《机房动力监控系统》word版.docx
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《机房动力监控系统》word版
新机房动力监控系统
概述3
第一章配电柜电量监测3
1.1智能电量仪3
1.1.1技术参数4
1.1.2使用说明5
1.1.3参数设置选项8
1.1.4接线说明10
1.2电流互感器10
1.3智能电量仪监控协议模块12
第二章配电柜开关监控12
2.1断电器12
2.2断电器保护箱12
2.3配电柜开关监控协议模块12
第三章市电停电监控13
3.1市电停电传感器13
3.1.1应用领域13
3.1.2产品特色13
3.1.3技术参数13
3.1.4安装示意图14
3.1.5接线说明14
3.1.6注意事项14
3.2市电停电监控协议模块14
第四章UPS监控14
4.1通信模块14
4.1.1模块化UPS主机15
4.2UPS监控协议模块15
第五章蓄电池表面温度监测15
5.1温度探头15
5.2温度探头贴片16
5.3蓄电池温度监控协议模块16
第六章蓄电池监测16
6.1蓄电池监测仪16
6.1.1产品特点16
6.1.2技术参数17
6.1.3前面板说明17
6.1.4后面板说明17
6.1.5注意事项18
6.2霍尔传感器18
6.3电池夹19
6.4蓄电池监控协议模块19
概述
1）随着社会信息化程度的不断提高，机房计算机系统的数量与日俱增，其环境设备也日益增多，机房环境设备（如供配电系统、UPS电源、空调、消防系统、保安系统、漏水检测系统等）必须时时刻刻为计算机系统提供正常的运行环境。
因此，机房动力环境监控尤为重要。
由于机房安全可靠稳定运行的重要性，较大型的信息中心都规划和增加了动力环境监控系统。
但是一些较小的信息中心如小型基站、小型机房等，由于成本和网络的原因，这些重要的信息中心却没有适合的动力环境监控产品和方案，因此信息中心设备的安全稳定运行缺少了有力的保障。
2）针对以上这种情况，市面上出现了一体化动力环监控系统方案，该方案通过采用智能采集监控服务器为核心，配以一些简单的外围传感器件，为小型机房、动力环境监控应用提供高可靠性、高度适用性、低成本的一体化解决方案。
系统提供信息中心环境的监测、控制、告警、预警等功能，为这些小型信息中心设备的安全运行提供保护，当设备故障时及时通知工作人员，大大提高对故障的快速反应能力。
第1章配电柜电量监测
1路，监测市电的实时供电参数，如三相电压、电流等
1.1智能电量仪
KTR-202UC型三相电量仪
KTR-202UC型电量仪（以下简称仪表）采用大屏幕的LCD液晶显示屏，可显示三相线电压，三相相电压，三相电流，三相（总）有功功率，三相（总）无功功率，三相（总）视在功率，三相（总）功率因数，总有功电量，总无功电量，电网频率等交流电参量，可用于主回路或二次回路的变量检测，对于实时监测用户电网的供电质量提供准确，可靠的数据依据。
仪表各项技术指标符合GB/T17883-1999《0.2S级和0.5S级静止式交流有功电度表》，GB/T17882-1999《2级和3级静止式交流无功电度表》，DL/T614-1997《多功能电度表》等国家标准以及行业标准。
仪表体积小巧，安装方便，风格统一的人机界面方便用户对数据的查询和配置，具有2路开关量输入，2路开关量输出满足用户不同场合的需求，与上位机的通讯接口采用带隔离保护的RS485，保证数据传输的稳定性和可靠性，并有标准的MODBUS通讯协议，大大缩短对设备二次开发的时间。
1.1.1技术参数
项目
技术参数
电源
供电电压
AC（185V-265V）或取某相电压
功耗
电压回路：
每相≦1.5W,6VA
电流回路：
每相≦0.2VA
测量指标
电压规格
3×220/380VRMS精度：
0.2级
电流规格
5A额定RMS精度：
0.2级
频率
35HZ~65HZ
功率
有功精度：
0.5级
无功精度：
1级
功率因数
精度：
0.5级
通讯
通讯接口
带隔离保护的RS485接口
通讯规约
MODBUS-RTU
通讯速率
可设置BPS1200~19200
显示
LCD液晶字符显示
过载能力
