Die krag van telekommunikasiewebwerf word beskou as die bloed van 'n telekommunikasienetwerk, terwyl die battery as sy bloedreservoir beskou word, wat die gladde werking van die netwerk verseker. Battery-onderhoud was egter nog altyd 'n uitdagende aspek. Met vervaardigers wat voortdurend pryse verlaag ná gesentraliseerde verkryging, het die kwaliteit van batterye aansienlik gedaal. Elke jaar word meer as 70% van telekommunikasiekragstelselonderbrekings aan batterykwessies toegeskryf, wat batteryinstandhouding 'n kopseer maak vir instandhoudingspersoneel. Hierdie artikel bied 'n ontleding van die hoofoorsake van batteryonderbreking, wat as 'n nuttige verwysing vir ander kan dien.
1. Oorsig van kragtoerusting ter plaatse
Die kragtoerusting op die perseel bestaan uit twee 40kVA UPS-eenhede van 'n bekende internasionale handelsmerk. Die batterye is in 2016 geïnstalleer. Hieronder is gedetailleerde inligting:
UPS Inligting |
Battery inligting |
Handelsmerk en model: Internasionale handelsmerk UPS UL33 |
Handelsmerk en model: 12V 100Ah |
Konfigurasie: 40 kVA, 2 eenhede in 'n parallelle stelsel, elk met 'n las van ongeveer 5 kW |
Aantal batterye: 30 selle per groep, 2 groepe, altesaam 60 selle |
Ingebruiknemingsdatum: 2006 (10 jaar diens) |
Ingebruiknemingsdatum: 2016 (5 jaar diens) |
Op 6 Junie het die UPS-vervaardiger roetine-instandhouding uitgevoer en AC- en DC-kapasitors (5 jaar diens) en die waaiers vervang. Tydens die battery-ontladingstoets (20 minute) is gevind dat die battery se ontladingsprestasie swak was. Die ontladingsstroom was 16A, en na 10 minute se ontlading het die spanning van verskeie selle tot 11.6V gedaal, maar geen bult van die batterye is waargeneem nie.
Daar is gevind dat beide UPS-batterygroepe bultprobleme gehad het tydens die inspeksie. Met 'n multimeter het hulle die batterylaai-rimpelspanning gemeet (gemeet met die AC-instelling), wat so hoog as 7V was (ver oorskry die instandhoudingstandaard). Gevolglik het hulle aanvanklik vermoed dat die GS-filterkapasitors wat deur die UPS-vervaardiger se ingenieurs vervang is, foutief was, wat oormatige rimpelspanning op die UPS se GS-bus veroorsaak het, wat daartoe gelei het dat die battery bult.
2. On-Site Mislukkingsituasie
Op 22 Julie het die span van die Navorsingsinstituut 'n veiligheidsinspeksie by 'n takkantoor gedoen. Hulle het ontdek dat die batterye van die UPS-stelsels op die 5de verdieping van 'n gebou erg bult. As daar kragonderbrekings van die netwerk was, is gevrees dat die batterye dalk nie behoorlik ontlaai nie, wat moontlik tot 'n ongeluk sou lei. Gevolglik het hulle dadelik aanbeveel dat die tak se instandhoudingspersoneel die vervaardiger se ingenieurs kontak om die volgende middag 'n gesamentlike ondersoek ter plaatse en foutsporingsessie met al drie partye te reël.
Bult van 12V-batterye
Die middag van 23 Julie het die drie partye op die terrein aangekom. By inspeksie is gevind dat beide UPS-eenhede normaal funksioneer, met 'n vlotterspanning van ongeveer 404V vir die batterye (in lyn met die gestelde parameters). Die vervaardiger se ingenieurs het 'n Fluke 287C multimeter (hoë akkuraatheid) gebruik om die batterylaai-rimpelspanning, wat ongeveer 0,439V was, te meet. ’n Fluke 376-klampmeter (laer akkuraatheid) het ongeveer 0,4V gemeet. Die resultate van beide instrumente was soortgelyk en het binne die tipiese rimpelspanningsreeks vir die toerusting geval (gewoonlik minder as 1% van die busspanning). Dit het aangedui dat die vervangde GS-kapasitors aanpasbaar was en normaal funksioneer. Daarom is die voorheen vermeende teorie dat die kapasitorvervanging oormatige rimpelspanning veroorsaak het en die battery bult uitgesluit.
