A UPS akkumulátor meghibásodásának elemzése egy internetes adatközpontban

A telekommunikációs hely erejét egy telekommunikációs hálózat vérének tekintik, míg az akkumulátort vértartályának tekintik, megóvva a hálózat zökkenőmentes működését. Az akkumulátor karbantartása azonban mindig is kihívást jelentett. Mivel a gyártók folyamatosan csökkentik az árakat a központosított beszerzés után, az akkumulátorok minősége jelentősen csökkent. Évente a telekommunikációs energiarendszer hibáinak több mint 70% -át az akkumulátor problémáinak tulajdonítják, így az akkumulátor karbantartása fejfájást okoz a karbantartó személyzet számára. Ez a cikk elemzi az akkumulátor meghibásodásának fő okait, amelyek hasznos referenciaként szolgálhatnak mások számára.

1. Helyszíni tápegység áttekintése

A helyszíni energiafelszerelés két 40 kVa-os UPS egységből áll, egy jól ismert nemzetközi márkából. Az akkumulátorokat 2016 -ban telepítették. Az alábbiakban részletes információk találhatók:

UPS -információk	Akkumulátoros információk
Márka és modell: Nemzetközi márka UPS UL33	Márka és modell: 12V 100AH
Konfiguráció: 40 kVa, 2 egység párhuzamos rendszerben, mindegyik körülbelül 5 kW terheléssel	Az akkumulátorok száma: 30 sejt csoportonként, 2 csoportonként, összesen 60 cella
Üzemezés dátuma: 2006 (10 éves szolgálat)	Üzemezés dátuma: 2016 (5 éves szolgálat)

Június 6 -án a UPS gyártója rutinszerű karbantartást végzett, cserélve az AC és DC kondenzátorokat (5 éves szolgáltatás) és a ventilátorokat. Az akkumulátor kisülési tesztelése során (20 perc) kiderült, hogy az akkumulátor kisülési teljesítménye gyenge. A kisülési áram 16a volt, és 10 perc kisülés után több sejt feszültsége 11,6 V -ra esett vissza, de az akkumulátorok duzzanatát nem figyelték meg.

Megállapítást nyert, hogy mindkét UPS akkumulátorcsoportnak kidudorodási problémái voltak az ellenőrzés során. Egy multiméter segítségével megmérik az akkumulátor töltőfúvó feszültségét (az AC beállítással mérve), amely akár 7 V -os volt (messze meghaladta a karbantartási szabványt). Ennek eredményeként kezdetben azt gyanították, hogy a DC szűrő kondenzátorok, amelyeket a UPS gyártó mérnökei cserélnek, hibás voltak, és túlzott hullámos feszültséget okoztak a UPS DC buszján, ami az akkumulátor duzzanatához vezet.

2. Helyszíni kudarc helyzet

Július 22 -én a Kutatóintézet csapata biztonsági ellenőrzést végzett egy fióktelepben. Felfedezték, hogy az épület 5. emeletén lévő UPS rendszerek akkumulátorai súlyosan duzzadnak. Ha a rácsból áramkimaradások lennének, attól tartottak, hogy az akkumulátorok nem ürülnek megfelelően, potenciálisan balesethez vezethetnek. Ennek eredményeként azonnal azt javasolták, hogy a fióktelep karbantartó személyzete vegye fel a kapcsolatot a gyártó mérnökeivel, hogy a következő délután mind a három félnél közös helyszíni nyomozást és hibaelhárítási ülést szervezzen.

12 V -os akkumulátorok duzzadása

Július 23-án délután a három fél megérkezett a helyszínen. Ellenőrzés után mindkét UPS egység normálisan működött, az akkumulátorokhoz körülbelül 404 V úszófeszültséggel (a beállított paraméterekkel összhangban). A gyártó mérnökei egy Floke 287C multimétert (nagy pontosságot) használtak az akkumulátor töltő hullámzási feszültségének mérésére, amely körülbelül 0,439 V volt. A Floke 376 bilincsmérő (alacsonyabb pontosság) 0,4 V körül mért. Mindkét műszer eredményei hasonlóak voltak, és a berendezés tipikus fodrozódási feszültségtartományába esnek (általában a buszfeszültség kevesebb mint 1% -a). Ez azt jelezte, hogy a csere DC kondenzátorok megfelelnek és normálisan működnek. Ezért a korábban gyanúsított elméletet, miszerint a kondenzátor cseréje túlzott fodrozódási feszültséget okozott, és az akkumulátor duzzanatát kizárták.