2倍额定电流：
连续工作
10倍额定电流：
20S
20倍额定电流：
1S
启动
符合GB/T17883-1999及GB/T17882-1999要求
潜动
电压回路加额定电压的115%，电流线路无电流，仪表测试输出不产生多于一个脉冲
工作温度范围
-40℃—80℃
相对湿度
≦90％（无凝露）
1.1.2使用说明
图4.0界面说明
仪表采用菜单显示方式，
对应面板上的四个按键，分别代表上翻页，下翻页，退出，确定。
上翻、下翻按键用于主菜单上的上下翻页及数字参数的加减，退出按键可在测量和参数设置两大主菜单之间切换或返回上一级，确定按键用于进入菜单的子选项。
1）、电参量测量显示项目：
1-a）线电压：
显示三相线电压及线电压的平均值
图4.1线电压测量显示
1-b）相电压：
显示三相相电压及相电压的平均值
图4.2相电压测量显示
1-c）相电流：
显示三相电流及三相总电流
图4.3相电流测量显示
1-d）功率因数：
显示三相功率因数及总功率因数
图4.4功率因数测量显示
1-e）有功功率：
显示三相有功功率及总有功功率
图4.5有功功率测量显示
1-f）无功功率：
显示三相无功功率及总无功功率
图4.6无功功率测量显示
1-g）视在功率：
显示三相视在功率及总视在功率
图4.7视在功率测量显示
1-h）线频率：
显示三相电网频率
图4.8线频率测量显示
1-i）电量：
显示有功电量和无功电量
图4.9有功无功电能计量显示
1.1.3参数设置选项
进入修改参数界面首先要输入正确的设置密码，初始密码默认0000
2-a）密码输入：
按上翻和下翻编辑数字，按确定键移动光标，编辑完最后一位数字按确定键后检验密码，正确则进入设置菜单，密码不正确返回测量界面。
图4.10参数修改密码设置
2-b）地址和波特率设置：
按上翻和下翻编辑数字
图4.11地址和波特率设置
2-c）CT和PT变比设置：
按上翻和下翻编辑数字，根据所接互感器输入正确的变比系数
图4.12CT和PT变比设置
2-d）电压电流限值设置：
按上翻和下翻编辑数字
图4.13电压电流限值设置
2-e）参数修改密码设置：
按上翻和下翻编辑数字
图4.14参数修改密码设置
1.1.4接线说明
1.2电流互感器
电流互感器原理是依据电磁感应原理的。
电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。
它的一次侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次侧绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次侧回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。
电流互感器是把一次侧大电流转换成二次侧小电流来使用，二次侧不可开路
1.2.1电流互感器的使用
1）电流互感器的接线应遵守串联原则：
即一次绕阻应与被测电路串联，而二次绕阻则与所有仪表负载串联
2）按被测电流大小，选择合适的变化，否则误差将增大。
同时，二次侧一端必须接地，以防绝缘一旦损坏时，一次侧高压窜入二次低压侧，造成人身和设备事故。
3）二次侧绝对不允许开路。
因一旦开路，一次侧电流I1全部成为磁化电流，引起φm和E2骤增，造成铁心过度饱和磁化，发热严重乃至烧毁线圈；同时，磁路过度饱和磁化后，使误差增大。
电流互感器在正常工作时，二次侧近似于短路，若突然使其开路，则励磁
电动势由数值很小的值骤变为很大的值，铁芯中的磁通呈现严重饱和的平顶波，因此二次侧绕组将在磁通过零时感应出很高的尖顶波，其值可达到数千甚至上万伏，危及工作人员的安全及仪表的绝缘性能。
4）为了满足测量仪表、继电保护、断路器失灵判断和故障滤波等装置的需要，在发电机、变压器、出线、母线分段断路器、母线断路器、旁路断路器等回路中均设2～8个二次绕阻的电流互感器。
对于大电流接地系统，一般按三相配置；对于小电流接地系统，依具体要求按二相或三相配置
5）对于保护用电流互感器的装设地点应按尽量消除主保护装置的不保护区来设置。
例如：
