ઈન્ટરનેટ ડેટા સેન્ટરમાં યુપીએસ બેટરીની નિષ્ફળતાનું વિશ્લેષણ

ટેલિકોમ સાઇટની શક્તિને ટેલિકોમ નેટવર્કનું લોહી માનવામાં આવે છે, જ્યારે બેટરીને તેના લોહીના જળાશય તરીકે ગણવામાં આવે છે, જે નેટવર્કની સરળ કામગીરીને સુરક્ષિત કરે છે. જો કે, બેટરીની જાળવણી હંમેશા એક પડકારજનક પાસું રહ્યું છે. કેન્દ્રિય પ્રાપ્તિ પછી ઉત્પાદકો સતત ભાવ ઘટાડતા હોવાથી, બેટરીની ગુણવત્તામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો છે. દર વર્ષે, 70% થી વધુ ટેલિકોમ પાવર સિસ્ટમની નિષ્ફળતા બેટરી સમસ્યાઓને આભારી છે, જે બેટરીની જાળવણી જાળવણી કર્મચારીઓ માટે માથાનો દુખાવો બનાવે છે. આ લેખ બેટરીની નિષ્ફળતાના મુખ્ય કારણોનું વિશ્લેષણ આપે છે, જે અન્ય લોકો માટે ઉપયોગી સંદર્ભ તરીકે સેવા આપી શકે છે.

1. ઑન-સાઇટ પાવર ઇક્વિપમેન્ટ વિહંગાવલોકન

ઓન-સાઇટ પાવર ઇક્વિપમેન્ટમાં જાણીતી આંતરરાષ્ટ્રીય બ્રાન્ડના બે 40kVA UPS યુનિટનો સમાવેશ થાય છે. બેટરી 2016 માં ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવી હતી. નીચે વિગતવાર માહિતી છે:

યુપીએસ માહિતી	બેટરી માહિતી
બ્રાન્ડ અને મોડલ: આંતરરાષ્ટ્રીય બ્રાન્ડ UPS UL33	બ્રાન્ડ અને મોડલ: 12V 100Ah
રૂપરેખાંકન: 40 kVA, સમાંતર સિસ્ટમમાં 2 એકમો, દરેક લગભગ 5 kW ના ભાર સાથે	બેટરીની સંખ્યા: જૂથ દીઠ 30 કોષો, 2 જૂથો, કુલ 60 કોષો
કમિશનિંગ તારીખ: 2006 (સેવાના 10 વર્ષ)	કમિશનિંગ તારીખ: 2016 (5 વર્ષ સેવા)

6ઠ્ઠી જૂને, UPS ઉત્પાદકે એસી અને ડીસી કેપેસિટર (5 વર્ષની સેવા) અને ચાહકોને બદલીને નિયમિત જાળવણી કરી. બેટરી ડિસ્ચાર્જ પરીક્ષણ દરમિયાન (20 મિનિટ), એવું જાણવા મળ્યું કે બેટરીનું ડિસ્ચાર્જ પ્રદર્શન નબળું હતું. ડિસ્ચાર્જ કરંટ 16A હતો, અને ડિસ્ચાર્જની 10 મિનિટ પછી, કેટલાક કોષોનું વોલ્ટેજ ઘટીને 11.6V થઈ ગયું હતું, પરંતુ બૅટરીનો કોઈ મણકો જોવા મળ્યો ન હતો.

એવું જણાયું હતું કે બંને UPS બૅટરી જૂથોમાં નિરીક્ષણ દરમિયાન મણકાની સમસ્યાઓ હતી. મલ્ટિમીટરનો ઉપયોગ કરીને, તેઓએ બેટરી ચાર્જિંગ રિપલ વોલ્ટેજ (AC સેટિંગનો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવે છે) માપ્યું, જે 7V જેટલું ઊંચું હતું (જાળવણી ધોરણ કરતાં ઘણું વધારે). પરિણામે, તેમને શરૂઆતમાં શંકા હતી કે UPS ઉત્પાદકના ઇજનેરો દ્વારા બદલાયેલ ડીસી ફિલ્ટર કેપેસિટર ખામીયુક્ત હતા, જેના કારણે UPS ની DC બસમાં વધુ પડતો રિપલ વોલ્ટેજ થાય છે, જેના કારણે બેટરી ફૂંકાય છે.

