动环监控

第十三章电源环境监控系统电源环境监控系统是对通信机房内的智能开关电源、空调等动力设备以及各种环境量进行集中监控和管理，确保通信机房安全，保证设备可靠运行，减少维护运营成本，维护通信网络的安全畅通。

电源环境监控的对象有开关电源设备、非智能空调、烟雾、水浸、窗磁、门磁、温度和湿度等。

电源环境监控系统的组网方式灵活多样，可利用数字公务通道（开销字节），也可以采用IP数据网，还能够通过拨号方式。

第一节电源监控一、开关电源的结构及各模块作用、功能1.开关电源的结构高频开关电源系统由交流配电、直流配电、整流模块、监控部分组成，其整体结构如图13-1所示。

图13-1 高频开关电源的整体结构市电输入到交流配电，交流配电将电能分配给各路交流负载和整流模块，整流模块将交流电压整流成48V的直流电。

整流模块输出的直流电流汇集到直流母排，再进入直流配电，由直流配电将直流分配给各路负载（传输、交换机等设备），并给电池充电。

监控模块是电源系统的大脑，实时监测和控制电源系统的各个部分。

这四个部分各分担一定的功能，相互配合，保证对直流负载的可靠供电。

由于监控模块配有标准的通信接口，可以通过近程后台或远程后台监控电源系统的运行，实现电源系统的集中维护。

2.各模块作用及功能（1）交流配电：输入市电或油机电，将交流电能分配给各路交流负载。

当市电中断或市电异常时（过压、欠压、缺相等），配电屏能自动发出告警信号，并能自动切换到第二路市电或自动切断交流电源，保护系统。

（2）整流模块：从交流配电取得交流电能，将交流电整流成直流电，输出到直流母排。

交流异常或直流输出异常时发出告警或自动保护。

整流模块发生严重故障时，自动关机，退出工作。

（3）直流配电：将直流母排上的直流电能分配给不同容量的负载，并给电池充电。

当直流供电异常时要产生告警或保护。

如熔断器断告警、电池欠压告警、电池过放电保护等。

（4）监控模块：实时监测和控制电源系统各部分工作。

即监测和控制交流配电、整流模块、直流配电的工作状态。

对电池进行自动管理，即自动控制充电过程，监测电池放电过程，电池电压过低时发出告警或控制直流配电断开电池，自动保护电池。

监控模块还配有标准的通信口，RS232、RS485或RS422通信口，作为后台监控的接口。

二、电源监控系统电源监控系统是电源系统的控制、管理核心，它使人们对通信电源系统的管理由繁琐、枯燥变得简单、有效。

通常其功能表现在三方面：1.电源监控系统可以全面管理电源系统的运行、方便地更改运行参数，对电池的充放电实施全自动管理，记录、统计、分析各种运行数据。

2.当系统出现故障时，它可以及时、准确地给出故障发生部位，指导管理人员及时采取相应措施、缩短维修时间，从而保证电源系统安全、长期、稳定、可靠的运行。

3.通过“遥测，遥信，遥控”功能，实现电源系统的少人值守或全自动化无人值守。

（一）监控系统的组织结构监控系统的总体结构框图如图13-2所示。

系统采用三级测量、控制、管理模式。

最高一级为电源监控后台，电源监控后台通过RS－232或RS－485及MODEM通信方式与电源系统的监控模块连接；电源系统监控模块构成电源监控系统的第二级监控；电源监控系统的第三级监控由各整流模块内的监控单元、交流配电监控单元和直流配电监控单元等组成。

图13-2 监控系统的总体结构框图电源系统监控模块通过RS-485接口与直流配电监控单元、交流配电监控单元和各整流模块监控单元的RS-485接口并联连接在一起。

直流配电、交流配电、整流模块内部的监控单元均采用单片机控制技术，它们是整个监控系统的基础，直接负责监测各部件的工作信息并执行从上级监控单元发出的有关指令，如上报有关部件工作信息，完成对部件的功能控制。

（二）电源监控系统的监控量1.遥测量（1）系统输出总电压、负载总电流；（2）电池电压，电池充放电电流；（3）输入市电电网电压，中相电流，电网频率；（4）各整流模块的输出电压、输出电流。

2.遥信量（1）直流配电各输出支路熔断器通断状态；（2）电池组熔断器通断状态；（3）电池充电电流过大，电池电压欠压、过压；（4）市电电网停电、缺相，电网电压过高、过低；（5）整流模块工作温度过高、整流模块输出电压过高、过低；（6）整流模块输出过流保护、整流模块输入交流电压过高、过低、缺相或相间电压严重不平衡。

3.遥控量（1）整流模块输出电流限流控制；（2）整流模块开启、关停控制；（3）整流模块均、浮充控制；4.遥调量整流模块的输出电压。

（三）基本监控单元1.整流模块的监控单元整流模块监控单元功能表现在两方面：测量整流模块的运行参数，并通过RS-485接口传送给电源系统的监控模块进行信息处理。

接收监控模块发来的对整流模块的各种控制命令并具体完成。

具体来说，测量的模拟量包括整流模块的输出电压和输出电流；采集的报警量有交流输入过低报警、交流输入过高报警、电压不平衡报警、模块过热报警、输出电压过低报警、输出电压过高报警、输出过流报警；对整流模块的控制包括均充、浮充控制，限流点的改变，整流模块的开启和关停以及调节整流模块电压升降等。

