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實現UPS實時監控
實現UPS實時監控
一、前言
桂林市電信分公司市局共有10KVA以上N+1并聯供電UPS系統9套(20臺)，而且都沒有做實時監控。如果按以往做法通過UPS的智能監控接口(RS232)接入集中監控平臺，由于UPS系統的特殊性，如雷電、干擾等過電壓，很容易通過UPS的智能監控接口(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系統全部都沒有接入華新監控平臺。
現在的通信機房幾乎都實行了無人值守，要保證UPS系統安全、可靠地運行，必需對UPS進行實時監控。為此，桂林電信設備維護中心電源班在領導的關心和支持下，組建了由區級維護骨干蔡朝建，電源專家韋蘭、伍漢民、容育壯為核心的科技攻關小組，將“實現UPS實時監控”作為07年的技術創新攻關課題，目的是：既能實現UPS實時監控，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，我們科技攻關小組共同努力，經過多次的設計、試驗、修改、論證和試運行，桂林市局的9套(20臺)UPS系統全部實行了實時監控。
二、UPS實時監控電路
1、工作原理：
UPS系統實時監控的原理圖見圖1，為了防止雷電、干擾等過電壓對UPS的智能監控接口(RS232)影響，我們從UPS的干接點信號輸出端取告警信號,這樣做的目的是：即使有過電壓使UPS干接點信號輸出板損壞，也不會造成UPS主控電路損壞。通過對UPS的“逆變器異常(旁路供電)”、“電
說明：
K2為逆變器異常，負載旁路供電告警干觸點(常開)；
K1為市電異常，負載由電池逆變供電告警干觸點(常開)；
K3為負載由電池逆變供電，且電池已過度放電告警干觸點(常開)；
當UPS發生以上異常時，LED指示燈亮；
T0為10分鐘延時繼電器；
當監控出現熔斷器故障告警時，不是熔斷器開路就是UPS故障；
6、每套UPS系統使用1套此電路。
UPS實時監控原理圖
圖1
池逆變”、“電池電壓低”及“一般告警”等4種UPS異常告警情況進行實時監控。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，須進行即時發送；而“電池逆變”和“一般告警”的告警為次要告警，為了避免市電短時間異常(過壓、欠壓、頻率異常等)及市電停電后，油機啟動、預熱、市電/油機電轉換（全過程約需7分鐘）時造成誤告警，而對“電池逆變”和“一般告警”的告警信息進行10分鐘左右的延時后再發送。UPS系統的所有告警信息，通過UPS系統實時監控器集中控制處理后，送至開關電源直流熔斷器的告警信號檢測端，再通過華新監控系統送至監控中心，只需將監控平臺上原“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，將告警信息通知監控中心或相關人員。
2、UPS實時監控電路圖
UPS系統監控器的電路圖見圖2。
① 電源電路：
該電源電路輸入采用負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壓電源。輸入的負48V直流電，經R2、DZ1、 BG1組成的穩壓調整電路的調整，輸出穩定的－5V供控制電路使用。
② 控制電路：
該電路由IC1組成，R4、C4、C7為時基，決定IC1的時間常數。當市電停電時，油機自動啟動、預熱、市電/油機電切換、輸出，整個過程約需
UPS實時監控電路圖
圖2
時間為7分鐘左右，所以該延時控制電路的延時時間整定為10分鐘；R5、R6、D1、D2組成或門電路，負責將所有告警混合成一路告警信號；BG2為繼電器驅動電路；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”的告警信號從K1端輸入，經IC1延時，從IC1③腳輸出，經R5、D1、BG2驅動繼電器J1動作，同時LED2亮，由于J1-1動作，而將開關電源直流熔斷器的告警信號檢測端接地，蜂鳴器響，同時監控中心收到“直流熔斷器及UPS告警”；“逆變器異常(旁路供電)“和“電池電壓低”的告警信號從K2端輸入，經R6、D2、BG2驅動繼電器J1動作，同時LED2亮，由于J1-1動作，而將開關電源直流熔斷器的告警信號檢測端接地，蜂鳴器響，同時監控中心收到“直流熔斷器及UPS告警”；J1的另外一組觸點J1-2作為輸出干接點，用來控制其他告警設備。
