实现UPS实时监控

一、前言
 桂林市电信分公司市局共有10KVA以上N+1并联供电UPS系统9套(20台)，而且都没有做实时监控。如果按以往做法通过UPS的智能监控接口(RS232)接入集中监控平台，由于UPS系统的特殊性，如雷电、干扰等过电压，很容易通过UPS的智能监控接口(RS232)窜入主控电路，造成UPS失控而损坏，所以桂林市局的9套UPS系统全部都没有接入华新监控平台。
 现在的通信机房几乎都实行了无人值守，要保证UPS系统安全、可靠地运行，必需对UPS进行实时监控。为此，桂林电信设备维护中心电源班在领导的关心和支持下，组建了由区级维护骨干蔡朝建，电源专家韦兰、伍汉民、容育壮为核心的科技攻关小组，将“实现UPS实时监控”作为07年的技术创新攻关课题，目的是：既能实现UPS实时监控，又能防止过电压造成UPS的损坏，并能。从2007年2月到2007年7月，我们科技攻关小组共同努力，经过多次的设计、试验、修改、论证和试运行，桂林市局的9套(20台)UPS系统全部实行了实时监控。
二、UPS实时监控电路
1、工作原理：
 UPS系统实时监控的原理图见图1，为了防止雷电、干扰等过电压对UPS的智能监控接口(RS232)影响，我们从UPS的干接点信号输出端取告警信号,这样做的目的是：即使有过电压使UPS干接点信号输出板损坏，也不会造成UPS主控电路损坏。通过对UPS的“逆变器异常(旁路供电)”、“电

说明：
K2为逆变器异常，负载旁路供电告警干触点(常开)；
K1为市电异常，负载由电池逆变供电告警干触点(常开)；
K3为负载由电池逆变供电，且电池已过度放电告警干触点(常开)；
当UPS发生以上异常时，LED指示灯亮；
T0为10分钟延时继电器；
当监控出现熔断器故障告警时，不是熔断器开路就是UPS故障；
6、每套UPS系统使用1套此电路。

 UPS实时监控原理图
                              图1

池逆变”、“电池电压低”及“一般告警”等4种UPS异常告警情况进行实时监控。由于“逆变器异常(旁路供电)“和“电池电压低”为重要的告警信息，须进行即时发送；而“电池逆变”和“一般告警”的告警为次要告警，为了避免市电短时间异常(过压、欠压、频率异常等)及市电停电后，油机启动、预热、市电/油机电转换（全过程约需7分钟）时造成误告警，而对“电池逆变”和“一般告警”的告警信息进行10分钟左右的延时后再发送。UPS系统的所有告警信息，通过UPS系统实时监控器集中控制处理后，送至开关电源直流熔断器的告警信号检测端，再通过华新监控系统送至监控中心，只需将监控平台上原“直流熔断器告警”界面改为“直流熔断器及UPS告警”即可，也可以通过“电话看家”系统，将告警信息通知监控中心或相关人员。
2、UPS实时监控电路图
 UPS系统监控器的电路图见图2。
① 电源电路：
 该电源电路输入采用负48V直流电源，这样能避免市电不正常带来的影响。由于该电路总耗电小于200mA，考滤到元器件采购难易的问题，所以该电路采用线性稳压电源。输入的负48V直流电，经R2、DZ1、 BG1组成的稳压调整电路的调整，输出稳定的－5V供控制电路使用。
② 控制电路：
 该电路由IC1组成，R4、C4、C7为时基，决定IC1的时间常数。当市电停电时，油机自动启动、预热、市电/油机电切换、输出，整个过程约需

