實(shí)現(xiàn)UPS實(shí)時(shí)監(jiān)控
實(shí)現(xiàn)UPS實(shí)時(shí)監(jiān)控
一、前言
桂林市電信分公司市局共有10KVA以上N+1并聯(lián)供電UPS系統(tǒng)9套(20臺(tái))，而且都沒有做實(shí)時(shí)監(jiān)控。如果按以往做法通過UPS的智能監(jiān)控接口(RS232)接入集中監(jiān)控平臺(tái)，由于UPS系統(tǒng)的特殊性，如雷電、干擾等過電壓，很容易通過UPS的智能監(jiān)控接口(RS232)竄入主控電路，造成UPS失控而損壞，所以桂林市局的9套UPS系統(tǒng)全部都沒有接入華新監(jiān)控平臺(tái)。
現(xiàn)在的通信機(jī)房幾乎都實(shí)行了無人值守，要保證UPS系統(tǒng)安全、可靠地運(yùn)行，必需對(duì)UPS進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。為此，桂林電信設(shè)備維護(hù)中心電源班在領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心和支持下，組建了由區(qū)級(jí)維護(hù)骨干蔡朝建，電源專家韋蘭、伍漢民、容育壯為核心的科技攻關(guān)小組，將“實(shí)現(xiàn)UPS實(shí)時(shí)監(jiān)控”作為07年的技術(shù)創(chuàng)新攻關(guān)課題，目的是：既能實(shí)現(xiàn)UPS實(shí)時(shí)監(jiān)控，又能防止過電壓造成UPS的損壞，并能。從2007年2月到2007年7月，我們科技攻關(guān)小組共同努力，經(jīng)過多次的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、修改、論證和試運(yùn)行，桂林市局的9套(20臺(tái))UPS系統(tǒng)全部實(shí)行了實(shí)時(shí)監(jiān)控。
二、UPS實(shí)時(shí)監(jiān)控電路
1、工作原理：
UPS系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控的原理圖見圖1，為了防止雷電、干擾等過電壓對(duì)UPS的智能監(jiān)控接口(RS232)影響，我們從UPS的干接點(diǎn)信號(hào)輸出端取告警信號(hào),這樣做的目的是：即使有過電壓使UPS干接點(diǎn)信號(hào)輸出板損壞，也不會(huì)造成UPS主控電路損壞。通過對(duì)UPS的“逆變器異常(旁路供電)”、“電
說明：
K2為逆變器異常，負(fù)載旁路供電告警干觸點(diǎn)(常開)；
K1為市電異常，負(fù)載由電池逆變供電告警干觸點(diǎn)(常開)；
K3為負(fù)載由電池逆變供電，且電池已過度放電告警干觸點(diǎn)(常開)；
當(dāng)UPS發(fā)生以上異常時(shí)，LED指示燈亮；
T0為10分鐘延時(shí)繼電器；
當(dāng)監(jiān)控出現(xiàn)熔斷器故障告警時(shí)，不是熔斷器開路就是UPS故障；
6、每套UPS系統(tǒng)使用1套此電路。
UPS實(shí)時(shí)監(jiān)控原理圖
圖1
池逆變”、“電池電壓低”及“一般告警”等4種UPS異常告警情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。由于“逆變器異常(旁路供電)“和“電池電壓低”為重要的告警信息，須進(jìn)行即時(shí)發(fā)送；而“電池逆變”和“一般告警”的告警為次要告警，為了避免市電短時(shí)間異常(過壓、欠壓、頻率異常等)及市電停電后，油機(jī)啟動(dòng)、預(yù)熱、市電/油機(jī)電轉(zhuǎn)換（全過程約需7分鐘）時(shí)造成誤告警，而對(duì)“電池逆變”和“一般告警”的告警信息進(jìn)行10分鐘左右的延時(shí)后再發(fā)送。UPS系統(tǒng)的所有告警信息，通過UPS系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控器集中控制處理后，送至開關(guān)電源直流熔斷器的告警信號(hào)檢測(cè)端，再通過華新監(jiān)控系統(tǒng)送至監(jiān)控中心，只需將監(jiān)控平臺(tái)上原“直流熔斷器告警”界面改為“直流熔斷器及UPS告警”即可，也可以通過“電話看家”系統(tǒng)，將告警信息通知監(jiān)控中心或相關(guān)人員。
2、UPS實(shí)時(shí)監(jiān)控電路圖
UPS系統(tǒng)監(jiān)控器的電路圖見圖2。
