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聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)在電源管理的應(yīng)用論文
摘要:不間斷電源(UPS)是一種含有儲(chǔ)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(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或其他電力電子設(shè)備提供不間斷的電力供應(yīng)。在對(duì)不間斷電源特性深入分析的基礎(chǔ)上,對(duì)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)在不間斷電源管理中的具體應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)論述,以求達(dá)到設(shè)備在無(wú)人值守狀態(tài)下可靠運(yùn)行的目的,實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的人工看守式維護(hù)管理模式向以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的智能化、自動(dòng)化的集中管理模式的轉(zhuǎn)變,繼而達(dá)到降低維護(hù)成本、提高管理水平的目的。
關(guān)鍵詞:聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控;不間斷電源;儲(chǔ)能裝置;電源浪涌
1概述
不間斷電源(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“UPS”)是一種含有儲(chǔ)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(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或其他電力電子設(shè)備提供不間斷的電力供應(yīng),當(dāng)市電輸入正常時(shí),UPS將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用,同時(shí),它還向機(jī)內(nèi)電池充電;當(dāng)市電中斷時(shí),UPS會(huì)立即將機(jī)內(nèi)電池的電能通過(guò)逆變轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電。UPS電源除了在保障供電的同時(shí),還可以解決電壓下陷、電源浪涌、電源波動(dòng)、諧波失真等由市電電源質(zhì)量差對(duì)負(fù)載設(shè)備造成的危害。
2影響UPS可靠運(yùn)行的因素
不間斷電源作為一個(gè)可靠性好、高性能的用電設(shè)備,對(duì)其本身的管理與監(jiān)控是必不可少的,如果管理不當(dāng),則會(huì)導(dǎo)致UPS本身出現(xiàn)故障,進(jìn)而影響到電子收費(fèi)客服系統(tǒng)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行,而影響UPS可靠運(yùn)行的主要因素包括以下幾個(gè)方面。
2.1環(huán)境因素
UPS的應(yīng)用環(huán)境是一個(gè)非常重要的問(wèn)題,是影響設(shè)備正常運(yùn)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(shí)際運(yùn)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(guò)高時(shí),可使設(shè)備內(nèi)的半導(dǎo)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(guò)低又可使設(shè)備內(nèi)的半導(dǎo)體器件增益降低,使設(shè)備啟動(dòng)困難甚至無(wú)法啟動(dòng),或?qū)е滦铍姵氐碾娊庖簝鼋Y(jié)而無(wú)法放出能量等問(wèn)題出現(xiàn)。
2.2人為因素
UPS運(yùn)行與維護(hù)離不開(kāi)人,用戶(hù)需要具備一定的電源基本知識(shí),并經(jīng)過(guò)UPS廠(chǎng)家的專(zhuān)業(yè)培訓(xùn),否則就會(huì)因?yàn)槿藶橐蛩貙?dǎo)致系統(tǒng)斷電,影響電子收費(fèi)業(yè)務(wù)的辦理。比如,在雙機(jī)并聯(lián)UPS系統(tǒng)中,負(fù)載被均分到兩臺(tái)機(jī)器上,當(dāng)一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)地將故障UPS的負(fù)載轉(zhuǎn)到另一臺(tái)上。此時(shí),面板或監(jiān)視器上就會(huì)顯示有告警信息,如果技術(shù)人員未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并給予修復(fù),一旦瞬間過(guò)載或市電中斷較長(zhǎng)時(shí)間,另一臺(tái)UPS就會(huì)轉(zhuǎn)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(huì)產(chǎn)生極高的電壓并形成電磁場(chǎng)。由于UPS中大量運(yùn)用了半導(dǎo)體、IC芯片等器件,對(duì)電壓都有比較嚴(yán)格的要求,工作電壓一般都在2~10V,超過(guò)一定的電壓就會(huì)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(jìn)而對(duì)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(guò)采取防護(hù)措施避免或減少雷電對(duì)UPS的破壞。研究認(rèn)為,雷電入侵主要有直擊雷與感應(yīng)雷兩種形式,所以,一個(gè)完整的防雷方案應(yīng)包括針對(duì)直擊雷的外部防護(hù)與針對(duì)感應(yīng)雷的內(nèi)部防護(hù)兩個(gè)方面。
3不間斷電源監(jiān)控組網(wǎng)
