数据中.心动环监控系统分析与应用

刘细凤

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：介绍了数据中.心动环监控系统，并结合原理图详细分析。本系统主要对数据中.心的电源设备和环境参数 进行监控，如 UPS、蓄电池、配电柜、温湿度、漏水监测等，将实现多机房、微模块远程联网集中监管， 从而为提高数据中.心能源效率的指标 PUE 值奠定坚实的基础。

关键词：数据中.心；状态参数；监控；节能

0引言

数据中.心动环监控系统是对数据中.心进行远程监控的系统，是管理运维人员进行远程集中维护与操作的基本支撑工具，是展示数据中.心能效协助节能的有.效平台，可实现对数据机房的动力设备参数、环境状态、能效计量和机房内各类设备位置的监控。实现以上监控功能，可通过环境状态感知、环境状态采集、环境状态异常报.警、环境状态保存和环境状态呈现等几个步骤实现。

（1）机房动力环境监控系统监测对象有：柴油发电机、配电柜、列头柜（或母线槽）、UPS、蓄电池组、温湿度、水浸漏水、精.密空调、氢气检测、视.频监控、门禁等，终都集成在动环监控平台中统一管理。在故障报.警前可进行预警，故障报.警发生时能通过各种方式通知管理人员，管理人员可以方便地设置和调整报.警参数和条件。

（2）系统将通过TCP/IP网络进行数据传输，采用B/S的架构,便于远程访问和集中监控。所监控的设备或者子系统均通过串口/网络接入到监控服务器；各智能设备按照同种设备一定数量分为不同的组，通过串口连接的各组设备以手拉手的方式串接起来，再接入到嵌入式采集器；本工程一般在消防值班室配置监控服务器,也可为电力室另配置监控服务器。嵌入式采集器和监控服务器数据库数据实时同步，以便监控和报.警。嵌入式采集器有本地存储功能，可存储3～12个月的数据。.

下面对系统监控的设备及参数做详细介绍。

1动力监控

1.1柴油发电机监测

通过柴油发电机所带的智能数据接口，对发电机的三相输出电压、三相输出电流、输出功率、输出频率、启动电池电压、液位、工作状态等进行实时监控和显示。同时，也可对发电机的工作方式（手自动）、自动转换开关（ATS）状态、柴油泄露、启动失败、过载、紧急停车等各类故障进行监测和报.警。

1.2开关电源监测

通过智能数据接口对开关电源实现三相输入电压、三相输出电流、输入频率、输出母线电压、整流模块单体输出电流、总负载电流、蓄电池充电电流、主要分路电流等参数进行实时监测。通过开关电源的智能接口，采用总线的方式将信号接入数据采集器，由监控平台监测机房内的开关电源运行情况。

1.3配电柜、列头柜及开关监测

监测信号线连至列头柜、UPS输入柜、UPS输出柜、二级空调配电柜的自带智能接口电量仪，纳入统一监控平台。监测各配电柜总进线三相电源的相电压、线电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率、频率等参数，同时可监测各回路开关和ATS开关状态。

1.4UPS主机监测

通过UPS设备提供的智能数据接口，由监控平台软件进行UPS的实时监测。实时监视UPS的各项参数：输入输出及旁路电力参数（电压、频率、负载数据等），电池参数（总电压、总充放电电流、温度、后备时间等），工作状态（工作模式），同步状态，UPS/旁路供电，整流器、逆变器、旁路、电池部件等故障状态等。

1.5蓄电池监测

通过单体蓄电池检测模块对每节蓄电池进行连线检测，再由蓄电池检测仪采用总线的方式将信号接入到数据采集器，对蓄电池报.警进行实时监测。另外，能够实时监测蓄电池组的总电压、充放电电流、单节电池电压、单节电池内阻(可选)和ji柱温度，具备单体电池模拟量监控接入功能。

2环境监控

2.1温湿度监测

在机房的重要区域（如冷热通道以及UPS室、电池室等），安装带液晶显示面板的温湿度传感器，一旦发现异常立即启动报.警。温湿度传感器不允许安装在设备热出风口。温湿度传感器对环境温湿度进行监测，既可在液晶面板上看到当前的温湿度实时数值，也可采用总线的方式将信号接入数据采集器，远程实时监测，同时可与其它设备或系统进行联动，如当温度过高时，可自动启动空调制冷。

2.2漏水监测

在空调主机周边区域、空调排水管周边区域、机房内含水管道周边区域等有水源的地方，安装定位式水浸传感器（通常为漏水绳），水浸主机控制器采用总线的方式将漏水报.警信号直接接入数据采集器，进行漏水的实时监测。