2. ઓન-સાઇટ નિષ્ફળતાની સ્થિતિ

22 જુલાઈના રોજ, રિસર્ચ ઈન્સ્ટિટ્યૂટની ટીમે બ્રાન્ચ ઑફિસમાં સલામતીનું નિરીક્ષણ કર્યું. તેઓએ શોધ્યું કે બિલ્ડિંગના 5મા માળે UPS સિસ્ટમની બેટરીઓ ગંભીર રીતે ફૂંકાઈ રહી છે. જો ગ્રીડમાંથી પાવર આઉટેજ થાય, તો એવી આશંકા હતી કે બેટરીઓ યોગ્ય રીતે ડિસ્ચાર્જ નહીં થાય, જે સંભવિત રીતે અકસ્માત તરફ દોરી જાય છે. પરિણામે, તેઓએ તરત જ ભલામણ કરી કે શાખાના જાળવણી કર્મચારીઓએ ઉત્પાદકના ઇજનેરોનો સંપર્ક કરીને પછીની બપોરે ત્રણેય પક્ષો સાથે સંયુક્ત તપાસ અને મુશ્કેલીનિવારણ સત્રની વ્યવસ્થા કરવી.

12V બૅટરીઓનું બલ્ગિંગ

23 જુલાઈના રોજ બપોરે ત્રણેય પક્ષો સ્થળ પર પહોંચ્યા હતા. નિરીક્ષણ પર, બંને UPS એકમો સામાન્ય રીતે કામ કરી રહ્યા હોવાનું જણાયું હતું, જેમાં બેટરીઓ માટે આશરે 404V ના ફ્લોટ વોલ્ટેજ (સેટ પેરામીટર્સ અનુસાર) હતા. ઉત્પાદકના એન્જિનિયરોએ બેટરી ચાર્જિંગ રિપલ વોલ્ટેજને માપવા માટે ફ્લુક 287C મલ્ટિમીટર (ઉચ્ચ સચોટતા) નો ઉપયોગ કર્યો હતો, જે લગભગ 0.439V હતો. ફ્લુક 376 ક્લેમ્પ મીટર (નીચી ચોકસાઈ) 0.4V આસપાસ માપવામાં આવે છે. બંને સાધનોના પરિણામો સમાન હતા અને સાધનસામગ્રી માટે લાક્ષણિક રિપલ વોલ્ટેજ શ્રેણીમાં આવ્યા હતા (સામાન્ય રીતે બસ વોલ્ટેજના 1% કરતા ઓછા). આ દર્શાવે છે કે બદલાયેલ ડીસી કેપેસિટર્સ સુસંગત હતા અને સામાન્ય રીતે કાર્ય કરી રહ્યા હતા. તેથી, અગાઉ શંકાસ્પદ થિયરી કે કેપેસિટર રિપ્લેસમેન્ટને કારણે અતિશય રિપલ વોલ્ટેજ અને બેટરી ફૂંકાય છે તેને નકારી કાઢવામાં આવી હતી.

મલ્ટિમીટર: 0.439V

ક્લેમ્પ મીટર: આશરે 0.4V

UPS સિસ્ટમના ઐતિહાસિક રેકોર્ડની સમીક્ષા દર્શાવે છે કે, 6 જૂનના રોજ, બંને UPS એકમોએ 15-મિનિટની બેટરી ડિસ્ચાર્જ ટેસ્ટમાંથી પસાર થઈ હતી. મુખ્ય પાવર સ્વીચ પુનઃસ્થાપિત કર્યા પછી, 6-મિનિટનું સમાન ચાર્જિંગ કરવામાં આવ્યું હતું, ત્યારબાદ ઉત્પાદકના એન્જિનિયરો દ્વારા 14-મિનિટની બેટરી ડિસ્ચાર્જ ટેસ્ટ કરવામાં આવી હતી. પરીક્ષણ પછી, UPS સિસ્ટમે આપમેળે સતત ચાર 12-કલાક સમાન ચાર્જ શરૂ કર્યા, દરેક તબક્કાને 1-મિનિટના અંતરાલથી અલગ કરીને, 9 જૂનના રોજ સવારે 5:32 વાગ્યે સમાપ્ત થાય છે. ત્યારથી, બેટરીઓ ફ્લોટ ચાર્જ મોડમાં રહે છે.