Multimeter: 0,439V
Klemmeter: ongeveer 0,4V
'n Oorsig van die UPS-stelsel se historiese rekords het getoon dat albei UPS-eenhede op 6 Junie 'n 15-minute batteryontladingstoets ondergaan het. Nadat die hoofkragskakelaar herstel is, is 'n 6-minute gelykgestelde laai uitgevoer, gevolg deur 'n 14-minute battery-ontladingstoets deur die vervaardiger se ingenieurs. Na die toets het die UPS-stelsel outomaties vier opeenvolgende 12-uur-gelyke ladings geïnisieer, met elke fase geskei deur 'n 1-minuut-interval, en eindig om 5:32 vm. op 9 Junie. Sedertdien het die batterye in float charge-modus gebly.
Verdere ondersoek van die oorspronklike UPS-batteryinstellings het die volgende aan die lig gebring:
Die batterylewe is gestel op 48 maande (4 jaar), hoewel die werklike lewensverwagting van 'n 12V-battery 5 jaar behoort te wees.
Gelyk laai is gestel op 'geaktiveer.'
Die laaistroomlimiet is op 10A gestel.
Die sneller vir oorskakeling na gelyke laai is op 1A gestel (die stelsel sal outomaties oorskakel na gelyke laai indien die vlotterlaaistroom 1A oorskry, alhoewel die verstekwaarde vir hierdie model 0.03C10~0.05C10 is, wat beteken dat die gelykgestelde laai geaktiveer word wanneer die vlotterlaaistroom 3-5A bereik het. 0.01C10, wat beteken dat gelyke laai geaktiveer sal word wanneer die vlotterlaaistroom 1A bereik).
Gelyk laai beskerming tyd is ingestel op 720 minute (gelyk laai sou outomaties stop na 12 uur).
3. Ontleding van die Mislukkingsoorsake
Op grond van bogenoemde omstandighede kan die mislukkingsproses soos volg ontleed word:
Die twee batterygroepe van hierdie UPS-stelsel was vir 4 jaar in gebruik (die dienslewe van 12V-batterye is 5 jaar), en die batterykapasiteit het aansienlik afgeneem. Voor die mislukking was die battery se uiterlike voorkoms egter normaal, met geen tekens van bult nie. 'n Verdere hersiening van die UPS-historiese rekords vanaf 30 Januarie 2019 (rekords voor hierdie datum is skoongemaak) tot 6 Junie 2020, het getoon dat die UPS-stelsel 12 gelykgestelde laaiings uitgevoer het, met die langste duur van nie meer as 15 minute nie. Dit dui aan dat die gelykgestelde laaityd wat in die UPS-stelsel gestel is voor onderhoud relatief kort was, slegs 15 minute, en die UPS-stelsel se korttermyn-gelyke laai sal nie die batterye laat bult nie.
Na onderhoud en kapasitorvervanging is die UPS-stelsel herbegin. Die beheerlogika het die battery geïdentifiseer as nuut gekoppel, so dit het 'n 6-minute gelyke laai begin en dan oorgeskakel na 'n drywende lading. Na 'n daaropvolgende ontladingstoets van 14 minute het die UPS-stelsel egter outomaties gelyke laai begin om die batterye ten volle te herlaai. As gevolg van die batterye wat vir 4 jaar in gebruik is, het hul interne ladingretensievermoë verswak, wat veroorsaak het dat die vlotterlaaistroom 1A oorskry het, wat die 1A gelykgemaakte laaidrempel wat in die UPS-stelsel gestel is, veroorsaak (die verstekwaarde vir hierdie model is 3~5A vlotterlaaistroom om gelyke laai te aktiveer, maar om een of ander rede het die instandhoudingspersoneel 1A gewysig). Dit het daartoe gelei dat die UPS-stelsel herhaaldelik die gelykgestelde laai begin het totdat 'n interne battery oop kring dit uiteindelik gestop het (Anders sou die UPS stelsel voortgegaan het met herhaalde gelyk laai, wat daartoe kon gelei het dat die batterygroep aan die brand geslaan het). Gedurende hierdie tydperk het die batterye vier aaneenlopende gelykgemaakte laaisiklusse oor 48 uur ondergaan (elke siklus het slegs 1 minuut elke 12 uur onderbreek voordat gelyke laai hervat is). Na so 'n lang gelyke laai, het die batterye uiteindelik bult ontwikkel, en selfs die ventilasiekleppe het vervorm geraak.
