इंटरनेट डेटा सेंटर में यूपीएस बैटरी विफलता का विश्लेषण

टेलीकॉम साइट की शक्ति को टेलीकॉम नेटवर्क का खून माना जाता है, जबकि बैटरी को इसका रक्त भंडार माना जाता है, जो नेटवर्क के सुचारू संचालन की रक्षा करता है। हालाँकि, बैटरी रखरखाव हमेशा एक चुनौतीपूर्ण पहलू रहा है। केंद्रीकृत खरीद के बाद निर्माताओं द्वारा लगातार कीमतें कम करने से बैटरियों की गुणवत्ता में काफी गिरावट आई है। हर साल, 70% से अधिक दूरसंचार बिजली प्रणाली विफलताओं को बैटरी की समस्याओं के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है, जिससे बैटरी रखरखाव रखरखाव कर्मियों के लिए सिरदर्द बन जाता है। यह आलेख बैटरी विफलता के मुख्य कारणों का विश्लेषण प्रस्तुत करता है, जो दूसरों के लिए उपयोगी संदर्भ के रूप में काम कर सकता है।

1. ऑन-साइट विद्युत उपकरण अवलोकन

ऑन-साइट बिजली उपकरण में एक प्रसिद्ध अंतरराष्ट्रीय ब्रांड की दो 40kVA यकपीएस इकाइयाँ शामिल हैं। बैटंियां 2016 में स्थापित की गई थीं। नीचे विस्तृत जानकारी दी गई है:

यूपीएस सूचना	बैटरी की जानकारी
ब्रांड और मॉडल: अंतर्राष्ट्रीय ब्रांड यूपीएस UL33	ब्रांड और मॉडल: 12V 100Ah
विन्यास: 40 केवीए, समानांतर प्रणाली में 2 इकाइयाँ, प्रत्येक का भार लगभग 5 किलोवाट	बैटरियों की संख्या: प्रति समूह 30 सेल, 2 समूह, कुल 60 से�ं 7fbe9678ef186cc=आइए हमारी टीम से मिलें और जानें कि हमारे नवोन्मेषी ऊर्जा समाधान आपके व्यवसाय को बढ़ाने में कैसे मदद कर सकते हैं।
कमीशनिंग तिथि: 2006 (सेवा के 10 वर्ष)	कमीशनिंग तिथि: 2016 (सेवा के 5 वर्ष)

6 जून को, यूपीएस निर्माता ने नियमित रखरखाव किया, एसी और डीसी कैपेसिटर (5 वर्ष की सेवा) और प्रशंसकों को बदल दिया। बैटरी डिस्चार्ज परीक्षण (20 मिनट) के दौरान, यह पाया गया कि बैटरी का डिस्चार्ज प्रदर्शन खराब था। डिस्चार्ज करंट 16ए था, और डिस्चार्ज के 10 मिनट बाद, कई कोशिकाओं का वोल्टेज 11.6V तक गिर गया, लेकिन बैटरियों में कोई उभार नहीं देखा गया।

निरीक्षण के दौरान पाया गया कि दोनों यूपीएस बैटरी समूहों में उभार की समस्या थी। मल्टीमीटर का उपयोग करके, उन्होंने बैटरी चार्जिंग रिपल वोल्टेज (एसी सेटिंग का उपयोग करके मापा गया) मापा, जो 7V (रखरखाव मानक से कहीं अधिक) तक उच्च था। परिणामस्वरूप, उन्हें शुरू में संदेह हुआ कि यूपीएस निर्माता के इंजीनियरों द्वारा प्रतिस्थापित डीसी फिल्टर कैपेसिटर दोषपूर्ण थे, जिससे यूपीएस की डीसी बस पर अत्यधिक तरंग वोल्टेज पैदा हो गया, जिससे बैटरी फूल गई।

2. ऑन-साइट विफलता की स्थिति

22 जुलाई को, अनुसंधान संस्थान की टीम ने एक शाखा कार्यालय में सुरक्षा निरीक्षण किया। उन्होंने पाया कि एक इमारत की 5वीं मंजिल पर यूपीएस सिस्टम की बैटरियां बुरी तरह से फूल गई थीं। यदि ग्रिड से बिजली कटौती होती, तो यह आशंका थी कि बैटरियां ठीक से डिस्चार्ज नहीं होंगी, जिससे संभावित रूप से दुर्घटना हो सकती है। परिणामस्वरूप, उन्होंने तुरंत सिफारिश की कि शाखा के रखरखाव कर्मी अगले दोपहर तीनों पक्षों के साथ एक संयुक्त ऑन-साइट जांच और समस्या निवारण सत्र की व्यवस्था करने के लिए निर्माता के इंजीनियरों से संपर्क करें।