મૂળ UPS બેટરી સેટિંગ્સની વધુ તપાસમાં નીચેની બાબતો બહાર આવી:

• બેટરી લાઇફ 48 મહિના (4 વર્ષ) પર સેટ કરવામાં આવી હતી, જોકે 12V બેટરીનું વાસ્તવિક આયુષ્ય 5 વર્ષ હોવું જોઈએ.

• સમાન ચાર્જિંગ 'સક્ષમ' પર સેટ કરવામાં આવ્યું હતું.

• ચાર્જ વર્તમાન મર્યાદા 10A પર સેટ કરવામાં આવી હતી.

• સમાન ચાર્જિંગ પર સ્વિચ કરવા માટેનું ટ્રિગર 1A પર સેટ કરવામાં આવ્યું હતું (જો ફ્લોટ ચાર્જ વર્તમાન 1A કરતાં વધી જાય તો સિસ્ટમ આપોઆપ સમાન ચાર્જિંગ પર સ્વિચ કરશે, જો કે આ મૉડલ માટે ડિફૉલ્ટ મૂલ્ય 0.03C10~0.05C10 છે, એટલે કે જ્યારે ફ્લોટ ચાર્જર અજ્ઞાત કારણસર, ઉત્પાદન ચાર્જ 3 સુધી પહોંચે છે ત્યારે સમાન ચાર્જિંગ ટ્રિગર થાય છે. જાળવણી કર્મચારીઓએ આને 0.01C10 પર એડજસ્ટ કર્યું હતું, એટલે કે જ્યારે ફ્લોટ ચાર્જ કરંટ 1A સુધી પહોંચે ત્યારે સમાન ચાર્જિંગ ટ્રિગર થશે).

• સમાન ચાર્જિંગ સુરક્ષા સમય 720 મિનિટ પર સેટ કરવામાં આવ્યો હતો (સમાન ચાર્જિંગ 12 કલાક પછી આપમેળે બંધ થઈ જશે).

3. નિષ્ફળતાના કારણોનું વિશ્લેષણ

ઉપરોક્ત સંજોગોના આધારે, નિષ્ફળતા પ્રક્રિયાનું વિશ્લેષણ નીચે પ્રમાણે કરી શકાય છે:

• આ UPS સિસ્ટમના બે બૅટરી જૂથો 4 વર્ષથી ઉપયોગમાં લેવાતા હતા (12V બૅટરીની સર્વિસ લાઇફ 5 વર્ષ છે), અને બૅટરીની ક્ષમતામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો હતો. જો કે, નિષ્ફળતા પહેલા, બેટરીનો બાહ્ય દેખાવ સામાન્ય હતો, જેમાં મણકાના કોઈ ચિહ્નો નહોતા. 30 જાન્યુઆરી, 2019 (આ તારીખ પહેલાંના રેકોર્ડ્સ સાફ કરવામાં આવ્યા હતા) થી 6 જૂન, 2020 સુધીના UPS ઐતિહાસિક રેકોર્ડ્સની વધુ સમીક્ષા દર્શાવે છે કે UPS સિસ્ટમે 12 સમાન ચાર્જિંગ કર્યું હતું, જેમાં સૌથી લાંબી અવધિ 15 મિનિટથી વધુ ન હતી. આ સૂચવે છે કે જાળવણી પહેલાં UPS સિસ્ટમમાં સેટ કરેલ સમાન ચાર્જિંગ સમયગાળો પ્રમાણમાં ટૂંકો હતો, માત્ર 15 મિનિટ, અને UPS સિસ્ટમના ટૂંકા ગાળાના સમાન ચાર્જિંગને લીધે બેટરીઓ ઉછળશે નહીં.

