Сіла тэлекамунікацыйнага сайта лічыцца крывёю тэлекамунікацыйнай сеткі, у той час як акумулятар разглядаецца як яе рэзервуар крыві, які забяспечвае бесперабойную працу сеткі. Аднак абслугоўванне батарэі заўсёды было складаным аспектам. З-за таго, што вытворцы пастаянна зніжаюць цэны пасля цэнтралізаваных закупак, якасць акумулятараў істотна знізілася. Штогод больш за 70% збояў у электрасістэмах электрасувязі прыпадае на праблемы з батарэяй, што робіць абслугоўванне батарэі галаўным болем для абслугоўваючага персаналу. У гэтым артыкуле прапануецца аналіз асноўных прычын выхаду з ладу акумулятара, які можа служыць карысным даведкай для іншых.
1. Агляд энергаабсталявання на месцы
Энергаабсталяванне на пляцоўцы складаецца з двух КБС магутнасцю 40 кВА ад вядомага міжнароднага брэнда. Акумулятары былі ўсталяваныя ў 2016 годзе. Ніжэй падрабязная інфармацыя:
Інфармацыя аб UPS |
Інфармацыя аб батарэі |
Марка і мадэль: Міжнародны брэнд UPS UL33 |
Марка і мадэль: 12V 100Ah |
Канфігурацыя: 40 кВА, 2 блока ў паралельнай сістэме, кожны з нагрузкай каля 5 кВт |
Колькасць батарэй: 30 элементаў у групе, 2 групы, усяго 60 элементаў |
Дата ўводу ў эксплуатацыю: 2006 г. (10 гадоў службы) |
Дата ўводу ў эксплуатацыю: 2016 (5 гадоў службы) |
6 чэрвеня вытворца КБС правёў планавае тэхнічнае абслугоўванне, замяніўшы кандэнсатары пераменнага і пастаяннага току (5 гадоў службы) і вентылятары. Падчас тэсціравання разрадкі акумулятара (20 хвілін) было ўстаноўлена, што характарыстыкі разрадкі акумулятара былі дрэннымі. Ток разраду складаў 16А, і праз 10 хвілін разраду напружанне некалькіх элементаў упала да 11,6В, але выпукласці батарэй не назіралася.
Падчас праверкі было выяўлена, што ў абедзвюх групах батарэй КБС былі праблемы з выпукласці. Выкарыстоўваючы мультиметр, яны вымералі напружанне пульсацыі зарадкі акумулятара (вымеранае з выкарыстаннем налады пераменнага току), якое дасягала 7 В (нашмат перавышаючы стандарт абслугоўвання). У выніку яны першапачаткова падазравалі, што кандэнсатары фільтра пастаяннага току, замененыя інжынерамі вытворцы КБС, былі няспраўнымі, што выклікала празмерныя пульсацыі напружання на шыне пастаяннага току КБС, што прывяло да выпукласці батарэі.
2. Няспраўная сітуацыя на месцы
22 ліпеня група НДІ правяла праверку бяспекі ў філіяле. Яны выявілі, што батарэі сістэм КБС на 5-м паверсе будынка былі моцна выпуклыя. У выпадку адключэння электраэнергіі з сеткі баяліся, што акумулятары могуць неразрадзіцца належным чынам, што можа прывесці да аварыі. У выніку яны неадкладна рэкамендавалі тэхнічнаму персаналу філіяла звязацца з інжынерамі вытворцы, каб арганізаваць сумеснае расследаванне на месцы і сесію па ліквідацыі непаладак з усімі трыма бакамі на наступны дзень.
Выпукласць батарэі 12V
Удзень 23 ліпеня тры бакі прыбылі на месца. Пасля праверкі было выяўлена, што абодва блокі КБС працуюць нармальна, з напругай плаваючай батарэі каля 404 В (у адпаведнасці з зададзенымі параметрамі). Інжынеры вытворцы выкарыстоўвалі мультиметр Fluke 287C (высокай дакладнасці) для вымярэння напружання пульсацый зарадкі акумулятара, якое складала прыкладна 0,439В. Клешчы Fluke 376 (больш нізкая дакладнасць) вымяралі каля 0,4 В. Вынікі абодвух прыбораў былі падобныя і траплялі ў тыповы дыяпазон пульсацый напружання для абсталявання (як правіла, менш за 1% ад напружання на шыне). Гэта сведчыць аб тым, што замененыя кандэнсатары пастаяннага току адпавядаюць патрабаванням і працуюць нармальна. Такім чынам, раней падазраваная тэорыя аб тым, што замена кандэнсатара выклікала празмерныя пульсацыі напружання і выбуханне батарэі, была выключана.