2.3精.密空调监控

机房温度出现异常时，将对机房其他设备运行造成严重影响，精.密空调设备采用总线的方式将监控信号直接接入到数据采集器，远程实时监测。通过智能通讯接口，实现以下功能实时监测控制：空调状态（开机、关机）、当前温度值、工作模式、空调模式、风速、调温设置、定时启动时间段、温度控制启动上下限阀值等。

2.4湿膜加湿器监控

能通过智能数据接口，对机房、电力室、配套用房的湿膜加湿器的运行参数和故障报.警进行监控。

3其他监控

3.1视.频监控

视.频.监控作为安全管控、远程监视、事故追溯的重要手段，于建设初期应提前按要求部署视.频监控系统，通过摄.像机等设备对关键区域实施监控。

机房内所有分区有监控，重要机房的所有过道、冷热通道均设置至少2个摄.像机形成对射，无盲区覆盖，配置7*24小时视.频监控条件。通常采用1080P高清摄.像机，出入机房楼大厅配置具备人脸识别功能的摄.像机和门禁道闸，所有视.频资料保存时间为90天，并具备智能监控、离线告警等功能。

3.2门禁管理

门禁管理可进行在线授权、撤销，配置门禁参数、远程操作开门、事故断电常开、布防撤防等。具有持卡人员配置管理功能，能配置管理部门人员信息，能按时段分配持卡人员权限。系统可实时的反映当前门禁状态，能够远程操作门禁开关，实时监控持卡人员的出入情况，对操作的结果和告警信息实时给出提示。可查询人员出入记录、操作记录、告警记录，管理各项信息，同时能够输出各种统计报表。

3.3新风机组监控

监测新风机组风机的运行状态、故障状态、手自动状态、新风阀执行器的开关状态、过滤网堵塞状态（压差）、送风温度等，控制电动阀开度、新风机组的开启和关闭（双DO）、新风阀执行器的开启和关闭（双DO）。

3.4氢气监测

监测蓄电池室内氢气浓度，通过采集模块数据采集氢气传感器浓度。

3.5各类风机监控

监测送风机、排风机、补风机等各类风机的运行状态、故障状态、手自动状态等，控制风机的开启和关闭（双DO）。

注意事项：后三项监控现在通常纳入BA系统，根据氢气监测、冷媒泄露监测等联动各类风机的启停，如果风机管理多个机房，则还要联动管理风阀执行器的启停。新风机组监控通常会有两种模式：（1）新风机组采用冷冻水作为冷源，则由BA系统监控具体DI、DO、AI、AO信息点；（2）如直彭新风机组采用特定介质作为冷源，自带室外机组，则通常由产品自成系统，通过智能数据接口整体连接至BA。

4原理图展示

图1

图2

5动环监控系统解决方案

通过数据中.心动环监控系统，实现了对数据中.心的门禁状态、水浸状态，烟雾状态，视.频状态，环境状态，高低压配电状态，设备运行状态进行实时监测，并进行实时报.警，保障数据中.心正常运行，避免运行环境的失控导致配电设备运行故障，保证维护人员安全，延长设备使用寿命，减少配电室粗放式管理导致成本过高。同时实现动环监控并对各用能耗能进行能效分析，帮助用户实现用能效率的优化。

5.1系统功能

（1）展示当前数据中.心总能耗，IT能耗，空调能耗，及其他能耗并且计算出当前数据中.心实时PUE值，通过仪表盘形式直观展示。

（2）选择查看数据中.心的中低压配电系统主接线图，并在一次图显示配电系统当前遥测、遥信数据和状态。实时监测各配电柜的电压、电流等电力参数，变电站的温湿度、烟感、水浸、门禁等环境情况。