若有两组电流互感器，且位置允许时，应设在断路器两侧，使断路器处于交叉保护范围之中
6）为了防止支柱式电流互感器套管闪络造成母线故障，电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧
7）为了减轻发电机内部故障时的损伤，用于自动调节励磁装置的电流互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧。
为了便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障，用于测量仪表的电流互感器宜装在发电机中性点侧。
1.2.2电流互感器的作用
1）为了保证电力系统安全经济运行,必须对电力设备的运行情况进行监视和测量.但一般的测量和保护装置不能直接接入一次高压设备,而需要将一次系统的大电流按比例变换成小电流,供给测量仪表和保护装置使用。
2）在测量交变电流的大电流时,为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流（我国规定电流互感器的二次额定为5A或1A），另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。
电流互感器就起到变流和电气隔离作用。
它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器，电流互感器将高电流按比例转换成低电流，电流互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。
3）所以电流互感器会分为测量用电流互感器和保护用电流互感器；测量用电流互感器的作用是用来计量（计费）和测量运行设备电流的；保护用电流互感器主要与继电装置配合，在线路发生短路过载等故障时，向继电装置提供信号切断故障电路，以保护供电系统的安全。
1.3智能电量仪监控协议模块
第2章配电柜开关监控
配电开关：
1路，监测配电开关的通断电状态
2.1断电器
断电器:
断电器的作用是周期性的通断点火线圈初级回路，一般由触电和断电凸轮组成。
断电器触点副有钨合金制成，一触点为固定触点，另一触点为活动触点.固定触点搭铁是通过紧固螺钉固定在活动底板和下部的固定底板上实现的，可借助转动偏心螺钉调整触点间隙;活动触点固定在触点臂的一端，触点臂的另一端套在销钉上，触点臂靠弹簧片压紧在断电凸轮上，触点臂经弹簧片和导线与壳体外面的绝缘接线柱连接。
断电凸轮的凸角数和发动机气缸数相同，断电凸轮于拨板制成一体，装在分电器轴上，离心提前机构的离心重块由分电器轴驱动。
2.2断电器保护箱
2.3配电柜开关监控协议模块
第3章市电停电监控
1路，监测市电停电报警，提醒管理人员
3.1市电停电传感器
工业用电和商业用电在线路上往往是分开的，电压上是有差异，对线路的保护也不一样。
现在的科技已经很发达，自能化很高，很多时候不需要人工去监控设备，但忽然停电或线路保护，设备停止工作，由于线路不同，办公司还有电，工作人员不能及时发现；对电网线路的监控成为需要。
来电检测器是检测有没有市电的智能设备，有两种信号检测方式，可以是电平检测,也可以通过RS485读取当前市电状态。
本设备安全可靠，体积小,接线方便。
适合各种室内环境使用。
3.1.1应用领域
适用：
机房、基站、仓库、实验室、等重要防断电场合。
3.1.2产品特色
本产品具有高可靠、抗干扰、灵敏度高、响应时间迅速等特点,检测精确，无误报。
3.1.3技术参数
技术参数
通信方式
RS485或TTL（0-5V）电平
传输速率
9600
直流电压
9～30DC
交流电压
0V-275V
工作温度、湿度
-25~85℃，5~95%RH,不凝露
储存温度、湿度
-60~125℃，5~95%RH，不凝露
3.1.4安装示意图
3.1.5接线说明
①RS485接法：
DC是低压电源输入，N和L是接市电220V，B是接RS485的（B-）,A接RS485的（A+）。
②TTL接法：
DC是低压电源输入，N和L是接市电220V，B是电平输出,A是信号地。
3.1.6注意事项
连接市电时，最好带绝缘手套，不要短路.
