
為了測試UPS系統的反應，做了數次數字發射機的“消弧事件”測試。消弧測試中，UPS系統供給的電流峰值從3000安培達到4000安培不等，因為當消弧發生時，這個峰值會因電壓正弦波的位置不同而變化。在其中的一個消弧測試中，UPS系統僅僅放電一小會兒，所以不必進入旁路狀態。在六次測試中，UPS系統有五次通過靜態旁路開關進入到旁路狀態，且會因嚴重的階躍負載而顯示報警信息。然后在幾秒鐘內，UPS系統回到正常聯機運行狀態。這樣配置UPS系統的目的是，如果同樣的報警信息在一個小時內多次出現，UPS系統將保持處于旁路模式，并需要操作者進行重置操作。如果預計一個小時內會發生多次“消弧事件”，也可利用延時繼電器的外部接觸信號自動控制UPS回到聯機運行狀態。
站內其他發射機也同這套UPS系統輸出端連接，但在整個消弧測試中這些發射機始終保持廣播發射狀態，并沒有發生任何故障。這是因為在不影響下游設備的情況下，UPS靜態旁路開關能夠轉切到旁路電源，否則關鍵負載將受到電力干擾。
總結
這個發射點的消弧測試表明，飛輪UPS系統在的條件下性能，即使在惡劣的瞬變工礦情況中也可為敏感的負載提供穩定、不間斷電源。
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