电力系统的应用及监控方案

电力系统的应用及监控方案内容摘要：

，只在逆变器发生故障时，由静态电子开关自动将复读机瞬时切换到外电网供电或切换到另一台与之并联的 UPS 上，实现不间断供电。 UPS 提供的电源具有较高的电压和频率稳定性，波形失真也 较小，干扰更优于外电网，是计算机系统最理想的供电方式。 几乎所有的重要计算机设备都采用 UPS 供电。 电源布置和系统设计 设计和施工必须充分了解并掌握供电对象。 充分搜集机房设备和系统的资料才能做好电源布置和系统设计，从而合理地满足机房用电需要。 机房应单设电源管理间，用符合防火要求的隔墙与弱电设备隔离，避免电源管理间噪声、蓄电池酸碱液渗漏和电气火灾等事故传播到计算机设备机房内。 计算机 设备机房与电源管理间中间设单扇朝电源管理间方向开启的连通门，还可考虑设置玻璃观察视窗。 电源管理间应做水泥地面，为防潮、防湿 可砌高 ～ 的水泥平台搁置配电柜和 UPS 电源等。 举例说明如下： 负荷统计。 某机房根据服务器群、交换机、计算机主机、精密空调、各种动力、照明等负荷的统计计算，确定在电源室安装 2 台 300kVA 全数字型 UPS，构成并联冗余系统；电池采用单台 30min 支持时间；配电柜 10 台；照明箱 2台。 系统构成。 根据上述负荷分布状况，分别由楼内两个 10kV 变电所不同变压器的母线出线柜上，各引两路独立的 380／ 220V 三相四线电源送至 UPS 配电间，其中两路为 UPS 配电系统的输入电源，总进线开关长延时整定 800A；另两路为 空调供电电源。 上述电源再由 UPS 配电间的输出柜，将两路 UPS 电源和两路空调电源，分别经两处电气竖井引至主机房配电定，再经相关输出柜配出，馈给主机房的各终端用电设备和配电照明箱等。 UPS 系统的输入／输出配电柜电器元件均为进口产品。 配电柜中设置避雷设备和远程电量监控设备，以实现配电柜防浪涌、防雷击、过流保护，以及对总输入电压、电流、频率进行远程监控等功能。 总进线柜系统框图所示。 其中 UPS 主供：主机设备、网络设备、保安监控设备、大屏显示、音响、消防、应急照明等。 市电主供：空调设备、普通照明和给排风、维修插座 人、一般动力等。 在考虑到大楼低压配电室与机房 UPS 间的距离和用电容量后， UPS 和机房精密空调、应急照明等要考虑设置双路进线互投柜，增加供电的可靠性；动力配电箱为机房其他空调、新风及排气系统、维修插座等配电。 照明配电箱为机房区和其他区域普通照明配电。 各相用电分配要尽量均衡。 配电箱采用标准照明箱，暗装于机房区域的墙面上。 机房配电还应考虑系统的扩展、升级等可能性，并应预留备用容量。 单相负荷应均匀地分配在三相线路上，并使三相负荷不平衡小于 20%。 动力供配电系统 由总配电柜馈出的动力供配电系统采用 50Hz 交流电， 380／ 220V 三相五线电源，TN－ S接地方式，零丝和地线分开设置且零地线之间电压小于 1V。 动力配电柜、照明配电箱采用放射式配电直接配至各用电设备，机房内所有线缆须设计钢制桥 架、线槽或钢管敷设。 由于精密空调的供电电流大、负载动态范围宽，为防止干扰，应考虑另选路径单独敷设电缆。 动力配电柜（箱）具有火警联动保护功能，出现火警时可与消防系统联动及时切断电源，关闭防烟防火阀，并且在值班室安装手动电源切断装置。 动力柜、照明箱内的开关和主要元器件采用进口产品，并设置有效的防雷措施。 有条件时，大型机房最好采 用专用电力变压器供电。 UPS 供配电系统 UPS 供配电系统的供电范围是计算机设备（主机和附属设备）、通信设备、网络设备、保安监控设备、消防系统、应急照明等。 UPS 输出配电回路（每个配电控制开关为一个回路）需按机房内设备要求设置，小型机／服务器、网络核心交换机及重要路由器要由独立双回路供电，其他计算机设备可用一个回路带 3～ 4个插座，固定于地板下。 UPS 供配电系统的可靠性，最主要应体现采用了双电源末端互投上。 工程应用中之所以强调双电源末端互投，是因为前端互投的可靠程度和实用性有所不足的原因。 如图 3 中 UPS 输出配电柜均在地下一层，主机房则在地上四层，一旦电源故障，不仅手投操作十分麻烦，故障检修更是困难。 因此，将两路 UPS电源分别送到主机房配电柜（末端）既可靠，又方便使用。 