目前,UPS監(jiān)控技術(shù)主要有基于串行通信方式的監(jiān)控技術(shù)、基于GSM無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控技術(shù)、基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)等組網(wǎng)方案。其中,基于串行通信方式的監(jiān)控技術(shù)受通信距離的限制,難以形成較大的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò);基于GSM無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)雖然具有遠(yuǎn)程維護(hù)管理方便、無(wú)需布線(xiàn)、手機(jī)短信報(bào)警等優(yōu)點(diǎn),但在實(shí)際運(yùn)用當(dāng)中,需要支付一定的移動(dòng)通信費(fèi)用,且該方案一般應(yīng)用于有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,無(wú)法到達(dá)或野外無(wú)人值守的UPS供電場(chǎng)所;基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控技術(shù)是把各網(wǎng)點(diǎn)UPS電源設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制和診斷,實(shí)時(shí)提供UPS的電流、電壓、電池后備時(shí)間和負(fù)載率的狀態(tài)分析,并在出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)通知技術(shù)人員進(jìn)行處理。
4聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用
UPS電源的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的目的在于實(shí)時(shí)掌握UPS的運(yùn)行工況,對(duì)反饋回來(lái)的報(bào)警信息及時(shí)進(jìn)行分析與處理,確保UPS的穩(wěn)定運(yùn)行,根據(jù)以上對(duì)影響UPS可靠運(yùn)行因素的分析,可知對(duì)UPS的監(jiān)控內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面。
4.1運(yùn)行環(huán)境
監(jiān)控對(duì)UPS運(yùn)行環(huán)境因素的監(jiān)測(cè),比如煙、火、酸霧、溫度等因素,當(dāng)UPS運(yùn)行溫度越限時(shí),監(jiān)控單元就可以第一時(shí)間發(fā)出警告,及時(shí)通知用戶(hù)進(jìn)行處理,以防止意外事故或設(shè)備故障的發(fā)生。
4.2充放電過(guò)程監(jiān)控
眾所周知,充電電壓太高會(huì)導(dǎo)致電池因過(guò)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(guò)低會(huì)使電池的化學(xué)反應(yīng)不充分,一段時(shí)間后就會(huì)使電池的容量越來(lái)越小,導(dǎo)致電池早期失效。因此,需要對(duì)UPS的充放電過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控,當(dāng)監(jiān)控到這些參數(shù)偏離過(guò)大后,就可通過(guò)調(diào)整對(duì)應(yīng)的電位器,或用軟件方法及時(shí)調(diào)節(jié),以避免對(duì)電池造成損害。
4.3對(duì)電池參數(shù)的監(jiān)控
針對(duì)蓄電池的性能及使用維護(hù)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,是為了確保其具有較高的可靠性,并延長(zhǎng)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(shí)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(shè)定值的電池超過(guò)2只或3只時(shí),則自動(dòng)進(jìn)入均衡充電管理,控制充電電壓。②蓄電池故障處理。對(duì)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(huì)及時(shí)發(fā)現(xiàn),并及時(shí)發(fā)出聲光告警信號(hào),通知用戶(hù)及時(shí)處理。③蓄電池壽命預(yù)測(cè)。智能監(jiān)控單元通過(guò)對(duì)蓄電池運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)的分析,或定期地進(jìn)行壽命試驗(yàn),可以對(duì)蓄電池預(yù)定壽命進(jìn)行評(píng)估。
4.4對(duì)輸入輸出參數(shù)的監(jiān)控
針對(duì)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(fù)載率等。在對(duì)輸入?yún)?shù)進(jìn)行監(jiān)控時(shí),當(dāng)外供電電源中斷或參數(shù)偏差過(guò)大時(shí),監(jiān)控單元可以及時(shí)發(fā)出報(bào)警或采取相應(yīng)的保護(hù)措施;對(duì)輸出參數(shù)的監(jiān)控可以讓技術(shù)人員及時(shí)了解到UPS輸出的電源質(zhì)量、負(fù)載使用情況等信息。
5結(jié)束語(yǔ)
不間斷電源設(shè)備在實(shí)際運(yùn)維過(guò)程中仍然離不開(kāi)人的作用,UPS作為一種智能化精密電源,對(duì)運(yùn)行環(huán)境與維護(hù)人員的素質(zhì)均提出了較高的要求,只有人防與技防相結(jié)合,才能真正確保UPS系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。
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