① 電源電路：
該電源電路輸入采用負(fù)48V直流電源，這樣能避免市電不正常帶來的影響。由于該電路總耗電小于200mA，考濾到元器件采購難易的問題，所以該電路采用線性穩(wěn)壓電源。輸入的負(fù)48V直流電，經(jīng)R2、DZ1、 BG1組成的穩(wěn)壓調(diào)整電路的調(diào)整，輸出穩(wěn)定的－5V供控制電路使用。
② 控制電路：
該電路由IC1組成，R4、C4、C7為時(shí)基，決定IC1的時(shí)間常數(shù)。當(dāng)市電停電時(shí)，油機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)、預(yù)熱、市電/油機(jī)電切換、輸出，整個(gè)過程約需
UPS實(shí)時(shí)監(jiān)控電路圖
圖2
時(shí)間為7分鐘左右，所以該延時(shí)控制電路的延時(shí)時(shí)間整定為10分鐘；R5、R6、D1、D2組成或門電路，負(fù)責(zé)將所有告警混合成一路告警信號(hào)；BG2為繼電器驅(qū)動(dòng)電路；LED2、R7組成光告警電路；BG5、R8、蜂鳴器組成聲告警電路。
UPS的“電池逆變”和“一般告警”的告警信號(hào)從K1端輸入，經(jīng)IC1延時(shí)，從IC1③腳輸出，經(jīng)R5、D1、BG2驅(qū)動(dòng)繼電器J1動(dòng)作，同時(shí)LED2亮，由于J1-1動(dòng)作，而將開關(guān)電源直流熔斷器的告警信號(hào)檢測(cè)端接地，蜂鳴器響，同時(shí)監(jiān)控中心收到“直流熔斷器及UPS告警”；“逆變器異常(旁路供電)“和“電池電壓低”的告警信號(hào)從K2端輸入，經(jīng)R6、D2、BG2驅(qū)動(dòng)繼電器J1動(dòng)作，同時(shí)LED2亮，由于J1-1動(dòng)作，而將開關(guān)電源直流熔斷器的告警信號(hào)檢測(cè)端接地，蜂鳴器響，同時(shí)監(jiān)控中心收到“直流熔斷器及UPS告警”；J1的另外一組觸點(diǎn)J1-2作為輸出干接點(diǎn)，用來控制其他告警設(shè)備。
3、 告警電路及監(jiān)控界面
① 告警發(fā)送方式采用“電話看家告警系統(tǒng)”平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。在“電話看家告警系統(tǒng)”平臺(tái)上將監(jiān)控中心值班電話2818338設(shè)為第一接收告警信息電話，電力值班室2825638設(shè)為第二接收告警信息電話，電源主管設(shè)為第三接收告警信息電話，蔡朝建13737736658設(shè)為第四接收告警信息電話。
a.利用“電話看家告警系統(tǒng)”的兩個(gè)門磁，將其一個(gè)門磁設(shè)為重要的告警，接入U(xiǎn)PS系統(tǒng)監(jiān)控器輸出的“逆變器異常(旁路供電)“和“電池電壓低”告警信號(hào)，“電話看家告警系統(tǒng)”信息內(nèi)容為“××局UPS重要告警”；另一個(gè)門磁設(shè)為次要的告警，接入U(xiǎn)PS系統(tǒng)監(jiān)控器輸出的“電池逆變”和“一般告警” 告警信號(hào)，“電話看家告警系統(tǒng)”信息內(nèi)容為“××局UPS次要告警”。
b. 利用“電話看家告警系統(tǒng)”的四個(gè)門磁，將1#門磁設(shè)為UPS“逆變器異常(旁路供電)“告警，接入U(xiǎn)PS系統(tǒng)監(jiān)控器輸出的'“逆變器異常(旁路供電)“告警信號(hào)，“電話看家告警系統(tǒng)”信息內(nèi)容為“××局UPS逆變器異常(旁路供電)告警”；2#門磁設(shè)為UPS“電池電壓低”告警，接入U(xiǎn)PS系統(tǒng)監(jiān)控器輸出的“電池電壓低” 告警信號(hào)，“電話看家告警系統(tǒng)”信息內(nèi)容為“××局UPS電池電壓低告警”；3#門磁設(shè)為UPS“電池逆變”告警，接入U(xiǎn)PS系統(tǒng)監(jiān)控器輸出的“電池逆變” 告警信號(hào)，“電話看家告警系統(tǒng)”信息內(nèi)容為“××局UPS電池逆變告警”；4#門磁設(shè)為UPS“一般告警”告警，接入U(xiǎn)PS系統(tǒng)監(jiān)控器輸出的“一般告警” 告警信號(hào)，“電話看家告警系統(tǒng)”信息內(nèi)容為“××局UPS一般告警”。
② 告警發(fā)送方式采用“華新監(jiān)控”平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。監(jiān)控界面見圖3
三、制作、安裝、調(diào)試