配电回路要预留若干个插座待以后扩展用，安全插座型号、数量及位置可根据最终机房内设备数量考虑。 UPS 主机的电源应设计单独回路馈送，不得与空调使用同一回路。 配电设备的安装和线路敷设问题 在机房设备布局确定的前提下，按照电气设备用途和设计图纸进行设备安装和线路敷设。 设备安装。 机房配电柜、 UPS 电源柜落地安装；动力配电箱、照明配电箱 底边距地 墙上暗装；根据机房内设备负荷容量和分布情况，机柜（箱）内元器件配置作到排列有序、安装牢固、理线整齐、接线正确、标志明显、外观良好，内外清洁。 分设单相、三相回路，配用小型真空断路器，如 C65N 等线路保护开关。 箱内设置辅助等电位接地母线排。 电源柜及其他电气装置的底座应与建筑楼地面牢靠固定。 电气接线盒内无残留物，盖板整齐、严密、紧贴墙面。 同类电气设备 安装高度应一致。 吊顶内电气装置应安装在便于维修处。 特种电源配电装置应有明显标志，并注明频率、电压。 暗装照明箱或开关面板安装在机房出入口附近墙面的方便位 置。 分体空调插座设置在机房内墙面距地 处。 主机房内应分别设置维修和测试用电源插座，两者应有明显的区别标志。 测试用电源插座应由计算机主机电源系统供电。 其他房间内应适当设置维修用电源插座。 单相检修电源回路要在电源管理间各墙面距地 设置检修电源设备，禁止使用 2kW 以上大功率电感性电动工具。 确需使用这类工具以及三相检修设备，应使用施工移动式配电盘从机房所在楼层附近的动力或照明配电箱接取电源。 线路敷设。 供电距离尽量短，主要是从供电安全考虑，电子计算机电源间应靠近主机房设备。 主机房内活动地板下部的低压配 电线路应采用铜芯屏蔽导线或铜芯屏蔽电缆。 机房内的电源线、信号线和通信线应分别铺设，排列整齐，捆扎固定，长度留有余量。 UPS 电源配电箱（柜）引出的配电线路，穿薄皮钢管或阻燃 PVC管，沿机房活动地板下敷设至各排设备桌、机柜和配线架的背面，经带穿线孔的活动地板引上，穿管保护进入金属导轨式插座线槽、机柜或配线架。 控制台或设备桌后的敷线，用金属导轨式插座线槽并用螺栓固定，安装在设备桌背面距活动地板 ～ 处。 信号线缆在活动地板下从机柜、配线架到各设备，应采用金属线槽沿设备周围或主机房平面纵横布置敷设。 从设 备背面的活动地板穿线孔主的设备（注意不得与电源线路共用活动地板穿线孔，且间距大于 ），信号线缆避免沿机房墙边敷设以防与强电线管交叉。 活动地板下部的电源线应尽可能远离计算机信号线，并避免并排敷设。 当不能避免时，应采取相应的屏蔽措施。 桌上设备之间的信号连线是短线的（长度小于 3m）应沿设备背部桌面明敷，但不得悬吊在设备桌背侧空中；是长线的（长度大于 3m）应从活动地板穿线孔翻下（上）穿薄皮钢管在活动地板下敷设。 机房照明负荷和普通空调负荷，由电源管理间分别引出动力和照明回路供电。 照明和空调负荷线路均沿吊顶内 或墙面敷设，避免在弱电机房内活动地板下穿越。 可靠接地。 总配电柜、 UPS 电源柜、动力配电箱、照明配电箱的金属框架及基础型钢必需接地（ PE）或接零（ PEN）可靠。 门和框架的接地端子间用裸编铜线连 接。 柜、箱内配线整齐。 照明配电箱内的漏电保护器的动作电流不大于 30mmA，动作时间不大于。 接地（ PE）或接零（ PEN）支线必须单独与接地（ PE）或接零（ PEN）干线相连接，不得串联连接。 UPS 电源柜输出端的中性线（ N 极），必须与由接地装置直接引来的接地干线连接，作重复接地，接地电阻小于 4Ω。 当灯具距地面高度 小于 时，灯具的可接近裸露导体必须接地（ PE）或接零（ PEN）可靠，并应有专用接地螺栓和标识。 外电源进线至机房电源管理间时，应将电缆的金属外皮与接地装置连接；从楼外引入的铠装信号电缆和屏蔽信号线，进入弱电机房前也应注意采取防雷击措施，避免沿建筑外墙或防雷引线引雷入室，遭受雷击和高频电磁干扰。 同轴电缆的屏蔽层必须与机壳一起接地。 上述线缆进入机房后，应设金属接线箱（盒），并将线缆金属（屏蔽）外皮连接避雷器或浪涌电压抑止器（ SPD）。 然后与机房等电位接地母排，用截面积不小于 16mm2 的铜芯绝缘线连通。 这 样可以有效的抑制线缆接收到的电磁干扰信号，从而保证信号传输的质量。 从机房送出的信号线路应采用金属线槽沿墙并在吊顶内敷设，避免与其他电气管路平行紧贴。 