Мультыметр: 0,439 В
Вымяральныя клешчы: прыблізна 0,4 В
Агляд гістарычных запісаў сістэмы КБС паказаў, што 6 чэрвеня абодва блока КБС прайшлі 15-хвілінны тэст на разрад батарэі. Пасля аднаўлення галоўнага выключальніка сілкавання была праведзена 6-хвілінная раўнаважная зарадка, пасля чаго інжынеры вытворцы правялі 14-хвілінны тэст на разрад акумулятара. Пасля тэсту сістэма КБС аўтаматычна ініцыявала чатыры паслядоўныя 12-гадзінныя раўнамерныя зарадкі, з кожнай фазай, падзеленай 1-хвілінным інтэрвалам, якая завяршылася ў 5:32 раніцы 9 чэрвеня. З таго часу акумулятары заставаліся ў рэжыме плаваючай зарадкі.
Далейшае вывучэнне зыходных параметраў батарэі КБС паказала наступнае:
Тэрмін службы батарэі быў усталяваны на 48 месяцаў (4 гады), хоць рэальны чаканы тэрмін службы батарэі 12 В павінен складаць 5 гадоў.
Раўнамерная зарадка была ўключана.
Абмежаванне току зарада было ўстаноўлена на 10А.
Трыгер для пераключэння на раўнамерную зарадку быў усталяваны на 1 А (сістэма аўтаматычна пераключаецца на раўнамерную зарадку, калі ток плаваючага зарада перавышае 1 А, нават калі значэнне па змаўчанні для гэтай мадэлі складае 0,03C10~0,05C10, што азначае, што раўнамерная зарадка запускаецца, калі ток плаваючага зарада дасягае 3-5 А. Аднак па невядомых прычынах тэхнічны персанал вытворцы адрэгуляваў гэта на 0,01C10, што азначае, што раўнамерная зарадка будзе запушчана, калі ток плаваючага зарада дасягне 1 А).
Час абароны ад раўнамернай зарадкі быў усталяваны на 720 хвілін (раўнамерная зарадка спынялася аўтаматычна праз 12 гадзін).
3. Аналіз прычын збою
Зыходзячы з вышэйзгаданых абставінаў, працэс адмовы можна прааналізаваць наступным чынам:
Дзве групы акумулятараў дадзенай сістэмы КБС эксплуатаваліся 4 гады (тэрмін службы акумулятараў 12В складае 5 гадоў), і ёмістасць акумулятара значна знізілася. Аднак да выхаду з ладу знешні выгляд акумулятара быў нармальным, без прыкмет выпукласці. Далейшы агляд гістарычных запісаў UPS з 30 студзеня 2019 г. (запісы да гэтай даты былі ачышчаны) па 6 чэрвеня 2020 г. паказаў, што сістэма UPS выканала 12 раўнамерных зарадак, прычым самая доўгая працягласць не перавышала 15 хвілін. Гэта сведчыць аб тым, што працягласць раўнамернай зарадкі, устаноўленая ў сістэме КБС перад тэхнічным абслугоўваннем, была адносна кароткай, усяго 15 хвілін, і кароткачасовая раўнамерная зарадка сістэмы КБС не прывядзе да разраду батарэй.
Пасля тэхнічнага абслугоўвання і замены кандэнсатара сістэма КБС была перазапушчана. Логіка кіравання вызначыла акумулятар як нядаўна падключаны, таму ён пачаў 6-хвілінную раўнамерную зарадку, а затым пераключыўся на плаваючую зарадку. Аднак пасля наступнага 14-хвіліннага тэсту на разрадку сістэма КБС аўтаматычна пачала раўнамерную зарадку, каб цалкам зарадзіць батарэі. З-за таго, што акумулятары выкарыстоўваліся на працягу 4 гадоў, іх унутраная здольнасць захоўваць зарад пагоршылася, што прывяло да таго, што ток плаваючага зарада перавысіў 1 А, выклікаючы парог раўнамернай зарадкі 1 А, усталяваны ў сістэме КБС (значэнне па змаўчанні для гэтай мадэлі складае 3~5 А току плаваючага зарада для запуску раўнамернай зарадкі, але па нейкай прычыне абслугоўваючы персанал змяніў яго на 1 А). Гэта прывяло да таго, што сістэма КБС неаднаразова ініцыявала раўнамерную зарадку, пакуль разрыў унутранай батарэі не спыніў яе (у адваротным выпадку сістэма КБС працягвала б раўнамерную зарадку, што магло прывесці да ўзгарання групы батарэй). На працягу гэтага перыяду батарэі праходзілі чатыры бесперапынныя цыклы раўнамернай зарадкі на працягу 48 гадзін (кожны цыкл прыпыняўся толькі на 1 хвіліну кожныя 12 гадзін перад аднаўленнем раўнамернай зарадкі). Пасля такой працяглай раўнамернай зарадкі батарэі ў канчатковым выніку выбухнулі, і нават вентыляцыйныя клапаны дэфармаваліся.