1、印制板圖見圖4，BG1調(diào)整管必須安裝在面積≥100cm2的散熱片上，R2為≥2W的金屬膜電阻，其他電阻為1/4W金屬膜電阻；C4、C7最好用鉭電解電容，其他有極性的電容為鋁電解電容，無極性的電容為滌綸電容；J1為5V、2*2組、1A小型繼電器，其他元器件的選擇見圖2所標(biāo)示。
2、焊裝完畢后的UPS實(shí)時(shí)監(jiān)控板實(shí)物如圖5。
3、UPS實(shí)時(shí)監(jiān)控板調(diào)試方法：
① 給監(jiān)控控制板接入負(fù)48V電源，用萬用表測(cè)量C3兩端的電壓，如果為負(fù)4.8V～5.6V之間為正常，否則更換穩(wěn)壓二極管DZ1；
② 用短連線將K2短路， LED2要亮，并且蜂鳴器發(fā)出告警聲；
圖3
圖4
UPS實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)物圖
圖5
③ 用短連線將K1短路并開始計(jì)時(shí)，約10分鐘后LED2要亮，并且蜂鳴器發(fā)出告警聲，否則要調(diào)整R4的阻值或C4、C7的容量，延時(shí)時(shí)間可按T=R4*(C4+C7)來估算。
4、安裝方法：
① 負(fù)48V電源從直流配電屏取見圖1，用3*1.5mm2電纜連接至監(jiān)控控制板的電源輸入端；
② UPS干接點(diǎn)連接見圖6，將UPS的“電池逆變”和“一般告警”告警信號(hào)的干接點(diǎn)輸出端并聯(lián)，再用2*0.5mm2信號(hào)電纜和圖2的K1兩端并聯(lián)；
③ 將“逆變器異常(旁路供電)“和“電池電壓低”告警信號(hào)的干接點(diǎn)輸出端并聯(lián)，再用2*0.5mm2信號(hào)電纜和圖2的K2兩端并聯(lián)；
④ 將直流配電屏的直流熔斷器華新監(jiān)控線，從該直流熔斷器上取下，再用0.5mm2電纜連接至UPS實(shí)時(shí)監(jiān)控板（圖2）的“OUT監(jiān)控信號(hào)”端。
5、系統(tǒng)調(diào)試：
① 接入負(fù)48V電源后LED1點(diǎn)亮，表示電源電路工作正常；
② 在UPS“逆變器異常(旁路供電)“和“電池電壓低”干接點(diǎn)輸出端側(cè)（見圖5）用短連線分別短接，此時(shí)UPS實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)有聲光告警，監(jiān)控中心的監(jiān)控平臺(tái)有“直流熔斷器及UPS告警”；
③ 在UPS“電池逆變”和“一般告警”干接點(diǎn)輸出端側(cè)（見圖6）用短連線分別短接，經(jīng)約10分鐘后，UPS實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)有聲光告警，監(jiān)控中心的監(jiān)控平臺(tái)有“直流熔斷器及UPS告警”。
④ 系統(tǒng)調(diào)試完畢。
艾默生UL33
臺(tái)達(dá)NT-30KVA
UPS實(shí)時(shí)監(jiān)控干接點(diǎn)連接圖
圖6
四、總結(jié)
該UPS實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)是針對(duì)有干接點(diǎn)信號(hào)輸出的大功率UPS設(shè)計(jì)的，監(jiān)控信號(hào)取于UPS告警干接點(diǎn)輸出端，通過不同的告警電路及監(jiān)控平臺(tái)，能對(duì)UPS運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并能發(fā)出多種的告警信息，能及時(shí)、可靠地將UPS告警信息告知設(shè)定的監(jiān)控中心和維護(hù)人員。
該UPS實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)工作穩(wěn)定，制作成本低(約300元)，元器件易購，制作、安裝、調(diào)試簡單，應(yīng)用范圍廣，稍作改變就可以應(yīng)用于交電供電系統(tǒng)、柴油發(fā)電機(jī)組、開關(guān)電源系統(tǒng)、直流供電系統(tǒng)等電源設(shè)備，能對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)局接入網(wǎng)、ETS基站的電源設(shè)備等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
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