3.2市电停电监控协议模块
第4章UPS监控
1台，监测UPS的工作状态和运行参数
4.1通信模块
模块化UPS采用标准的结构设计，每套系统由功率模块、监控模块、静态开关组成。
其中功率模块可并联，平均分担负载。
如遇故障自动退出系统，由其它功率模块来承担负载，既能水平扩展，又能垂直扩展。
独特的冗余并机技术使设备无单点故障，以确保电源的最高可用性。
所有的模块可以实现热拔插，可以实现在线更换，维修是最安全的电源保护方案。
本方案由模块化UPS主机、智能化配电系统、电池组合而成
4.1.1模块化UPS主机
1）模块化UPS功率模块采用双变换在线式结构，包括整流器、逆变器、充电器、控制电路、与输入输出电池母排的断路开关。
具有输入功率因数补偿功能。
所有模块均可在线热插拔更换，提供最高级别的可用性、可维护性。
2）模块化UPS主机控制模块采用工业CANBUS总线控制结构，由两块冗余的可热插拔的控制模块来完成对系统的控制管理。
一个控制模块故障不会影响到系统的正常工作。
控制模块可在线热插拔更换。
功率模块的并联也由控制模块集中管理，按照统一的并机参数运行，一个功率模块故障可自动的退出并联系统，不会对整个并联系统造成危害。
模块化UPS系统采用独立的静态旁路模块，不采用多个静态旁路结构，以避免转旁路时的多个旁路不均流而造成的过载损坏。
模块并联输出电压精度为±1%，并机环流<1%。
3）标配SNMP卡，采用HTTP协议、SNMP协议、TELNET协议等。
可对UPS中市电状态、电池状态、旁路状态、逆变状态、自检状态、开机状态和输入电压、输出电压、负载百分比、输入频率、电池电压、电池容量、电池放电时间、UPS机内温度、周边环境温度等等UPS电源的运行情况一目了然，提高UPS电源保障系统的管理效率和管理品质。
选用开放的windowsNT/windows2000/windowsXP/windows2003操作系统平台。
4）可以选配备温湿度传感器，插入多功能网卡，通过网络实现对机房环境的温湿度监控和报警。
4.2UPS监控协议模块
第5章蓄电池表面温度监测
1组，每组32节12V蓄电池，监测单体蓄电池的电表面温度参数
5.1温度探头
1）热电偶由两根不同导线（热电极）组成，它们的一端是互相焊接的，形成热电偶的测量端（也称工作端）。
将它插入待测温度的介质中;而热电偶的另一端（参比端或自由端）则与显示仪表相连。
如果热电偶的测量端与参比端存在温度差，则显示仪表将指出热电偶产生的热电动势。
2）温度探头一般是热电偶或者热电阻，热电偶温度变化有电压变化，热电阻温度变化有电阻变化，说明是好的。
应用范围：
温度计的配件，探头。
5.2温度探头贴片
5.3蓄电池温度监控协议模块
第6章蓄电池监测
1组，每组32节12V蓄电池，监测单体蓄电池的电压、组电压、充放电电流参数
6.1蓄电池监测仪
KTR-3032T型蓄电池在线巡检仪
KTR-3032T型蓄电池在线巡检仪可以对蓄电池单体电压、蓄电池组总电压、蓄电池组充放电电流和单体蓄电池环境温度进行巡回监测，实时反馈单体电池性能，并在出现欠压、过流充放电和温度超标时报警提示，及时发现性能恶化的故障电池。
6.1.1产品特点
●蓄电池与测量回路电气隔离，确保测量主机安全与数据的稳定可靠。
●实时巡检32路电池电压，测量量程可达0-48V，满足单体端电压48V以内的所有蓄电池组成的电池组
●2路充放电电流（量程根据蓄电池组的容量选定），支持多种模拟输出信号的霍尔变送器
●可精确测量每一节单体电池的表面温度
●RS485通讯接口，MODBUS标准协议，RS232接口方便外接各种串口设备
●主机直接巡检最多32路电池，无需复杂扩展与额外设置
