浅析机房重要电子设备局部高温监测报警的重要性

1背景和现状

调度自动化、通信、信息中心及变电站主控室机房中存在大量的服务器、不间断电源（UPS电源）、空调等重要电子设备,各类电子设备的正常运转是保障电力监控系统正常运行的必备条件。计算机技术和通信技术的不断发展和进步,使得生产控制系统更加实用化和智能化,也促进了整个电力监控系统日趋完善和成熟。随着自动化技术的不断发展,电力调度监控工作人员对电力监控系统的依赖程度不断增加,机房中服务器、不间断电源（UPS电源）、空调等重要电子设备正常运转,才能有效保障电力监控系统安全稳定可靠运行,电力监控系统已成为电网安全稳定运行不可或缺的技术支持系统。

现有的机房动环监控系统无法做到对重要节点设备的局部过温监测,如果服务器、不间断电源（UPS电源）、空调、设备电源线和电缆线路等设备出现局部温度过高,只有当业务系统明显异常甚至是故障时才能发现是由于某个设备过温异常所导致,不能将风险点前移,提前预防控制。

2局部高温与风速监测手段的必要性分析

电力系统各类机房中重要电子设备、电源线及电缆线路等关键节点设备缺乏局部温度过高监测手段,使得上述关键节点设备局部温度过高难以提前预防和处理,如果重要电子设备、电源线和电缆线等长时间在局部过温条件下运行的问题得不到及时发现和解决,会直接或间接导致不可预估的电网事故事件。调度自动化、通信、信息中心及变电站主控室机房中的电子设备、电源线及电缆线路等均需要长时间不间断运行,机房环境温湿度不适宜、设备内外部粉尘较多、设备内部散热器故障、机房空调通风不畅等都会导致上述重要电子设备、电源线、电缆线路等关键节点局部温度过高。

关键节点局部温度过高会影响设备的工作效率和使用寿命,温度过高的问题长时间得不到发现和及时解决,将会导致不可预估的电网事故事件,例如重要电子设备由于局部温度过高异常运行,将会影响电网实时数据采集的正确性,有产生误告警甚至是误遥控的风险。目前,供电局采用专人值班定时巡查机房和监测机房整体环境的方式来监测整个机房的环境温湿度,主要靠机房空调的测温功能和移动式温湿度计来实现监测,无法及时有效地发现关键节点局部温度过高的问题。采用常规的机房环境监测手段,如果出现关键节点温度过高的情况,只有当业务系统明显不能正常运行时,才能发现是某个关键节点温度过高导致设备运行异常,不能做到风险点前移和提前预防控制。在实际的生产现场中,就曾出现过某某供电局通信机房内UPS电源设备局部温度过高,相关工作人员未能及时发现和处理,最终导致整台UPS电源设备全部烧毁的现象。在某某供电局的变电站内也曾出现过电缆线路局部温度过高,未及时发现和处理,导致电缆烧毁的现象。

3局部高温监测报警装置项目研究内容

3.1设备局部温度过高监测报警器研制

利用高精度温度传感器实现关键节点设备局部温度过高的在线监测,研究设备局部温度过高监测报警装置的外形结构以适用于电力系统机房中各类设备,要便于安装,不影响原有设备的正常运行。

3.2设备局部温度过高报警

局部高温与风速监测报警装置配备蜂鸣器,当装置监测到局部温度高于设定的合理上限时或者在装置监测到装置排风口风速明显异常时发出相应等级的告警,并把相关告警内容通过短信模块发送给相关值班人员和设备维护人员。

3.3高精度传感器与报警装置之间的数据交互

高温监测报警装置通过无线传输方式连接到温度采集模块,实现数据信息的交互,高温监测报警装置按设定的周期采集温度原始值,通过逻辑判断后,按照触发条件触发报警。

3.4分级告警条件设置

高温监测报警装置可通过配置文件写入方式设置触发报警的联合判断条件,并对触发报警事件进行分级,满足告警联合判断条件时,触发对应等级蜂鸣器报警,并推送相关告警信息给相应等级的信息接收人员。

4局部高温监测报警装置组成简介

利用机房重要电子设备、电源线、电缆线路等关键节点局部高温监测报警装置能够及时发现关键节点局部温度过高的问题,该装置主要由采集模块、数据分析处理模块和报警模块三部分组成,如图1所示。

(1）采集模块。主要由分布式高精度温度探头和无线通信传输组件构成,高精度温度探头合理有序地摆放在关键节点的恰当位置,构成测温点阵,能够高效地实现对整个机房环境中重要电子设备、电源线、电缆线路等关键节点的温度采集,并且将采集到的关键节点温度值通过无线传输组件传输给数据分析处理模块。

(2）数据分析处理模块。数据分析处理模块的核心部件是数据分析仪,数据分析仪接收温度采集模块传输过来的温度采集原始值,通过单片机程序做逻辑判断和数据分析,并且给出相应的数据分析报告,同时将报告发送给报警模块。

(3）报警模块。报警模块主要由声光报警器组件和短信发送组件构成,报警模块在接收到数据分析处理模块发送的数据分析报告后,按照报告内容进行报警动作,报警灯闪烁并发出告警声音,将温度过高设备的信息通过短信发送组件发送给相关值班人员和设备维护人员,同时将告警设备的信息发送给后台监控主机。

5项目的设计目的和预期效果

5.1设计目的

该装置与前端机房环境中重要设备温度采集模块进行实时通信交互,通过智能分析、监控,以多样化的报警处理机制和友好的展现方式,使设备运维人员能够及时了解设备运行状况,大大降低了管理人员负担,提高了运维效率。局部高温监测报警装置能够快速知晓设备高温告警信息并快速定位高温告警设备,极大地缩短了设备过温运行的时间,提高了设备过温问题的处理效率,为电网调监系统的正常运行提供了一个可靠的支撑监测工具,间接降低了电网因为机房内重要电子设备故障发生事故事件的可能性。

5.2预期效果

常规的机房环境温度监测手段只能通过机房空调的温度监测功能和移动式温湿度计来实现监测,机房空调的测温功能局限于空调及空调附近,移动式温湿度计的测温也仅仅局限于测量其附近的温度,机房内离空调和温湿度计较远的关键节点出现局部高温时,空调和移动式温湿度计均无法及时发现关键节点局部温度过高的问题,更不能快速定位机房中温度过高的关键节点设备。利用关键节点局部高温监测报警装置能极大地缩短设备过温运行时间,提高设备过温问题的处理效率。改善前后故障处理流程图如图2所示。

根据流程对比图2可知,该项目设计的预期效果明显,作用显著。改善前,如果出现设备局部高温,那么设备就需要在高温条件下持续运行直到设备严重运行异常或者损坏导致调监系统异常,维护人员才能发现问题,检查并处理:改善后,设备出现局部高温,告警装置就会发送相关告警设备信息,能快速发现问题,迅速定位高温告警设备,检查并处理问题。

6结语

局部高温监测报警装置能够填补机房动环监控系统缺乏局部温度监测的空白,按照预期的设计效果能够降低管理人员负担,缩短设备在局部高温条件下的运行时间,提高设备的运行维护效率,降低电网因为设备过温运行缺陷或过温故障而引发事故事件的可能性,为电力调度监控系统安全稳定运行提供一个可靠的技术支持系统。