12V बैटरियों का उभार

23 जुलाई की दोपहर को तीनों दल मौके पर पहुंचे। निरीक्षण करने पर, दोनों यूपीएस इकाइयाँ सामान्य रूप से काम करती पाई गईं, बैटरियों के लिए लगभग 404V का फ्लोट वोल्टेज (निर्धारित मापदंडों के अनुरूप)। निर्माता के इंजीनियरों ने बैटरी चार्जिंग रिपल वोल्टेज को मापने के लिए फ़्लूक 287C मल्टीमीटर (उच्च सटीकता) का उपयोग किया, जो लगभग 0.439V था। एक फ़्लूक 376 क्लैंप मीटर (कम सटीकता) लगभग 0.4V मापा गया। दोनों उपकरणों के परिणाम समान थे और उपकरण के लिए विशिष्ट तरंग वोल्टेज सीमा (आमतौर पर बस वोल्टेज के 1% से कम) के भीतर आते थे। इससे संकेत मिलता है कि प्रतिस्थापित डीसी कैपेसिटर अनुपालन कर रहे थे और सामान्य रूप से कार्य कर रहे थे। इसलिए, पहले से संदिग्ध सिद्धांत कि संधारित्र प्रतिस्थापन के कारण अत्यधिक तरंग वोल्टेज हुआ और बैटरी में उभार को खारिज कर दिया गया।

मल्टीमीटर: 0.439V

क्लैंप मीटर: लगभग 0.4V

यूपीएस प्रणाली के ऐतिहासिक रिकॉर्ड की समीक्षा से पता चला कि, 6 जून को, दोनों यूपीएस इकाइयों का 15 मिनट का बैटरी डिस्चार्ज परीक्षण हुआ था। मुख्य पावर स्विच को बहाल करने के बाद, 6 मिनट की समान चार्जिंग की गई, जिसके बाद निर्माता के इंजीनियरों द्वारा 14 मिनट की बैटरी डिस्चार्ज परीक्षण किया गया। परीक्षण के बाद, यूपीएस प्रणाली ने स्वचालित रूप से चार लगातार 12 घ��टे के समान चार्ज शुरू किए, प्रत्येक चरण को 1 मिनट के अंतराल से अलग किया, जो 9 जून को सुबह 5:32 बजे समाप्त हुआ। तब से, बैटरियां फ्लोट चार्ज मोड में बनी हुई हैं।

मूल यूपीएस बैटरी सेटिंग्स की आगे की जांच से निम्नलिखित पता चला:

• बैटरी जीवन 48 महीने (4 वर्ष) निर्धारित किया गया था, हालांकि 12 वी बैटरी की वास्तविक जीवन प्रत्याशा 5 वर्ष होनी चाहिए।

• समान चार्जिंग को 'सक्षम' पर सेट किया गया था।

• चार्ज वर्तमान सीमा 10A पर सेट की गई थी।

• इक्वलाइज्ड चार्जिंग पर स्विच करने के लिए ट्रिगर को 1A पर सेट किया गया था (यदि फ्लोट चार्ज करंट 1A से अधिक हो तो सिस्टम स्वचालित रूप से इक्वलाइज्ड चार्जिंग पर स्विच हो जाएगा, भले ही इस मॉडल के लिए डिफ़ॉल्ट मान 0.03C10~0.05C10 है, जिसका अर्थ है कि फ्लोट चार्ज करंट 3-5A तक पहुंचने पर इक्वलाइज्ड चार्जिंग ट्रिगर हो जाती है। हालांकि, अज्ञात कारणों से, निर्माता के रखरखाव कर्मियों ने इसे 0.01C10 पर समायोजित किया था, जिसका अर्थ है कि इक्वलाइज्ड चार्जिंग तब ट्रिगर होगी जब फ्लोट चार्ज करंट 1A तक पहुँच जाता है)।