尽量避开空调、消防、暖气和给排水等管道，与它们的间距按相关规范执行。 金属电缆桥架及其支架和引入或引出的金属电缆导管必须接地（ PE）或接零（ PEN）可靠，且必须符合下列规定： 金属电缆桥架及其支架全长应不少于 2处与接地（ PE）或接零（ PEN）干线相连接。 电缆桥架间连接板的两端跨接铜芯接地线，接地线最小允许截面积不小于 6mm2。 接地（ PE）或接零（ PEN）线在 插座间不串联连接。 工程实施中按上述做法可以较好地处理机房供电的可靠和安全，各种不同电压和频率的信号线缆敷设安全、相互隔离度好、整齐、美观并方便维护管理。 消防系统的要求。 消防系统的设备动力电缆，控制电缆、电线，按规范要求选用耐火型电缆、电线。 其他弱电系统所用电缆、电线均采用阻燃型。 在设备选择及线路敷设时，应充分考虑电磁兼容问题。 第四章 机房环境监测 概述 系统组成及原理说明 KTRN2020机房监控 主 机 本产品采用嵌入式系统设计，将机房环境监控、机房动力环境监控、 UPS电源监控、远程电源控制、精密空调监控、蓄电池监测、基站环境监控、无线短信监控、电力线防盗报警等应用集成一体化，可靠性高，可配置性强，支持多种应用扩展。 主机通过 485 总线挂接温湿度、电量仪、 UPS 蓄电池巡检仪、定位漏水、红外空调控制、精密空调、 UPS 等数据 终端，同时具有 8通道干接点信号检测， 8 通道湿节点信号检测， 4路继电器输出，所有的开关量输入输出通道都设计有3000VRMS 隔离，完全满足于机房监控的高端应用。 可以作多主机联网进行功能扩展，具有 TCP/IP 上位机通讯接口，当连接上位机时，主机作为数据采集终端运行，主机亦可脱离上位机独立运行，此时主机扮演上位机角色，与下位机进行通讯并进行数据处理。 根据需要，主机可工作于两种模式，自动模式下检测到异常，自动报警并触发相 关的继电器动作；手动模式下检查到异常，报警但不触发继电器，此时继电器可通过主机或上位机发出控制 命令。 人机界面采用 寸触摸屏，操作简单，界面清晰简洁，一目了然，方便对主机进行参数配置和数据查询。 应用区域 广泛应用于电信、电力、学校、政府部门等多个领域的机房监控。 产品特点 ● 19寸 2U 上架 标准铁质黑色机箱，易于安装 ● 4路继电器输出 ● 8路有源开关输入（湿节点） ● 8路无源开关输入（干接点） ● 4路红外学习控制 ● 开关量输入和输出为完全独立隔离的通道，所有通道都带有 3000VRMS 隔离 ,以避免接地回路的影响和防止输入线上的电涌所造成的损害 ● 通讯接口为一路带隔离的 RS485 接口，一路 RS232 接口， 10M/100M 自适应以太网接口 ●丰富的可扩展模块，如电话，语音，无线等 操作说明 （前） （后） KTRN2020 接口示意图 （ 1）接口说明： 1）有源开关量（湿节点）输入接口： 参数说明： 通道 1~8 路 逻辑电平 逻辑 0 : 0V~+2V 逻辑 1: +4V~+30V 隔离电压 3000VRMS 输入阻抗 3KΩ / 特性 具有有电和无电的 2 种状态； 2个接点之间有极性，不能反接 用途 外部设备的输入可以提供电源的开关 2）无源开关 量（干节点）输入接口： 参数说明： 通道 1~8 路 逻辑电平 逻辑 0 : 闭合 逻辑 1: 断开 隔离电压 3000VRMS 特性 具有闭合和断开的 2 种状态； 2个接点之间没有极性，可以互换 用途 各种开关如：限位开关、行程开关、脚踏开关、旋转开关、温度开关、液位开关等； 各种按键； 各种传感器的输出，如：环境动力监控中的传感器：水浸传感器、火灾报警传感器、玻璃破碎、振动、烟雾和凝结传感器； 继电器、干簧管的输出； 3）模拟量输入采集接口： 参数说明： 通道 1~8 路 隔离电压 3000VRMS 输入类型 标准工业电压177。 10V、电流信号177。 20mA、420mA 输入阻抗 20M 欧姆 分辨率 16 位 精度 % 特性 16 位分辨率Σ Δ转换器模拟量输入，采集标准工业级信号 用途 标准工业模拟信号采集 4）开关量（继电器）输出接口： 参数说明： 通道 1~4 路 隔离电压 3000VRMS 负载能力 AC:250V/3A DC:30V/3A 特性 SPDT(单刀双掷 )；每个继电器的常闭常开和公共触点通过接线端。