Multiméter: 0,439 V

Bilincsmérő: Körülbelül 0,4 V

A UPS rendszer történelmi nyilvántartásainak áttekintése azt mutatta, hogy június 6-án mindkét UPS egység 15 perces akkumulátor-kisülési teszten ment keresztül. A fő teljesítménykapcsoló visszaállítása után egy 6 perces kiegyenlített töltést végeztünk, majd a gyártó mérnökei 14 perces akkumulátor-kisülési tesztet követtek. A teszt után a UPS rendszer automatikusan négy egymást követő, 12 órás kiegyenlített töltést indított, mindegyik fázist 1 perces intervallummal elválasztva, június 9-én 5: 32-kor zárva. Azóta az akkumulátorok úszó töltési módban maradtak.

Az eredeti UPS akkumulátor beállításainak további vizsgálata a következőket fedezte fel:

• Az akkumulátor élettartamát 48 hónapra (4 év) állították be, bár a 12 V -os akkumulátor tényleges élettartamának 5 évnek kell lennie.

• A kiegyenlített töltés 'engedélyezve. '

• A töltési áram határértékét 10A -ra állítottuk.

• A kiegyenlített töltésre való váltás triggerét 1a-ra állítottuk be (a rendszer automatikusan vált az kiegyenlített töltésre, ha az úszó töltés árama meghaladja az 1A-t, annak ellenére, hogy a modell alapértelmezett értéke 0,03c10 ~ 0,05c10, azaz az egyenlőtlen töltés akkor van, amikor az úszó töltésáram eléri a 3-5a-t Amikor az úszó töltésáram eléri az 1A -t).

• A kiegyenlített töltési védelmi időt 720 percre állítottuk be (a kiegyenlített töltés 12 óra elteltével automatikusan leáll).

3. A meghibásodási okok elemzése

A fenti körülmények alapján a meghibásodási folyamat az alábbiak szerint elemezhető:

• A UPS rendszer két akkumulátorcsoportja 4 éve használatban volt (a 12 V -os akkumulátorok élettartama 5 év), és az akkumulátor kapacitása jelentősen csökkent. A meghibásodás előtt azonban az akkumulátor külső megjelenése normális volt, a duzzadás jelei nélkül. A UPS történelmi nyilvántartásainak további áttekintése 2019. január 30 -tól (az időpont előtti nyilvántartások elszámoltak) 2020. június 6 -ig azt mutatták, hogy a UPS -rendszer 12 kiegyenlített töltést végez, a leghosszabb időtartam legfeljebb 15 perc. Ez azt jelzi, hogy az UPS rendszerben a karbantartás előtti kiegyenlített töltési időtartam viszonylag rövid, csak 15 perc volt, és a UPS rendszer rövid távú, kiegyenlített töltése nem okozza az akkumulátorokat.

• A karbantartás és a kondenzátor cseréje után a UPS rendszert újraindították. A vezérlő logika az akkumulátort újonnan csatlakoztatva azonosította, tehát 6 perces kiegyenlített töltést indított, majd úszó töltésre váltott. Egy későbbi 14 perces kisülési teszt után azonban a UPS rendszer automatikusan kiegyenlítette a töltést az akkumulátorok teljes újratöltése érdekében. Mivel az akkumulátorok 4 évig használják, belső töltés -visszatartási képességük romlott, ami az úszó töltésáramot meghaladja az 1A -t, és a UPS rendszerben beállított 1A kiegyenlített töltési küszöbértéket váltja ki (ennek a modellnek az alapértelmezett értéke 3 ~ 5A úszóáramot jelent az egyenlőtlen töltés kiváltásához, de valamilyen okból a karbantartási személyzet ezt az 1A -ra változtatta). Ennek eredményeként a UPS rendszer többször megkezdi az kiegyenlített töltést, amíg egy belső akkumulátor nyitott áramkör végül meg nem állította (egyébként a UPS rendszer folytatta volna az ismételt kiegyenlített töltést, ami az akkumulátorcsoport tűz elkapásához vezethetett). Ebben az időszakban az akkumulátorok négy folyamatos, kiegyenlített töltési cikluson mentek keresztül 48 órán keresztül (mindegyik ciklus mindössze 1 percig szünetet tartott 12 óránként, mielőtt folytatta a kiegyenlített töltést). Az ilyen hosszan tartó kiegyenlített töltés után az akkumulátorok végül kidudorodtak, és még a szellőztető szelepek is deformálódtak.

