淺談聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術在不間斷電源管理中的應用

張敏

淺談聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術在不間斷電源管理中的應用

張敏

（三明福銀高速公路有限責任公司，福建 三明 365000）

不間斷電源（UPS）是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻不間斷電源，主要由計算機、計算機網(wǎng)絡或其他電力電子設備提供不間斷的電力供應。在對不間斷電源特性深入分析的基礎上，對聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術在不間斷電源管理中的具體應用進行了詳細論述，以求達到設備在無人值守狀態(tài)下可靠運行的目的，實現(xiàn)傳統(tǒng)的人工看守式維護管理模式向以計算機技術為基礎的智能化、自動化的集中管理模式的轉變，繼而達到降低維護成本、提高管理水平的目的。

聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控；不間斷電源；儲能裝置；電源浪涌

1 概述

不間斷電源（以下簡稱“UPS”）是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻不間斷電源，主要由計算機、計算機網(wǎng)絡或其他電力電子設備提供不間斷的電力供應，當市電輸入正常時，UPS將市電穩(wěn)壓后供應給負載使用，同時，它還向機內(nèi)電池充電；當市電中斷時，UPS會立即將機內(nèi)電池的電能通過逆變轉換的方法向負載繼續(xù)供應220 V交流電。UPS電源除了在保障供電的同時，還可以解決電壓下陷、電源浪涌、電源波動、諧波失真等由市電電源質量差對負載設備造成的危害。

2 影響UPS可靠運行的因素

不間斷電源作為一個可靠性好、高性能的用電設備，對其本身的管理與監(jiān)控是必不可少的，如果管理不當，則會導致UPS本身出現(xiàn)故障，進而影響到電子收費客服系統(tǒng)設備的穩(wěn)定運行，而影響UPS可靠運行的主要因素包括以下幾個方面。

2.1 環(huán)境因素

UPS的應用環(huán)境是一個非常重要的問題，是影響設備正常運行的主要因素，具體環(huán)境因素又包括溫度、濕度、氣壓、雷電等。實際運行中溫度又是最主要的影響因素，一般而言，UPS推薦的工作溫度是25 ℃，溫度過高時，可使設備內(nèi)的半導體器件的漏電流增加、壽命縮短，使電磁器件溫升提高，破壞絕緣層；溫度過低又可使設備內(nèi)的半導體器件增益降低，使設備啟動困難甚至無法啟動，或導致蓄電池的電解液凍結而無法放出能量等問題出現(xiàn)。

2.2 人為因素

UPS運行與維護離不開人，用戶需要具備一定的電源基本知識，并經(jīng)過UPS廠家的專業(yè)培訓，否則就會因為人為因素導致系統(tǒng)斷電，影響電子收費業(yè)務的辦理。比如，在雙機并聯(lián)UPS系統(tǒng)中，負載被均分到兩臺機器上，當一臺出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)會自動地將故障UPS的負載轉到另一臺上。此時，面板或監(jiān)視器上就會顯示有告警信息，如果技術人員未能及時發(fā)現(xiàn)并給予修復，一旦瞬間過載或市電中斷較長時間，另一臺UPS就會轉為旁路或斷電。

2.3 雷電因素

雷電是自然界的一種大氣現(xiàn)象，會產(chǎn)生極高的電壓并形成電磁場。由于UPS中大量運用了半導體、IC芯片等器件，對電壓都有比較嚴格的要求，工作電壓一般都在2～10 V，超過一定的電壓就會被擊穿或者燒毀。雷電一旦侵入，就極可能產(chǎn)生上千伏的電壓，進而對電子器件造成毀滅性破壞。雖不能避免雷電發(fā)生，但卻可以通過采取防護措施避免或減少雷電對UPS的破壞。研究認為，雷電入侵主要有直擊雷與感應雷兩種形式，所以，一個完整的防雷方案應包括針對直擊雷的外部防護與針對感應雷的內(nèi)部防護兩個方面。

3 不間斷電源監(jiān)控組網(wǎng)