3、 告警電路及監控界面
① 告警發送方式采用“電話看家告警系統”平臺實現。在“電話看家告警系統”平臺上將監控中心值班電話2818338設為第一接收告警信息電話，電力值班室2825638設為第二接收告警信息電話，電源主管設為第三接收告警信息電話，蔡朝建13737736658設為第四接收告警信息電話。
a.利用“電話看家告警系統”的兩個門磁，將其一個門磁設為重要的告警，接入UPS系統監控器輸出的“逆變器異常(旁路供電)“和“電池電壓低”告警信號，“電話看家告警系統”信息內容為“××局UPS重要告警”；另一個門磁設為次要的告警，接入UPS系統監控器輸出的“電池逆變”和“一般告警” 告警信號，“電話看家告警系統”信息內容為“××局UPS次要告警”。
b. 利用“電話看家告警系統”的四個門磁，將1#門磁設為UPS“逆變器異常(旁路供電)“告警，接入UPS系統監控器輸出的“逆變器異常(旁路供電)“告警信號，“電話看家告警系統”信息內容為“××局UPS逆變器異常(旁路供電)告警”；2#門磁設為UPS“電池電壓低”告警，接入UPS系統監控器輸出的“電池電壓低” 告警信號，“電話看家告警系統”信息內容為“××局UPS電池電壓低告警”；3#門磁設為UPS“電池逆變”告警，接入UPS系統監控器輸出的“電池逆變” 告警信號，“電話看家告警系統”信息內容為“××局UPS電池逆變告警”；4#門磁設為UPS“一般告警”告警，接入UPS系統監控器輸出的“一般告警” 告警信號，“電話看家告警系統”信息內容為“××局UPS一般告警”。
② 告警發送方式采用“華新監控”平臺實現。監控界面見圖3
三、制作、安裝、調試
1、印制板圖見圖4，BG1調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所標示。
2、焊裝完畢后的UPS實時監控板實物如圖5。
3、UPS實時監控板調試方法：
① 給監控控制板接入負48V電源，用萬用表測量C3兩端的電壓，如果為負4.8V～5.6V之間為正常，否則更換穩壓二極管DZ1；
② 用短連線將K2短路， LED2要亮，并且蜂鳴器發出告警聲；
圖3
圖4
UPS實時監控實物圖
圖5
③ 用短連線將K1短路并開始計時，約10分鐘后LED2要亮，并且蜂鳴器發出告警聲，否則要調整R4的阻值或C4、C7的容量，延時時間可按T=R4*(C4+C7)來估算。
4、安裝方法：
① 負48V電源從直流配電屏取見圖1，用3*1.5mm2電纜連接至監控控制板的電源輸入端；
② UPS干接點連接見圖6，將UPS的“電池逆變”和“一般告警”告警信號的干接點輸出端并聯，再用2*0.5mm2信號電纜和圖2的K1兩端并聯；
③ 將“逆變器異常(旁路供電)“和“電池電壓低”告警信號的干接點輸出端并聯，再用2*0.5mm2信號電纜和圖2的K2兩端并聯；
④ 將直流配電屏的直流熔斷器華新監控線，從該直流熔斷器上取下，再用0.5mm2電纜連接至UPS實時監控板（圖2）的“OUT監控信號”端。
5、系統調試：
① 接入負48V電源后LED1點亮，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”干接點輸出端側（見圖5）用短連線分別短接，此時UPS實時監控系統有聲光告警，監控中心的監控平臺有“直流熔斷器及UPS告警”；
③ 在UPS“電池逆變”和“一般告警”干接點輸出端側（見圖6）用短連線分別短接，經約10分鐘后，UPS實時監控系統有聲光告警，監控中心的監控平臺有“直流熔斷器及UPS告警”。
④ 系統調試完畢。
艾默生UL33
臺達NT-30KVA
UPS實時監控干接點連接圖
圖6
四、總結
該UPS實時監控系統是針對有干接點信號輸出的大功率UPS設計的，監控信號取于UPS告警干接點輸出端，通過不同的告警電路及監控平臺，能對UPS運行進行實時監控，并能發出多種的告警信息，能及時、可靠地將UPS告警信息告知設定的監控中心和維護人員。
該UPS實時監控系統工作穩定，制作成本低(約300元)，元器件易購，制作、安裝、調試簡單，應用范圍廣，稍作改變就可以應用于交電供電系統、柴油發電機組、開關電源系統、直流供電系統等電源設備，能對鄉鎮局接入網、ETS基站的電源設備等進行實時監控。
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