4. Következtetés

A fenti megfigyelések és elemzések alapján az akkumulátor meghibásodási okai ebben a UPS rendszerben a következők:

• A közvetlen ok a UPS rendszer töltési paramétereinek helytelen beállítása volt, amely 48 órán át folyamatos kiegyenlített töltéshez vezetett, mindössze 1 perces intervallummal az egyes ciklusok között. Még az új akkumulátorok sem ellenállnának az ilyen meghosszabbított és intenzív, kiegyenlített töltéshez, ami ebben az esetben az akkumulátor duzzanási meghibásodásához vezet.

• A UPS rendszermodell korai kialakítás, funkcionális korlátozásokkal. Ennek a régebbi UPS -modellnek (20 évvel ezelőtt tervezett) hiányzott a „kiegyenlített töltési intervallum -védelmi idő” beállítás (más márkák általában ezt az intervallumot 7 napra állítják), ami folyamatos többszörös kiegyenlített töltési ciklusokat eredményez.

• Az akkumulátorok teljesítménye az életkor miatt (4 év szolgálatban) romlott, csökkent kisülési kapacitással és rossz töltés visszatartásával. Június 6-án a kiegyenlített-víz-töltés-átalakítási áram küszöbértékét indokolatlanul alacsonyan állítottuk be (csak 1A a 100AH ​​akkumulátorok esetében). A UPS rendszer alapértelmezett értéke 3 ~ 5A, ám a karbantartási személyzet megmagyarázhatatlanul módosította azt 1A -ra.

• A UPS rendszer 14 éve működik, jóval meghaladva a leszerelési életkorát, így a mérési hibákat elkerülhetetlenné tette. Ezek a hibák miatt a rendszer a pontatlan áram észlelése miatt többször kezdeményezte az kiegyenlített töltést.

• Szerencsére az egyik akkumulátorcellában egy nyitott áramkör megakadályozta, hogy a UPS rendszer folytassa az ismételt kiegyenlített töltési ciklusokat a negyedik kiegyenlített töltés után, ezáltal elkerülve az akkumulátorok felgyújtásának lehetőségét.

5. A kudarc orvoslásának megjavító intézkedései

A javító intézkedések két szempontot tartalmaznak:

Először, ideiglenesen módosítsa a UPS akkumulátor töltési paramétereit:

• Tiltsa le az kiegyenlített töltési beállítást az UPS rendszerben.

• Állítsa be a Trigger -áramot az úszó töltésről az kiegyenlített töltésre történő váltáshoz 3A -ra (bár a 3A még mindig kissé alacsony, mivel az alapértelmezett minimum 3a, de korábban 1a -ra állították).

• Állítsa be az kiegyenlített töltési védelmi időt 1 órára (korábban 12 órára állítva).

Másodszor, az ághivatal cserélte a két akkumulátorcsoportot tartalék akkumulátorokkal, de a tartalék akkumulátorok csak 50 Ah kapacitással rendelkeznek, így csak ideiglenes sürgősségi célokra használhatók. Tervezik a terhelést a UPS rendszerből a jövőben más energiaforrásokba történő átadására, hogy alaposan megoldják az energiaellátási biztonsági kérdéseket.

Az üzemeltető évente jelentős összeget költ a UPS rendszer karbantartási szolgáltatásaira, ám a karbantartó személyzet gondatlansága és gondatlansága miatt tévesen módosították a UPS rendszer alapértelmezett értékeit, ami valóban hihetetlen. Javasoljuk, hogy a UPS -gyártó komolyan vegye fel a termékek karbantartását, és kerülje el az ilyen alapvető hibákat a jövőben, javítva a karbantartási szolgáltatások minőségét. Eközben azt javasoljuk, hogy az üzemeltető nagyobb figyelmet fordítson a UPS gyártója által nyújtott későbbi karbantartási szolgáltatásokra, és hozzon létre egy értékelési rendszert a UPS rendszer biztonságos és megbízható működésének folyamatos javítására.