• જાળવણી અને કેપેસિટર રિપ્લેસમેન્ટ પછી, યુપીએસ સિસ્ટમ ફરીથી શરૂ કરવામાં આવી હતી. કંટ્રોલ લોજિકે બેટરીને નવી કનેક્ટેડ તરીકે ઓળખી, તેથી તેણે 6-મિનિટનું સમાન ચાર્જિંગ શરૂ કર્યું અને પછી ફ્લોટ ચાર્જ પર સ્વિચ કર્યું. જો કે, અનુગામી 14-મિનિટના ડિસ્ચાર્જ ટેસ્ટ પછી, UPS સિસ્ટમે બેટરીને સંપૂર્ણ રીતે રિચાર્જ કરવા માટે આપોઆપ સમાન ચાર્જિંગ શરૂ કર્યું. બેટરીઓ 4 વર્ષથી ઉપયોગમાં લેવાતી હોવાને કારણે, તેમની આંતરિક ચાર્જ રીટેન્શન ક્ષમતા બગડી ગઈ હતી, જેના કારણે ફ્લોટ ચાર્જ કરંટ 1A કરતાં વધી ગયો હતો, જે UPS સિસ્ટમમાં સેટ 1A સમાન ચાર્જિંગ થ્રેશોલ્ડને ટ્રિગર કરે છે (આ મૉડલનું ડિફૉલ્ટ મૂલ્ય 3~5A ફ્લોટ ચાર્જ કરંટ છે જે સમાન ચાર્જિંગને ટ્રિગર કરવા માટે છે, પરંતુ કેટલાક કારણોસર આ મોડલ 1 માટે મુખ્ય મોડલ હતું. આના પરિણામે UPS સિસ્ટમ વારંવાર સમાન ચાર્જિંગ શરૂ કરે છે જ્યાં સુધી આંતરિક બેટરી ઓપન સર્કિટ આખરે તેને બંધ ન કરે (અન્યથા, UPS સિસ્ટમ વારંવાર સમાન ચાર્જિંગ ચાલુ રાખ્યું હોત, જેના કારણે બેટરી જૂથમાં આગ લાગી હોત). આ સમયગાળા દરમિયાન, બેટરીઓએ 48 કલાકમાં ચાર સતત સમાન ચાર્જિંગ ચક્ર પસાર કર્યા (દરેક ચક્ર સમાન ચાર્જિંગ ફરી શરૂ કરતા પહેલા દર 12 કલાકમાં માત્ર 1 મિનિટ માટે થોભાવવામાં આવે છે). આટલા લાંબા સમય સુધી સમાન ચાર્જિંગ પછી, બૅટરીઓએ આખરે મણકાનો વિકાસ કર્યો, અને વેન્ટિંગ વાલ્વ પણ વિકૃત થઈ ગયા.

4. નિષ્કર્ષ

ઉપરોક્ત અવલોકનો અને વિશ્લેષણના આધારે, આ યુપીએસ સિસ્ટમમાં બેટરીની નિષ્ફળતાના કારણો નીચે મુજબ છે:

• તેનું સીધું કારણ UPS સિસ્ટમના ચાર્જિંગ પરિમાણોનું અયોગ્ય સેટિંગ હતું, જે દરેક ચક્ર વચ્ચે માત્ર 1-મિનિટના અંતરાલ સાથે 48 કલાક માટે સતત સમાન ચાર્જિંગ તરફ દોરી જાય છે. નવી બેટરીઓ પણ આવા લાંબા સમય સુધી અને તીવ્ર સમાન ચાર્જિંગનો સામનો કરી શકશે નહીં, જે આ કિસ્સામાં બેટરી ફૂંકાય તેવી નિષ્ફળતા તરફ દોરી જાય છે.

• UPS સિસ્ટમ મોડલ કાર્યાત્મક મર્યાદાઓ સાથે પ્રારંભિક ડિઝાઇન છે. આ જૂના UPS મોડલ (20 વર્ષ પહેલાં ડિઝાઈન કરાયેલ)માં 'સમાન ચાર્જિંગ ઈન્ટરવલ પ્રોટેક્શન ટાઈમ' સેટિંગનો અભાવ હતો (અન્ય બ્રાન્ડ્સ સામાન્ય રીતે આ ઈન્ટરવલને 7 દિવસ પર સેટ કરે છે), જેના પરિણામે સતત બહુવિધ સમાન ચાર્જિંગ ચક્રો થાય છે.

• બેટરીનું પ્રદર્શન વય (4 વર્ષ સેવામાં) ને કારણે, ઓછી ડિસ્ચાર્જ ક્ષમતા અને નબળી ચાર્જ રીટેન્શનને કારણે બગડ્યું હતું. 6 જૂન પહેલાં, સમાન-થી-ફ્લોટ-ચાર્જ કન્વર્ઝન વર્તમાન થ્રેશોલ્ડ ગેરવાજબી રીતે નીચી સેટ કરવામાં આવી હતી (100Ah બેટરી માટે માત્ર 1A). UPS સિસ્ટમનું ડિફોલ્ટ મૂલ્ય 3~5A છે, તેમ છતાં જાળવણી કર્મચારીઓએ તેને અસ્પષ્ટપણે 1A માં સંશોધિત કર્યું છે.