• समतुल्य चार्जिंग सुरक्षा समय 720 मिनट पर सेट किया गया था (12 घंटे के बाद समतुल्य चार्जिंग स्वचालित रूप से बंद हो जाएगी)।

3. विफलता के कारणों का विश्लेषण

उपरोक्त परिस्थितियों के आधार पर, विफलता प्रक्रिया का विश्लेषण निम्नानुसार किया जा सकता है:

• इस यूपीएस प्रणाली के दो बैटरी समूह 4 वर्षों से उपयोग में थे (12V बैटरी का सेवा जीवन 5 वर्ष है), और बैटरी की क्षमता काफी कम हो गई थी। हालाँकि, विफलता से पहले, बैटरी का बाहरी स्वरूप सामान्य था, जिसमें उभार का कोई संकेत नहीं था। 30 जनवरी, 2019 (इस तिथि से पहले के रिकॉर्ड साफ़ किए गए थे) से 6 जून, 2020 तक यूपीएस के ऐतिहासिक रिकॉर्ड की एक और समीक्षा से पता चला कि यूपीएस प्रणाली ने 12 समान चार्जिंग की थी, जिसमें सबसे लंबी अवधि 15 मिनट से अधिक नहीं थी। यह इंगित करता है कि रखरखाव से पहले यूपीएस���िस्टम में निर्धारित समतुल्य चार्जिंग अवधि अपेक्षाकृत कम थी, केवल 15 मिनट, और यूपीएस सिस्टम की अल्पकालिक समतुल्य चार्जिंग से बैटरियों में उभार नहीं आएगा।

• रखरखाव और कैपेसिटर प्रतिस्थापन के बाद, यूपीएस प्रणाली को फिर से शुरू किया गया। नियंत्रण तर्क ने बैटरी को नई कनेक्टेड के रूप में पहचाना, इसलिए इसने 6 मिनट की समान चार्जिंग शुरू की और फिर फ्लोट चार्ज पर स्विच कर दिया। हालाँकि, बाद में 14 मिनट के डिस्चार्ज परीक्षण के बाद, यूपीएस सिस्टम ने बैटरी को पूरी तरह से रिचार्ज करने के लिए स्वचालित रूप से समान चार्जिंग शुरू कर दी। बैटरियों के 4 वर्षों तक उपयोग में रहने के कारण, उनकी आंतरिक चार्ज प्रतिधारण क्षमता खराब हो गई थी, जिससे फ्लोट चार्ज करंट 1A से अधिक हो गया था, जिससे UPS सिस्टम में 1A इक्वलाइज्ड चार्जिंग थ्रेशोल्ड सेट ट्रिगर हो गया था (इस मॉडल के लिए डिफ़ॉल्ट मान 3 ~ 5A फ्लोट चार्ज करंट है जो इक्वलाइज्ड चार्जिंग को ट्रिगर करता है, लेकिन किसी कारण से, रखरखाव कर्मियों ने इसे 1A में संशोधित कर दिया था)। इसके परिणामस्वरूप यूपीएस सिस्टम बार-बार इक्वलाइज्ड चार्जिंग शुरू करता रहा जब तक कि एक आंतरिक बैटरी ओपन सर्किट ने अंततः इसे बंद नहीं कर दिया (अन्यथा, यूपीएस सिस्टम बार-बार इक्वलाइज्ड चार्जिंग जारी रखता, जिससे बैटरी समूह में आग लग सकती थी)। इस अवधि के दौरान, बैटरियों को 48 घंटों में चार निरंतर बराबर चार्जिंग चक्रों से गुजरना पड़ा (प्रत्येक चक्र को बराबर चार्जिंग फिर से शुरू करने से पहले हर 12 घंटे में केवल 1 मिनट के लिए रोका गया)। इतने लंबे समय तक बराबर चार्ज करने के बाद, अंततः बैटरियां फूल गईं और यहां तक ​​कि वेंटिंग वाल्व भी विकृत हो गए।

4. निष्कर्ष

उपरोक्त अवलोकनों और विश्लेषण के आधार पर, इस यूपीएस प्रणाली में बैटरी की विफलता के कारण इस प्रकार हैं:

• इसका सीधा कारण यूपीएस सिस्टम के चार्जिंग मापदंडों की अनुचित सेटिंग थी, जिसके कारण प्रत्येक चक्र के बीच केवल 1 मिनट के अंतराल के साथ 48 घंटों तक लगातार बराबर चार्जिंग होती रही। यहां तक ​​कि नई बैटरियां भी इतनी लंबी और तीव्र समतुल्य चार्जिंग का सामना नहीं कर पाएंगी, जिससे इस मामले में बैटरी का फूलना विफल हो जाएगा।

• यूपीएस सिस्टम मॉडल कार्यात्मक सीमाओं के साथ एक प्रारंभिक डिज़ाइन है। इस पुराने यूपीएस मॉडल (20 साल पहले डिज़ाइन किया गया) में 'समान चार्जिंग अंतराल सुरक्षा समय' सेटिंग का अभाव था (अन्य ब्रांड आमतौर पर इस अंतराल को 7 दिनों के लिए सेट करते हैं), जिसके परिणामस्वरूप लगातार कई समान चार्जिंग चक्र होते हैं।

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• यूपीएस प्रणाली 14 वर्षों से प्रचालन में थी, जो कि इसके बंद होने की आयु से कहीं अधिक थी, जिससे माप संबंधी त्रुटियाँ अपरिहार्य हो गई थीं। हो सकता है कि इन त्रुटियों के कारण सिस्टम को गलत वर्तमान पहचान के कारण बार-बार समान चार्जिंग शुरू करनी पड़ी हो।

• सौभाग्य से, बैटरी कोशिकाओं में से एक में एक खुले सर्किट ने यूपीएस सिस्टम को चौथी समान चार्जिंग के बाद बार-बार समान चार्जिंग चक्र जारी रखने से रोक दिया, इस प्रकार बैटरी में आग लगने की संभावना से बचा गया।

5. असफलता के निवारण हेतु उपाय

उपचारात्मक उपायों में दो पहलू शामिल हैं:

सबसे पहले, यूपीएस बैटरी चार्जिंग मापदंडों को अस्थायी रूप से संशोधित करें:

• यूपीएस सिस्टम में इक्वलाइज़्ड चार्जिंग सेटिंग को अक्षम करें।

• फ्लोट चार्ज से इक्वलाइज़्ड चार्जिंग पर स्विच करने के लिए ट्रिगर करंट को 3A पर समायोजित करें (हालाँकि 3A अभी भी कुछ हद तक कम है, क्योंकि डिफ़ॉल्ट न्यूनतम 3A है, लेकिन इसे पहले 1A पर सेट किया गया था)।

• समान चार्जिंग सुरक्षा समय को 1 घंटे (पहले 12 घंटे पर सेट) पर समायोजित करें।

दूसरा, शाखा कार्यालय ने दो बैटरी समूहों को बैकअप बैटरियों से बदल दिया, लेकिन बैकअप बैटरियों की क्षमता केवल 50 Ah है, इसलिए उनका उपयोग केवल अस्थायी आपातकालीन उद्देश्यों के लिए किया जा सकता है। बिजली आपूर्ति सुरक्षा मुद्दों को पूरी तरह से हल करने के लिए भविष्य में यूपीएस सिस्टम से लोड को अन्य बिजली स्रोतों में स्थानांतरित करने की योजना है।

ऑपरेटर यूपीएस प्रणाली के रखरखाव सेवाओं पर सालाना काफी राशि खर्च करता है, फिर भी रखरखाव कर्मियों की लापरवाही और असावधानी के कारण, उन्होंने गलती से यूपीएस प्रणाली के डिफ़ॉल्ट मानों को भी संशोधित कर दिया, जो वास्तव में अविश्वसनीय है। यह अनुशंसा की जाती है कि यूपीएस निर्माता अपने उत्पादों के रखरखाव को गंभीरता से लें और भविष्य में ऐसी बुनियादी गलतियाँ करने से बचें, जिससे उनकी रखरखाव सेवाओं की गुणवत्ता में सुधार हो। इस बीच, यह सुझाव दिया जाता है कि ऑपरेटर यूपीएस निर्माता द्वारा प्रदान की जाने वाली बाद की रखरखाव सेवाओं पर भी करीब से ध्यान दे और यूपीएस प्रणाली के सुरक्षित और विश्वसनीय संचालन में लगातार सुधार के लिए एक मूल्यांकन प्रणाली स्थापित करे।