 UPS实时监控电路图
 图2

时间为7分钟左右，所以该延时控制电路的延时时间整定为10分钟；R5、R6、D1、D2组成或门电路，负责将所有告警混合成一路告警信号；BG2为继电器驱动电路；LED2、R7组成光告警电路；BG5、R8、蜂鸣器组成声告警电路。
 UPS的“电池逆变”和“一般告警”的告警信号从K1端输入，经IC1延时，从IC1③脚输出，经R5、D1、BG2驱动继电器J1动作，同时LED2亮，由于J1-1动作，而将开关电源直流熔断器的告警信号检测端接地，蜂鸣器响，同时监控中心收到“直流熔断器及UPS告警”；“逆变器异常(旁路供电)“和“电池电压低”的告警信号从K2端输入，经R6、D2、BG2驱动继电器J1动作，同时LED2亮，由于J1-1动作，而将开关电源直流熔断器的告警信号检测端接地，蜂鸣器响，同时监控中心收到“直流熔断器及UPS告警”；J1的另外一组触点J1-2作为输出干接点，用来控制其他告警设备。
3、 告警电路及监控界面
① 告警发送方式采用“电话看家告警系统”平台实现。在“电话看家告警系统”平台上将监控中心值班电话2818338设为第一接收告警信息电话，电力值班室2825638设为第二接收告警信息电话，电源主管设为第三接收告警信息电话，蔡朝建13737736658设为第四接收告警信息电话。
   a.利用“电话看家告警系统”的两个门磁，将其一个门磁设为重要的告警，接入UPS系统监控器输出的“逆变器异常(旁路供电)“和“电池电压低”告警信号，“电话看家告警系统”信息內容为“××局UPS重要告警”；另一个门磁设为次要的告警，接入UPS系统监控器输出的“电池逆变”和“一般告警” 告警信号，“电话看家告警系统”信息內容为“××局UPS次要告警”。
    b. 利用“电话看家告警系统”的四个门磁，将1#门磁设为UPS“逆变器异常(旁路供电)“告警，接入UPS系统监控器输出的“逆变器异常(旁路供电)“告警信号，“电话看家告警系统”信息內容为“××局UPS逆变器异常(旁路供电)告警”；2#门磁设为UPS“电池电压低”告警，接入UPS系统监控器输出的“电池电压低” 告警信号，“电话看家告警系统”信息內容为“××局UPS电池电压低告警”；3#门磁设为UPS“电池逆变”告警，接入UPS系统监控器输出的“电池逆变” 告警信号，“电话看家告警系统”信息內容为“××局UPS电池逆变告警”；4#门磁设为UPS“一般告警”告警，接入UPS系统监控器输出的“一般告警” 告警信号，“电话看家告警系统”信息內容为“××局UPS一般告警”。
② 告警发送方式采用“华新监控”平台实现。监控界面见图3
三、制作、安装、调试
 1、印制板图见图4，BG1调整管必须安装在面积≥100cm2的散热片上，R2为≥2W的金属膜电阻，其他电阻为1/4W金属膜电阻；C4、C7最好用钽电解电容，其他有极性的电容为铝电解电容，无极性的电容为涤纶电容；J1为5V、2*2组、1A小型继电器，其他元器件的选择见图2所标示。
 2、焊装完毕后的UPS实时监控板实物如图5。
 3、UPS实时监控板调试方法：
 ① 给监控控制板接入负48V电源，用万用表测量C3两端的电压，如果为负4.8V～5.6V之间为正常，否则更换稳压二极管DZ1；
 ② 用短连线将K2短路， LED2要亮，并且蜂鸣器发出告警声；
                             图3

 图4

 
 UPS实时监控实物图
 图5
 ③ 用短连线将K1短路并开始计时，约10分钟后LED2要亮，并且蜂鸣器发出告警声，否则要调整R4的阻值或C4、C7的容量，延时时间可按T=R4*(C4+C7)来估算。
 4、安装方法：
 ① 负48V电源从直流配电屏取见图1，用3*1.5mm2电缆连接至监控控制板的电源输入端；
 ② UPS干接点连接见图6，将UPS的“电池逆变”和“一般告警”告警信号的干接点输出端并联，再用2*0.5mm2信号电缆和图2的K1两端并联；
 ③ 将“逆变器异常(旁路供电)“和“电池电压低”告警信号的干接点输出端并联，再用2*0.5mm2信号电缆和图2的K2两端并联；
 ④ 将直流配电屏的直流熔断器华新监控线，从该直流熔断器上取下，再用0.5mm2电缆连接至UPS实时监控板（图2）的“OUT监控信号”端。
 5、系统调试：
 ① 接入负48V电源后LED1点亮，表示电源电路工作正常；
 ② 在UPS“逆变器异常(旁路供电)“和“电池电压低”干接点输出端侧（见图5）用短连线分别短接，此时UPS实时监控系统有声光告警，监控中心的监控平台有“直流熔断器及UPS告警”；
 ③ 在UPS“电池逆变”和“一般告警”干接点输出端侧（见图6）用短连线分别短接，经约10分钟后，UPS实时监控系统有声光告警，监控中心的监控平台有“直流熔断器及UPS告警”。
 ④ 系统调试完毕。

               艾默生UL33

                       台达NT-30KVA

 UPS实时监控干接点连接图
 图6

四、总结
 该UPS实时监控系统是针对有干接点信号输出的大功率UPS设计的，监控信号取于UPS告警干接点输出端，通过不同的告警电路及监控平台，能对UPS运行进行实时监控，并能发出多种的告警信息，能及时、可靠地将UPS告警信息告知设定的监控中心和维护人员。
 该UPS实时监控系统工作稳定，制作成本低(约300元)，元器件易购，制作、安装、调试简单，应用范围广，稍作改变就可以应用于交电供电系统、柴油发电机组、开关电源系统、直流供电系统等电源设备，能对乡镇局接入网、ETS基站的电源设备等进行实时监控。