• યુપીએસ સિસ્ટમ 14 વર્ષથી કાર્યરત હતી, તેની ડિકમિશનિંગ વયથી પણ વધુ, માપન ભૂલો અનિવાર્ય બનાવે છે. અચોક્કસ વર્તમાન શોધને કારણે આ ભૂલોને કારણે સિસ્ટમ વારંવાર સમાન ચાર્જિંગ શરૂ કરી શકે છે.

• સદનસીબે, બેટરીના એક કોષમાં ખુલ્લી સર્કિટે UPS સિસ્ટમને ચોથા સમાન ચાર્જિંગ પછી પુનરાવર્તિત સમાન ચાર્જિંગ ચક્ર ચાલુ રાખવાથી અટકાવ્યું, આમ બેટરીમાં આગ લાગવાની સંભાવનાને ટાળી.

5. નિષ્ફળતા માટે ઉપચારાત્મક પગલાં

ઉપચારાત્મક પગલાંમાં બે પાસાઓ શામેલ છે:

પ્રથમ, UPS બેટરી ચાર્જિંગ પરિમાણોને અસ્થાયી રૂપે સંશોધિત કરો:

• UPS સિસ્ટમમાં સમાન ચાર્જિંગ સેટિંગને અક્ષમ કરો.

• ફ્લોટ ચાર્જથી સમાન ચાર્જિંગમાં 3A પર સ્વિચ કરવા માટે ટ્રિગર વર્તમાનને સમાયોજિત કરો (જોકે 3A હજુ પણ થોડો ઓછો છે, કારણ કે ડિફોલ્ટ ન્યૂનતમ 3A છે, પરંતુ તે અગાઉ 1A પર સેટ કરવામાં આવ્યું હતું).

• સમાન ચાર્જિંગ સુરક્ષા સમયને 1 કલાક (અગાઉ 12 કલાક પર સેટ) પર ગોઠવો.

બીજું, બ્રાન્ચ ઑફિસે બે બૅટરી જૂથોને બૅકઅપ બૅટરી વડે બદલ્યાં, પરંતુ બૅકઅપ બૅટરીની ક્ષમતા માત્ર 50 Ah છે, તેથી તેનો ઉપયોગ માત્ર કામચલાઉ કટોકટીના હેતુઓ માટે જ થઈ શકે છે. વીજ પુરવઠાની સલામતીના મુદ્દાઓને સંપૂર્ણ રીતે ઉકેલવા માટે, ભવિષ્યમાં UPS સિસ્ટમમાંથી અન્ય પાવર સ્ત્રોતોમાં લોડને સ્થાનાંતરિત કરવાની યોજના છે.

ઓપરેટર UPS સિસ્ટમ માટે જાળવણી સેવાઓ પર વાર્ષિક નોંધપાત્ર રકમ ખર્ચે છે, તેમ છતાં જાળવણી કર્મચારીઓની બેદરકારી અને બેદરકારીને કારણે, તેઓએ ભૂલથી UPS સિસ્ટમના ડિફોલ્ટ મૂલ્યોમાં ફેરફાર પણ કર્યો, જે ખરેખર અવિશ્વસનીય છે. એવી ભલામણ કરવામાં આવે છે કે UPS ઉત્પાદક તેમના ઉત્પાદનોની જાળવણીને ગંભીરતાથી લે અને ભવિષ્યમાં તેમની જાળવણી સેવાઓની ગુણવત્તામાં સુધારો કરીને આવી મૂળભૂત ભૂલો કરવાનું ટાળે. દરમિયાન, એવું સૂચન કરવામાં આવે છે કે ઓપરેટર UPS ઉત્પાદક દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવતી અનુગામી જાળવણી સેવાઓ પર પણ વધુ ધ્યાન આપે અને UPS સિસ્ટમની સલામત અને વિશ્વસનીય કામગીરીમાં સતત સુધારો કરવા માટે મૂલ્યાંકન સિસ્ટમ સ્થાપિત કરે.