4. Заключэнне
Зыходзячы з прыведзеных вышэй назіранняў і аналізу, прычыны адмовы батарэі ў гэтай сістэме КБС наступныя:
Непасрэднай прычынай была няправільная налада параметраў зарадкі сістэмы КБС, што прывяло да бесперапыннай раўнамернай зарадкі на працягу 48 гадзін з інтэрвалам у 1 хвіліну паміж кожным цыклам. Нават новыя акумулятары не вытрымаюць такой працяглай і інтэнсіўнай раўнамернай зарадкі, што ў гэтым выпадку прывядзе да выхаду батарэі з ладу.
Мадэль сістэмы КБС - гэта ранняя канструкцыя з функцыянальнымі абмежаваннямі. У гэтай старэйшай мадэлі КБС (распрацаванай 20 гадоў таму) адсутнічала налада «Час абароны раўнамернага інтэрвалу зарадкі» (іншыя брэнды звычайна ўсталёўваюць гэты інтэрвал роўным 7 дням), што прыводзіць да бесперапынных некалькіх раўнамерных цыклаў зарадкі.
Прадукцыйнасць батарэй пагоршылася з-за ўзросту (4 гады эксплуатацыі), з паніжанай разраднай ёмістасцю і дрэнным захаваннем зарада. Да 6 чэрвеня парог пераўтварэння току ўраўнаважанага ў плаваючы зарад быў усталяваны неапраўдана нізкім (толькі 1 А для батарэй на 100 Аг). Значэнне сістэмы КБС па змаўчанні складае 3~5А, але абслугоўваючы персанал незразумелым чынам змяніў яго да 1А.
Сістэма КБС працавала 14 гадоў, далёка за межамі тэрміну яе вываду з эксплуатацыі, што робіць памылкі вымярэнняў непазбежнымі. Гэтыя памылкі маглі прывесці да таго, што сістэма неаднаразова ініцыявала выраўнаваную зарадку з-за недакладнага вызначэння току.
На шчасце, разрыў ланцуга ў адным з акумулятарных элементаў не дазволіў сістэме КБС працягваць паўторныя цыклы раўнамернай зарадкі пасля чацвёртай раўнамернай зарадкі, што дазваляе пазбегнуць узгарання батарэй.
5. Меры па выпраўленні няспраўнасці
Рэабілітацыйныя меры ўключаюць два аспекты:
Спачатку часова змяніце параметры зарадкі батарэі КБС:
Адключыце наладу раўнамернай зарадкі ў сістэме КБС.
Адрэгулюйце трыгерны ток для пераключэння з плаваючага зарада на раўнамерны зарад да 3A (хоць 3A ўсё яшчэ крыху нізкі, бо мінімальны ток па змаўчанні складае 3A, але раней ён быў усталяваны на 1A).
Адрэгулюйце час абароны ад выраўнаванай зарадкі на 1 гадзіну (раней было ўстаноўлена на 12 гадзін).
Па-другое, у філіяле замянілі дзве групы акумулятараў на рэзервовыя, аднак ёмістасць рэзервовых акумулятараў складае ўсяго 50 Аг, таму іх можна выкарыстоўваць толькі ў часовых аварыйных мэтах. У далейшым плануецца перавесці нагрузку з сістэмы КБС на іншыя крыніцы сілкавання, каб грунтоўна вырашыць пытанні бяспекі электразабеспячэння.
Аператар выдаткоўвае значную суму штогод на паслугі па тэхнічным абслугоўванні сістэмы КБС, аднак з-за нядбайнасці і няўважлівасці абслугоўваючага персаналу яны нават памылкова змянілі значэнні па змаўчанні сістэмы КБС, што сапраўды неверагодна. Рэкамендуецца, каб вытворца КБС сур'ёзна ставіўся да тэхнічнага абслугоўвання сваёй прадукцыі і пазбягаў такіх асноўных памылак у будучыні, паляпшаючы якасць сваіх паслуг па тэхнічным абслугоўванні. У той жа час аператару прапануецца звярнуць больш пільную ўвагу на наступныя паслугі па тэхнічным абслугоўванні, якія прадстаўляюцца вытворцам КБС, і стварыць сістэму ацэнкі для пастаяннага паляпшэння бяспечнай і надзейнай працы сістэмы КБС.
