Анализ на повреда на батерията на UPS в интернет център за данни

Мощността на телекомуникационния сайт се счита за кръвта на телекомуникационната мрежа, докато батерията се счита за неговия резервоар за кръв, като защити плавната работа на мрежата. Поддръжката на батерията обаче винаги е била предизвикателен аспект. Тъй като производителите непрекъснато намаляват цените след централизираните поръчки, качеството на батериите значително намалява. Всяка година повече от 70% от повредите на телекомуникационната система се приписват на проблемите на батерията, което прави поддръжката на батерията главоболие за персонала за поддръжка. Тази статия предлага анализ на основните причини за повреда на батерията, които могат да послужат като полезна справка за другите.

1. Преглед на захранването на място

Оборудването на захранването на място се състои от две единици от 40KVA UPS от добре позната международна марка. Батериите са инсталирани през 2016 г. По -долу е подробна информация:

UPS информация	Информация за батерията
Марка и модел: Международна марка UPS UL33	Марка и модел: 12v 100ah
Конфигурация: 40 kVa, 2 единици в паралелна система, всеки с товар от приблизително 5 kW	Брой батерии: 30 клетки на група, 2 групи, общо 60 клетки
Дата на въвеждане в експлоатация: 2006 г. (10 години служба)	Дата на въвеждане в експлоатация: 2016 (5 години служба)

На 6 юни производителят на UPS извърши рутинна поддръжка, заменяйки променлив и постоянен ток (5 години обслужване) и вентилаторите. По време на тестването за изпускане на батерията (20 минути) беше установено, че работата на батерията е лоша. Изпускателният ток беше 16А и след 10 минути разряд, напрежението на няколко клетки спадна до 11,6V, но не се наблюдава издутителни батерии.

Установено е, че и двете групи на батерията UPS имат проблеми с изпъкналите по време на проверката. Използвайки мултицет, те измерват напрежението на пулсацията за зареждане на батерията (измерено с помощта на настройката на променлив ток), което е по -високо от 7V (далеч надвишаващо стандарта за поддръжка). В резултат на това те първоначално подозираха, че кондензаторите на DC филтър, заменени от инженерите на производителя на UPS, са дефектни, което води до прекомерно напрежение на пулсации на DC шината на UPS, което води до изпъкване на батерията.

2. Ситуация на неуспех на място

На 22 юли екипът от изследователския институт проведе проверка на безопасността в клон. Те откриха, че батериите на UPS системите на 5 -ия етаж на сграда са силно изпъкнали. Ако имаше прекъсвания на електрозахранването от мрежата, се опасяваше, че батериите може да не се изхвърлят правилно, потенциално да доведат до инцидент. В резултат на това те веднага препоръчаха персоналът за поддръжка на клона да се свърже с инженерите на производителя, за да организира съвместно разследване на място и отстраняване на неизправности с трите страни на следващия следобед.

Издути 12V батерии

Следобед на 23 юли трите партита пристигнаха на място. При проверка беше установено, че и двата UPS единици функционират нормално, с плаващо напрежение приблизително 404V за батериите (в съответствие с зададените параметри). Инженерите на производителя използваха мултицет на Fluke 287C (висока точност), за да измерват напрежението на пулсацията за зареждане на батерията, което беше приблизително 0,439V. Fluke 376 измервател на скоби (по -ниска точност), измерен около 0,4V. Резултатите от двата инструмента бяха сходни и попаднаха в типичния диапазон на напрежението на пулсацията за оборудването (обикновено по -малко от 1% от напрежението на шината). Това показва, че заменените DC кондензатори са съвместими и функционират нормално. Следователно, по -рано подозираната теория, че подмяната на кондензатора причинява прекомерно напрежение на пулсации и издуването на батерията е изключена.

Мултицет: 0.439V

Метър за скоби: приблизително 0,4V

Преглед на историческите записи на системата UPS показа, че на 6 юни и двете UPS единици са преминали 15-минутен тест за изпускане на батерията. След възстановяване на основния превключвател за захранване беше извършено 6-минутно изравнено зареждане, последвано от 14-минутен тест за изпускане на батерията от инженерите на производителя. След теста, UPS системата автоматично инициира четири последователни 12-часови изравнени заряди, като всяка фаза е разделена на интервал от 1 минута, завършваща в 5:32 ч. На 9 юни. Оттогава батериите остават в режим на зареждане на поплавък.

По -нататъшното проучване на оригиналните настройки на батерията UPS разкри следното:

• Животът на батерията беше определен на 48 месеца (4 години), въпреки че действителната продължителност на живота на 12V батерия трябва да бъде 5 години.

• Изравненото зареждане беше зададено на 'активирано. '

• Ограничението на тока на заряда е определено на 10а.

• Спусъкът за преминаване към изравнено зареждане на 1A (системата автоматично ще премине към изравнено зареждане, ако токът на зареждане на плаващи задейства се, когато токът на заряда на поплавъка достигне 1A).

• Изравненото време за защита на зареждането беше зададено на 720 минути (изравненото зареждане ще спре автоматично след 12 часа).