目前，UPS監(jiān)控技術主要有基于串行通信方式的監(jiān)控技術、基于GSM無線網(wǎng)絡的監(jiān)控技術、基于TCP/IP網(wǎng)絡等組網(wǎng)方案。其中，基于串行通信方式的監(jiān)控技術受通信距離的限制，難以形成較大的監(jiān)控網(wǎng)絡；基于GSM無線網(wǎng)絡監(jiān)控技術雖然具有遠程維護管理方便、無需布線、手機短信報警等優(yōu)點，但在實際運用當中，需要支付一定的移動通信費用，且該方案一般應用于有線網(wǎng)絡環(huán)境，無法到達或野外無人值守的UPS供電場所；基于TCP/IP網(wǎng)絡的監(jiān)控技術是把各網(wǎng)點UPS電源設備作為網(wǎng)絡中的一個節(jié)點進行控制和診斷，實時提供UPS的電流、電壓、電池后備時間和負載率的狀態(tài)分析，并在出現(xiàn)故障時及時通知技術人員進行處理。

4 聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術的應用

UPS電源的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的目的在于實時掌握UPS的運行工況，對反饋回來的報警信息及時進行分析與處理，確保UPS的穩(wěn)定運行，根據(jù)以上對影響UPS可靠運行因素的分析，可知對UPS的監(jiān)控內(nèi)容主要包括以下幾個方面。

4.1 運行環(huán)境監(jiān)控

對UPS運行環(huán)境因素的監(jiān)測，比如煙、火、酸霧、溫度等因素，當UPS運行溫度越限時，監(jiān)控單元就可以第一時間發(fā)出警告，及時通知用戶進行處理，以防止意外事故或設備故障的發(fā)生。

4.2 充放電過程監(jiān)控

眾所周知，充電電壓太高會導致電池因過充而發(fā)熱，電池內(nèi)由于產(chǎn)生大量氣體而外溢，輕者縮短電池壽命，重者使電池的外殼鼓脹甚至破裂；充電電壓過低會使電池的化學反應不充分，一段時間后就會使電池的容量越來越小，導致電池早期失效。

因此，需要對UPS的充放電過程進行監(jiān)控，當監(jiān)控到這些參數(shù)偏離過大后，就可通過調整對應的電位器，或用軟件方法及時調節(jié)，以避免對電池造成損害。

4.3 對電池參數(shù)的監(jiān)控

針對蓄電池的性能及使用維護進行實時控制，是為了確保其具有較高的可靠性，并延長其使用壽命。監(jiān)控的主要內(nèi)容包括：①均衡充電控制。智能監(jiān)控單元時刻監(jiān)視蓄電池組各只電池的端電壓，發(fā)現(xiàn)端電壓偏差大于設定值的電池超過2只或3只時，則自動進入均衡充電管理，控制充電電壓。②蓄電池故障處理。對于蓄電池短路、氣體泄漏及漏酸、斷路等電池故障，智能監(jiān)控單元會及時發(fā)現(xiàn)，并及時發(fā)出聲光告警信號，通知用戶及時處理。③蓄電池壽命預測。智能監(jiān)控單元通過對蓄電池運行歷史數(shù)據(jù)的分析，或定期地進行壽命試驗，可以對蓄電池預定壽命進行評估。

4.4 對輸入輸出參數(shù)的監(jiān)控

針對輸入和輸出監(jiān)控的大量參數(shù)，比如輸入輸出電壓、電流、頻率等和負載率等。在對輸入?yún)?shù)進行監(jiān)控時，當外供電電源中斷或參數(shù)偏差過大時，監(jiān)控單元可以及時發(fā)出報警或采取相應的保護措施；對輸出參數(shù)的監(jiān)控可以讓技術人員及時了解到UPS輸出的電源質量、負載使用情況等信息。

5 結束語

不間斷電源設備在實際運維過程中仍然離不開人的作用，UPS作為一種智能化精密電源，對運行環(huán)境與維護人員的素質均提出了較高的要求，只有人防與技防相結合，才能真正確保UPS系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運行。

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〔編輯：張思楠〕

2095－6835（2018）19－0143－02

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10.15913/j.cnki.kjycx.2018.19.143