（3）电气接点温度实时监测，断路器触头、触臂、母排和线缆连接等位置安装无线测温传感器监测接点温度，便于提前发现温度异常导致的事故。

（4）监测各变压器各项参数，包括负载率、频率、功率因数、三相不平衡度等，并且显示历时曲线图，数据实时变化。帮助用户直

（5）电能质量在线监测，可以监测电流和电压谐波畸变率、电压暂升暂降暂中断等暂态事件记录、ITIC容ren曲线等

（6）系统采集UPS输入、输出端和旁路三相电压、电流、有功功率、功率因数频率，同时监测UPS温度、蓄电池电压、当前负载下的剩余时间等数据。

（7）展示单体电池电压、内阻和温度，预测电池带载时剩余时间，每节电池数据均可以设置异常报.警，及时发现蓄电池异常。

（8）展示精.密配电柜内进线和馈线回路电气参数，包括电流电压功率电能以及开关状态，并可以对数据进行报.警设置和分级，数据取自精.密配电柜测量模块。

（9）展示智能小母线的始端箱和插接箱电气参数，包括电流电压、开关状态、插接点温度，并对数据进行报.警设置和分级。

（10）通过平面图显示数据中.心能源分布，设备分布情况，并显示设备能耗数据，点击平面图上设备可以进入具体设备监控界面。

（11）实时显示当前数据中.心PUE值以及历史PUE曲线。并且显示各分项用能的用能情况及用能排行。监测各变压器运行及负载情况，给出本月变压器输出电能排行。

（12）显示电能消耗日/月/年报表，并可对具体回路选择曲线图、饼图进行展示。对数据中.心用电数据进行同比、环比分析比较，查看用电趋势。

（13）监测精.密空调的回风温湿度，出回水温度，并可以设定精.密空调的温湿度，达到更好的控制效果。

（14）监测数据中.心温湿度、开关门、水浸、烟雾、噪声、气体浓度状态等参数。曲线图直观明了，同时支持历史数据查询

（15）通过列表显示各类报.警事件数量，通过柱状图显示逐日报.警数量，提供报.警总数以及增长趋势。

维管理功能，可针对数据中.心各主要设备进行巡检派工，消缺，抢修等维护工作。

5.2 动环监控系统选型方案

名称	图片	型号	功能
微机综合保护装置		AM6	线路/变压器/母联等回路保护和测控； 事件记录和故障录波功能。
智能操控装置		ASD500	一次回路动态模拟图、弹簧储能指示； 高压带电显示及自检/闭锁；验电核相；断电告警；柜内照明控制； 自动温湿度控制/加热回路故障告警； 远方就地旋钮/分合闸旋钮/储能旋钮； 人体感应/语.音防误提示； 断路器分合次数统计； 预分预合闪光指示； 分合闸回路电压测量和完好指示； 电气接点温度监测。
弧光保护		ARB5	10kV、0.4kV母线室弧光监测； 弧光链路实时监测； 弧光保护、故障录波、事件记录。
多功能仪表		APM520	具有全电量测量、电能统计、电能质量分析及网络通讯等功能，可扩展多种功能模块。通常用于进线回路配电监测。
多功能仪表		APM510	具有全电量测量、电能统计、485通讯。通常用于出线回路配电监测。
中压备自投装置		AM6-B	实现5个开关的备投控制； 实现进线自投自投、进线互投、母联自投自复、柴油备投、自适应备投、联切备投等19种切换方式； 逻辑可编程功能；
低压备自投装置		AM6-DB	实现5个开关的备投控制； 实现进线自投自投、进线互投、母联自投自复、柴油备投、自适应备投、联切备投等19种切换方式； 逻辑可编程功能；
开关驱动器		ATE	无线温度传感器，可以通过螺栓、磁吸和扎带方式固定在探测点。
调光驱动器		ATC600	既可以对负载进行开关控制，还可以输出0—10V调光信号对具有相应调光接口的灯具进行亮度调节，此外还可实现预设、场景功能。
智能面板		ARTM-Pn	可通过区分按键短按长按并结合不同参数设置实现开关、调光、场景、数值发送等功能。
触摸面板		ATP007	可实现开关、调光、场景、数值发送等功能。和我司智能面板功能一致主要用于控制回路较多的区域。
电能质量在线 监测装置		APView500	支持16路电压电流采集； 2-63次谐波电压/电流监测； 0.5-63.5次间谐波电压/电流监测； 电压偏差/频率偏差； 电压不平衡/电流不平衡监测； 电压波动与闪变监测； 电压暂升、电压暂降、短时中断监测； 大/小/平均值/百分之95概率值统计； 故障录波与事件记录存储功能。
多功能仪表		APM520	具有全电量测量、电能统计、电能质量分析及网络通讯等功能，可扩展多种功能模块。通常用于进线回路配电监测。
有源电力滤波器		AnSin	一机多能，既可补谐波，又可兼补无功，可对2～51次谐波进行全补偿或指定特定次谐波进行补偿。
混合动态滤波补偿装置		AnCos	线性输出，无功功率全容性—全感性输出的同时，可滤除特定次谐波； 具备三相不平衡治理及稳压功能。

6结语

数据中.心动环监控系统将实现多机房、微模块远程联网集中监管，工作人员在总控中.心即可统一对数据中.心下属多个机房和微模块进行统一管理，实时监控动力设备和机房环境的状态，及时检测各类故障并通知相关人员操作处理，可远程进行维护、数据备份、升级，提高机房无人值守的安全可靠性。同时，能对数据中.心园区、每栋建筑、每个机房、每个微模块乃至每个机架机柜的能效进行计量展示，协助制定合理的节能方案，从而为提高PUE值、降本增效奠定坚实的基础。

【参考文献】 

【1】GB50314-2015.《智能建筑设计标准》. 北京：中国计划出版社，2015.

【2】常红波．浅谈数据中.心动环监控系统［Ｊ］．信息技术与信息化，2019（12）：13-15.

【3】安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.5版

作者简介：
刘细凤，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电Email: 2880157866@qq.com手机：18702111750QQ:2880157866/2881392119
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