●各数据超过设定值声光告警提示，告警值可随意设定
●插拔端子接线，方便用户接线和后期的产品维护
6.1.2技术参数
项目
技术参数
供电电源
220V（AC）/12V（DC）
32路单体电压
0-48V（0-50V精度0.2%）
2路充放电电流
0-300A（量程可选）
32路单体温度
-55℃-125℃
巡检周期
<2S
工作温度范围
-20℃—70℃
相对湿度
10％-90％RH
RS485通讯速率
软件设置1200—19200bps
通讯距离
1200米
6.1.3前面板说明
设备正常运行时，工作指示灯绿色长亮，通讯指示灯闪烁提示正在指令下发或巡检数据上传，当有蓄电池数据超过设定的安全数据范围时，报警指示灯点亮。
电压，温度，充放电电流的报警范围都可以通过上位机进行设定。
指令格式请参照KTR-3032型蓄电池巡检仪通讯协议V1.0；
RESET按键用于重置设备通讯地址和通讯速率,按下RESET键，运行指示灯闪烁一下，设备地址恢复01，通讯速率恢复9600bps。
设备正常工作后请不要随意按下RESET键，以免造成正在进行的通讯发生中断。
6.1.4后面板说明
1）设备上标有
的接线端子依次连接蓄电池组中单体电池的正负极，最多可连接32节电池，在接线时一定要注意电池的极性，接线端子的螺丝务必拧紧，以免反接或短接造成设备损害或安全隐患！
温度接线端子连接温度传感器,按照标号可依次连接32路温度传感器。
接线前请注意传感器供电的正负电源，以免接反造成传感器损坏。
2）电流可外接两路电流霍尔变送器，并为传感器提供正负15V的电源，可支持传感器输出的多种模拟信号类型。
本设备配置的霍尔传感器量程为100A，输出正负5V电压信号，可测量双向电流正负100A，接线时应特别注意端子上的标识，切勿接错，传感器+→设备V+，传感器-→设备V-，传感器G→设备0，
传感器M→设备M1或M2；若使用其他类型的传感器，请参照传感器的使用说明接线。
错误的接线有可能导致传感器或设备的损坏。
3）设备通讯接口留有RS485，用于与上位机通讯。
RS232接口用于连接功能设备如打印机，显示设备等。
4）设备供电可支持交流220V或直流12V供电。
6.1.5注意事项
由于接线的数目过多，所以在接线的过程中一定要看清标识，认真细致，以免造成电池短路发生危险。
6.2霍尔传感器
1）磁场中有一个霍尔半导体片，恒定电流I从A到B通过该片。
在洛仑兹力的作用下，I的电子流在通过霍尔半导体时向一侧偏移，使该片在CD方向上产生电位差，这就是所谓的霍尔电压。
2）霍尔电压随磁场强度的变化而变化，磁场越强，电压越高，磁场越弱，电压越低，霍尔电压值很小，通常只有几个毫伏，但经集成电路中的放大器放大，就能使该电压放大到足以输出较强的信号。
若使霍尔集成电路起传感作用，需要用机械的方法来改变磁场强度。
下图所示的方法是用一个转动的叶轮作为控制磁通量的开关，当叶轮叶片处于磁铁和霍尔集成电路之间的气隙中时，磁场偏离集成片，霍尔电压消失。
这样，霍尔集成电路的输出电压的变化，就能表示出叶轮驱动轴的某一位置，利用这一工作原理，可将霍尔集成电路片用作用点火正时传感器。
霍尔效应传感器属于被动型传感器，它要有外加电源才能工作，这一特点使它能检测转速低的运转情况。
6.2.1元件
根据霍尔效应，人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。
它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。
6.3电池夹
6.4蓄电池监控协议模块
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