浅谈联网监控技术在不间断电源管理中的应用

2018-11-30张敏

科技与创新 2018年19期

张敏

张敏

（三明福银高速公路有限责任公司，福建三明 365000）

不间断电源（UPS）是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频不间断电源，主要由计算机、计算机网络或其他电力电子设备提供不间断的电力供应。在对不间断电源特性深入分析的基础上，对联网监控技术在不间断电源管理中的具体应用进行了详细论述，以求达到设备在无人值守状态下可靠运行的目的，实现传统的人工看守式维护管理模式向以计算机技术为基础的智能化、自动化的集中管理模式的转变，继而达到降低维护成本、提高管理水平的目的。

联网监控；不间断电源；储能装置；电源浪涌

1 概述

不间断电源（以下简称“UPS”）是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频不间断电源，主要由计算机、计算机网络或其他电力电子设备提供不间断的电力供应，当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，同时，它还向机内电池充电；当市电中断时，UPS会立即将机内电池的电能通过逆变转换的方法向负载继续供应220 V交流电。UPS电源除了在保障供电的同时，还可以解决电压下陷、电源浪涌、电源波动、谐波失真等由市电电源质量差对负载设备造成的危害。

2 影响UPS可靠运行的因素

不间断电源作为一个可靠性好、高性能的用电设备，对其本身的管理与监控是必不可少的，如果管理不当，则会导致UPS本身出现故障，进而影响到电子收费客服系统设备的稳定运行，而影响UPS可靠运行的主要因素包括以下几个方面。

2.1 环境因素

UPS的应用环境是一个非常重要的问题，是影响设备正常运行的主要因素，具体环境因素又包括温度、湿度、气压、雷电等。实际运行中温度又是最主要的影响因素，一般而言，UPS推荐的工作温度是25 ℃，温度过高时，可使设备内的半导体器件的漏电流增加、寿命缩短，使电磁器件温升提高，破坏绝缘层；温度过低又可使设备内的半导体器件增益降低，使设备启动困难甚至无法启动，或导致蓄电池的电解液冻结而无法放出能量等问题出现。

2.2 人为因素

UPS运行与维护离不开人，用户需要具备一定的电源基本知识，并经过UPS厂家的专业培训，否则就会因为人为因素导致系统断电，影响电子收费业务的办理。比如，在双机并联UPS系统中，负载被均分到两台机器上，当一台出现故障时，系统会自动地将故障UPS的负载转到另一台上。此时，面板或监视器上就会显示有告警信息，如果技术人员未能及时发现并给予修复，一旦瞬间过载或市电中断较长时间，另一台UPS就会转为旁路或断电。

2.3 雷电因素

雷电是自然界的一种大气现象，会产生极高的电压并形成电磁场。由于UPS中大量运用了半导体、IC芯片等器件，对电压都有比较严格的要求，工作电压一般都在2～10 V，超过一定的电压就会被击穿或者烧毁。雷电一旦侵入，就极可能产生上千伏的电压，进而对电子器件造成毁灭性破坏。虽不能避免雷电发生，但却可以通过采取防护措施避免或减少雷电对UPS的破坏。研究认为，雷电入侵主要有直击雷与感应雷两种形式，所以，一个完整的防雷方案应包括针对直击雷的外部防护与针对感应雷的内部防护两个方面。

3 不间断电源监控组网

目前，UPS监控技术主要有基于串行通信方式的监控技术、基于GSM无线网络的监控技术、基于TCP/IP网络等组网方案。其中，基于串行通信方式的监控技术受通信距离的限制，难以形成较大的监控网络；基于GSM无线网络监控技术虽然具有远程维护管理方便、无需布线、手机短信报警等优点，但在实际运用当中，需要支付一定的移动通信费用，且该方案一般应用于有线网络环境，无法到达或野外无人值守的UPS供电场所；基于TCP/IP网络的监控技术是把各网点UPS电源设备作为网络中的一个节点进行控制和诊断，实时提供UPS的电流、电压、电池后备时间和负载率的状态分析，并在出现故障时及时通知技术人员进行处理。

4 联网监控技术的应用

UPS电源的联网监控的目的在于实时掌握UPS的运行工况，对反馈回来的报警信息及时进行分析与处理，确保UPS的稳定运行，根据以上对影响UPS可靠运行因素的分析，可知对UPS的监控内容主要包括以下几个方面。

4.1 运行环境监控

对UPS运行环境因素的监测，比如烟、火、酸雾、温度等因素，当UPS运行温度越限时，监控单元就可以第一时间发出警告，及时通知用户进行处理，以防止意外事故或设备故障的发生。

4.2 充放电过程监控

众所周知，充电电压太高会导致电池因过充而发热，电池内由于产生大量气体而外溢，轻者缩短电池寿命，重者使电池的外壳鼓胀甚至破裂；充电电压过低会使电池的化学反应不充分，一段时间后就会使电池的容量越来越小，导致电池早期失效。

因此，需要对UPS的充放电过程进行监控，当监控到这些参数偏离过大后，就可通过调整对应的电位器，或用软件方法及时调节，以避免对电池造成损害。

4.3 对电池参数的监控

针对蓄电池的性能及使用维护进行实时控制，是为了确保其具有较高的可靠性，并延长其使用寿命。监控的主要内容包括：①均衡充电控制。智能监控单元时刻监视蓄电池组各只电池的端电压，发现端电压偏差大于设定值的电池超过2只或3只时，则自动进入均衡充电管理，控制充电电压。②蓄电池故障处理。对于蓄电池短路、气体泄漏及漏酸、断路等电池故障，智能监控单元会及时发现，并及时发出声光告警信号，通知用户及时处理。③蓄电池寿命预测。智能监控单元通过对蓄电池运行历史数据的分析，或定期地进行寿命试验，可以对蓄电池预定寿命进行评估。