整流模块监控单元的基本原理框图如图13-3所示：图13-3 整流模块监控单元的基本原理框图模拟量测量采用零点和满度自校准方式，当工作温度改变或工作时间增长引起测量电路参数改变时，仍能保证测量数据的准确性。

2.直流配电的监控单元直流屏监控单元的主要功能是：测量直流屏的各种参量及故障报警信息，并给出声、光报警。

通过RS-485接口将其监测到的各种参量和故障报警信息传送给电源系统的监控模块，作为监控模块管理电源系统的重要依据。

其原理框图如图13-4所示。

直流屏监控单元测量的模拟量主要有系统输出总电流、系统输出总电压、二组电池组充放电电流。

采集的报警量有各直流配电输出熔断器通断状态、二组电池熔断器通断状态、电池充电电流过大预报警、电池充电电流紧急报警、电池电压欠压预报警、电池电压欠压紧急报警、电池电压过压预报警、电池电压过压紧急报警等。

图13-4 直流配电监控单元的原理框图3.交流配电的监控单元交流监控单元除测量交流电压外，还要检测空气开关是否跳闸、防雷器是否损坏等。

同时对电网出现的如电网停电、电网电压过高、电网电压过低，给出具体指示，并发出声光报警。

当电网停电时，交流监控单元还将接通照明接触器，以提供紧急照明用电。

上述各种交流数据及参量通过RS-485接口传送给监控模块，作为监控模块全自动管理、控制电源系统的依据之一。

其原理框图如图13-5所示。

图13-5 交流配电监控单元的原理框图交流信号转变为直流信号采用的是真有效值转换器，也就是说无论交流信号有何种畸变，最终测量的结果仍然保证是有效值。

第二节机房监控对通信机房的环境监控一般包括温湿度、烟雾、水浸、门禁、红外等环境量的监测。

一、系统组成结构环境集中监控系统由监控中心SC、监控站SS、监控单元SU组成，用于通信局站动力设备及环境的集中监控、集中管理、集中维护，系统可分为二级或三级结构。

其结构如图13-6所示。

图13-6 环境集中监控系统结构图1.监控中心SC（监控站SS）监控中心SC是整个本地网动力环境监控系统的监控和管理中心，主要完成全网的监控信息的统计处理及分析。

监控中心SC一般由数据服务器、监控台、打印机及网络接入设备组成。

系统组成如图13-7所示。

图13-7 监控中心组成示意图（1）服务器：作为监控中心的组网核心，其内部安装监控系统软件的数据台以及SQL Server数据库软件。

其主要功能是对数据的处理、保存和转发。

另外服务器中还安装监控系统软件的SC前端模块，完成对各监控站（SS）的信息汇总和管理功能。

（2）监控台：是用户监测和调控机房设备的工作平台，它实时监测设备运行状态，及时处理设备告警，用户只需简单的操作便可实现查看设备的实时运行数据、调控设备参数的功能。

（3）网络接入设备：将来自不同传输信道的数据通过接口协议转换等方式接入监控中心的局域网。

2.监控单元SU利用监控服务器（或多串口网桥）等组网设备，搭建SU内智能/非智能设备及传输信道的汇接平台，实现对动力、环境设备的组网，实现对动力环境设备的闭环控制、与监控维护中心数据通讯，数据存储等功能。

其组网结构如图13-8所示。

其中监控服务器同时具有协议转换和汇聚组网两项功能；环境监控器则用来完成对环境量的采集。

如需监控蓄电池单体电池电压，则需增加单体电池监控器。

图13-8 监控单元组网结构第三节系统维护要求1.电源环境监控系统必须完好可用，能够实时反映被监控机房的烟雾、湿度、温度、水浸、门禁、空调等的状况，实时反映被监控设备的电源供应情况，电源设备运行情况，故障报警等情况。

2.电源环境监控系统网管设置在通信段网管中心，网管应具有声光报警功能。

3.电源环境监控系统的前端采集设备应从高频开关电源单路供电，网管及配套设备应由不间断电源供电。

4.电源环境监控系统必选的监控点：开关电源供电系统智能接口能送出的所有信息；无人值守通信机房的温、湿度（对于不具有加湿设备的机房，湿度可作为选项）；无人值守通信机房空调、门禁、水浸；无人值守机房消防温感、消防烟感；无人值守机房交流电源的供电情况；无人值守通信机房蓄电池电压、电流情况。

5.电源环境监控设备应良好接地，并有防雷措施，防雷应符合ITU-T K.20《电信交换设备耐过电压和过电流能力》中对防雷与过压保护能力的要求。

6.对于通过拨号进入电源环境监控系统的接入号码不得对外公开，确保监控使用。

7.电源环境监控系统的使用，维护人员应严格执行操作规则，遵守人机命令管理规定，未经批准不做超越职责范围的操作。

8.电源及环境监控中心的值班人员应实时监视系统的运行状况，对各种异常信息和声光告警，立即处理。

对于紧急告警，应立即通知被监控机房维护责任部门及相关人员进行处理，并按照规定及时上报。