4. Gevolgtrekking
Gebaseer op bogenoemde waarnemings en ontleding, is die oorsake van die batteryonderbreking in hierdie UPS-stelsel soos volg:
Die direkte oorsaak was die onbehoorlike instelling van die UPS-stelsel se laaiparameters, wat gelei het tot voortdurende gelyke laai vir 48 uur met slegs 1 minuut intervalle tussen elke siklus. Selfs nuwe batterye sal nie sulke langdurige en intense gelyke laai weerstaan nie, wat in hierdie geval tot die battery bultende mislukking lei.
Die UPS-stelselmodel is 'n vroeë ontwerp met funksionele beperkings. Hierdie ouer UPS-model (wat 20 jaar gelede ontwerp is) het nie die 'gelykgemaakte laai-intervalbeskermingstyd'-instelling gehad nie (ander handelsmerke stel gewoonlik hierdie interval op 7 dae), wat gelei het tot voortdurende veelvuldige gelykgemaakte laaisiklusse.
Die batterye se werkverrigting het weens ouderdom verswak (4 jaar in diens), met verminderde ontladingskapasiteit en swak ladingbehoud. Voor 6 Junie is die gelykgemaakte-na-sweef-lading-omskakelingsstroomdrempel onredelik laag gestel (slegs 1A vir 100Ah-batterye). Die UPS-stelsel se verstekwaarde is 3~5A, maar die instandhoudingspersoneel het dit onverklaarbaar verander na 1A.
Die UPS-stelsel was al 14 jaar lank in werking, ver verby sy uitgebruiknemingsouderdom, wat meetfoute onvermydelik maak. Hierdie foute kan veroorsaak het dat die stelsel herhaaldelik gelyke laai begin het as gevolg van onakkurate stroombespeuring.
Gelukkig het 'n oop stroombaan in een van die batteryselle die UPS-stelsel verhinder om die herhaalde gelykgestelde laaisiklusse na die vierde gelykoplaaide voort te sit, en sodoende die potensiaal vir die batterye om aan die brand te slaan, vermy.
5. Remediërende maatreëls vir die mislukking
Die regstellende maatreëls sluit twee aspekte in:
Verander eers die UPS-batterylaaiparameters tydelik:
Deaktiveer die gelykgestelde laaiinstelling in die UPS-stelsel.
Verstel die snellerstroom vir die oorskakeling van vlotterlading na gelyke laai na 3A (alhoewel 3A steeds ietwat laag is, aangesien die verstekminimum 3A is, maar dit was voorheen op 1A gestel).
Verstel die gelykgemaakte laaibeskermingstyd na 1 uur (voorheen gestel op 12 uur).
Tweedens het die takkantoor die twee batterygroepe met rugsteunbatterye vervang, maar die rugsteunbatterye het 'n kapasiteit van slegs 50 Ah, dus kan hulle net vir tydelike nooddoeleindes gebruik word. Daar is planne om in die toekoms die las van die UPS-stelsel na ander kragbronne oor te dra, om die kragtoevoerveiligheidskwessies deeglik op te los.
Die operateur bestee jaarliks 'n aansienlike bedrag aan instandhoudingsdienste vir die UPS-stelsel, maar as gevolg van die nalatigheid en sorgeloosheid van die instandhoudingspersoneel, het hulle selfs die verstekwaardes van die UPS-stelsel verkeerdelik gewysig, wat werklik ongelooflik is. Dit word aanbeveel dat die UPS-vervaardiger die instandhouding van hul produkte ernstig opneem en vermy om sulke basiese foute in die toekoms te maak, wat die kwaliteit van hul instandhoudingsdienste verbeter. Intussen word voorgestel dat die operateur ook meer aandag gee aan die daaropvolgende instandhoudingsdienste wat deur die UPS-vervaardiger verskaf word en 'n evaluasiestelsel daarstel om die veilige en betroubare werking van die UPS-stelsel voortdurend te verbeter.