3. Анализ на причините за отказ

Въз основа на горните обстоятелства процесът на отказ може да бъде анализиран, както следва:

• Двете групи от батерии от тази UPS система се използват от 4 години (експлоатационният живот на 12V батерии е 5 години), а капацитетът на батерията значително намаля. Въпреки това, преди повредата, външният външен вид на батерията беше нормален, без признаци на изпъкване. Допълнителен преглед на историческите записи на UPS от 30 януари 2019 г. (записи преди тази дата бяха изчистени) до 6 юни 2020 г. показа, че системата UPS е извършила 12 изравнени зареждания, като най -дългата продължителност е не повече от 15 минути. Това показва, че изравнената продължителност на зареждането, зададена в системата на UPS преди поддръжката, е сравнително кратка, само 15 минути, а краткосрочното изравняване на системата на UPS няма да доведе до издути батерии.

• След поддръжка и подмяна на кондензатора системата UPS се рестартира. Контролната логика идентифицира батерията като ново свързана, така че инициира 6-минутно изравнено зареждане и след това премина към заряд на поплавък. Въпреки това, след последващ 14-минутен тест за изхвърляне, системата UPS автоматично стартира изравнява зареждането, за да презареди напълно батериите. Поради това, че батериите, които се използват в продължение на 4 години, тяхната вътрешна способност за задържане на заряд се влоши, което доведе до надвишаване на тока на заряда на плаващия, задействайки 1A изравнения праг за зареждане, зададен в системата UPS (по подразбиране стойността на този модел е 3 ~ 5A плаващ ток за зареждане, за да задейства изравнено зареждане, но по някаква причина, служителят на поддръжката е модифицирал това на 1A). Това доведе до многократно системата на UPS иницииране на изравненото зареждане, докато вътрешната верига за отворена батерия най -накрая не я спре (в противен случай системата UPS ще продължи да продължи да изравнява зареждането, което можеше да доведе до пожар на групата на батерията). През този период батериите претърпяха четири непрекъснати изравнени цикъла на зареждане за 48 часа (всеки цикъл се спря за само 1 минута на всеки 12 часа преди възобновяването на изравняване на зареждането). След такова продължително изравнено зареждане, батериите в крайна сметка се развиха изпъкнало и дори вентилационните клапани се деформират.

4. Заключение

Въз основа на горните наблюдения и анализ, причините за повредата на батерията в тази UPS система са следните:

• Директната причина беше неправилната настройка на параметрите за зареждане на системата UPS, което доведе до непрекъснато изравнено зареждане за 48 часа само с интервали от 1 минути между всеки цикъл. Дори новите батерии не биха издържали на такова продължително и интензивно изравнено зареждане, което води до издуване на батерията в този случай.

• Моделът на системата UPS е ранен дизайн с функционални ограничения. Този по -стар модел на UPS (проектиран преди 20 години) липсваше настройката за защита на интервала на зареждане 'Изравнено време за защита на интервала ' (други марки обикновено определят този интервал до 7 дни), което води до непрекъснати множество изравнени цикли на зареждане.

• Изпълнението на батериите се влоши поради възрастта (4 години в експлоатация), с намален капацитет на изхвърляне и лошо задържане на заряда. Преди 6 юни, прагът на преобразуване на изравнен до заряд за зареждане беше зададен необосновано нисък (само 1A за 100AH ​​батерии). Стойността по подразбиране на системата UPS е 3 ~ 5A, но все пак служителите по поддръжката необяснимо го модифицираха на 1A.

• Системата UPS работи в продължение на 14 години, далеч над възрастта за извеждане от експлоатация, което прави грешки в измерването неизбежни. Тези грешки може да са причинили многократно системата да инициира изравнено зареждане поради неточно откриване на тока.

• За щастие, отворена верига в една от клетките на батерията попречи на UPS системата да продължи многократните изравнени цикли на зареждане след четвъртото изравно зареждане, като по този начин се избягва потенциала на батериите да се запалят.

5. Коригиращи мерки за провала

Лечебните мерки включват два аспекта:

Първо, временно променяйте параметрите за зареждане на батерията UPS:

• Деактивирайте изравнената настройка за зареждане в UPS системата.

• Регулирайте тока на спусъка за преминаване от зареждане на поплавък към изравнено зареждане към 3A (макар че 3A все още е малко нисък, тъй като минимумът по подразбиране е 3a, но преди това беше зададен на 1A).

• Регулирайте изравненото време за защита на зареждането до 1 час (предварително зададено на 12 часа).

Второ, клоновият офис замени двете групи батерии с резервни батерии, но резервните батерии имат капацитет от само 50 AH, така че те могат да се използват само за временни аварийни цели. Има планове за прехвърляне на товара от системата UPS в други източници на енергия в бъдеще, за да се разрешат подробно проблемите на безопасността на захранването.

Операторът харчи значителна сума годишно за услугите за поддръжка на системата UPS, но поради небрежност и небрежност на персонала по поддръжката, те дори погрешно промениха стойностите по подразбиране на системата UPS, което е наистина невероятно. Препоръчва се производителят на UPS да приема сериозно поддръжката на своите продукти и да избягва да прави такива основни грешки в бъдеще, подобрявайки качеството на техните услуги за поддръжка. Междувременно се препоръчва операторът да обърне по -голямо внимание на следващите услуги за поддръжка, предоставяни от производителя на UPS, и да създаде система за оценка за непрекъснато подобряване на безопасната и надеждна работа на системата UPS.