Greining á bilun í UPS rafhlöðu í netgagnamiðstöð

Kraftur fjarskiptasíðunnar er talinn blóð fjarskipta netsins en rafhlaðan er talin blóðgeymir þess og verndar sléttan rekstur netsins. Hins vegar hefur viðhald rafhlöðunnar alltaf verið krefjandi þáttur. Með því að framleiðendur lækka stöðugt verð eftir miðstýrt innkaup hafa gæði rafhlöðurs minnkað verulega. Á hverju ári eru meira en 70% af bilunum í fjarskiptakerfinu rakið til rafhlöðuvandamála, sem gerir viðhald rafhlöðu að höfuðverk fyrir viðhaldsfólk. Þessi grein býður upp á greiningu á helstu orsökum bilunar í rafhlöðu, sem getur þjónað sem gagnleg tilvísun fyrir aðra.

1. Yfirlit yfir rafmagnsbúnað á staðnum

Rafbúnaðurinn á staðnum samanstendur af tveimur 40KVA UPS einingum frá þekktu alþjóðlegu vörumerki. Rafhlöðurnar voru settar upp árið 2016. Hér að neðan eru ítarlegar upplýsingar:

UPS upplýsingar	Upplýsingar um rafhlöðu
Vörumerki og fyrirmynd: Alþjóðleg vörumerki UL33	Vörumerki og líkan: 12v 100Ah
Stillingar: 40 kVa, 2 einingar í samhliða kerfi, hver með álag um það bil 5 kW	Fjöldi rafhlöður: 30 frumur í hverjum hópi, 2 hópar, samtals 60 frumur
Gangsetningardagur: 2006 (10 ára þjónusta)	Gangsetningardagur: 2016 (5 ára þjónusta)

Hinn 6. júní framkvæmdi UPS framleiðandi venjubundið viðhald og kom í stað AC og DC þétta (5 ára þjónustu) og aðdáendur. Við losunarprófun rafhlöðunnar (20 mínútur) kom í ljós að afköst rafhlöðunnar var léleg. Losunarstraumurinn var 16A og eftir 10 mínútur af losun lækkaði spenna nokkurra frumna í 11,6V, en engin bull af rafhlöðunum sást.

Í ljós kom að báðir rafhlöðuhópar UPS voru með bullandi vandamál við skoðunina. Með því að nota multimeter mældu þeir rafhlöðuhleðsluspennuna (mæld með AC stillingunni), sem var allt að 7V (langt umfram viðhaldsstaðalinn). Fyrir vikið grunaði þeir upphaflega að DC síuþéttarnir í stað verkfræðinga UPS framleiðanda væru gallaðir, sem olli óhóflegri gára spennu á DC strætó UPS, sem leiddi til bungu rafhlöðunnar.

2. Bilun á staðnum

22. júlí framkvæmdi teymi rannsóknarstofnunar öryggisskoðun á útibússkrifstofu. Þeir uppgötvuðu að rafhlöður UPS -kerfanna á 5. hæð hússins voru mjög bungnar. Ef það væru rafmagnsleysi frá ristinni var óttast að rafhlöðurnar gætu ekki losað sig á réttan hátt og hugsanlega leitt til slyss. Fyrir vikið mæltu þeir strax með því að viðhaldsfólk útibúsins hafi samband við verkfræðinga framleiðandans til að skipuleggja sameiginlega rannsókn á staðnum og úrræðaleit með öllum þremur aðilum síðdegis á eftir.

Bull af 12V rafhlöðum

Síðdegis 23. júlí komu flokkarnir þrír á staðnum. Við skoðun reyndust báðar UPS -einingar virka venjulega, með flotspennu um það bil 404V fyrir rafhlöðurnar (í takt við settar breytur). Verkfræðingar framleiðandans notuðu Fluke 287C multimeter (mikla nákvæmni) til að mæla rafhlöðuhleðsluspennuna, sem var um það bil 0,439V. Fluke 376 klemmumælir (lægri nákvæmni) mæld um 0,4V. Niðurstöðurnar frá báðum tækjunum voru svipaðar og féllu innan dæmigerðs gára spennusviðs fyrir búnaðinn (yfirleitt minna en 1% af strætóspennunni). Þetta benti til þess að skiptaðir DC þéttar væru í samræmi og virkuðu venjulega. Þess vegna var útilokað að kenningin sem áður grunaði um að þéttiinn hafi valdið óhóflegri gára spennu og útilokað að rafhlaðan bullist.

Multimeter: 0,439V

Klemmumælir: um það bil 0,4V

Endurskoðun á sögulegum gögnum UPS kerfisins sýndi að báðar UPS-einingar höfðu báðar UPS-einingar gengist undir 15 mínútna losunarpróf rafhlöðu. Eftir að hafa endurheimt aðalrofann var 6 mínútna jafnað hleðsla framkvæmd, fylgt eftir með 14 mínútna losunarprófi rafhlöðu af verkfræðingum framleiðandans. Eftir prófið hóf UPS-kerfið sjálfkrafa fjórar 12 klukkustunda jafna hleðslur í röð, þar sem hver áfanga var aðskilinn með 1 mínútu millibili, og lýkur klukkan 05:32 þann 9. júní. Síðan þá hafa rafhlöðurnar haldist í flothleðslustillingu.

Frekari athugun á upprunalegum UPS rafhlöðustillingum leiddi í ljós eftirfarandi:

• Líftími rafhlöðunnar var stilltur á 48 mánuði (4 ár), þó að raunveruleg lífslíkur 12V rafhlöðu ættu að vera 5 ár.

• Jafnað hleðsla var stillt á 'virkt. '

• Hleðslustraumsmörkin voru stillt á 10A.

• The kveikja til að skipta yfir í jafna hleðslu var stillt á 1a (kerfið myndi sjálfkrafa skipta yfir í jafna hleðslu ef flothleðslustraumurinn fer yfir 1a, jafnvel þó að sjálfgefið gildi fyrir þetta líkan sé 0,03C10 ~ 0,05C10, sem þýðir að jafnað hleðsla er hrundið af stað þegar flothleðslustraumur nær til 0,01c10 væri kveikt þegar flothleðslustraumurinn nær 1a).

• Jöfn hleðsluverndartími var stilltur á 720 mínútur (jöfn hleðsla myndi stoppa sjálfkrafa eftir 12 klukkustundir).

3. Greining á bilunarástæðum

Byggt á ofangreindum aðstæðum er hægt að greina bilunarferlið á eftirfarandi hátt:

• Tveir rafhlöðuhópar þessa UPS -kerfis höfðu verið í notkun í 4 ár (þjónustulífi 12V rafhlöður er 5 ár) og rafhlaðan hafði minnkað verulega. Fyrir bilun var ytri útlit rafhlöðunnar þó eðlilegt, án þess að bunga. Frekari endurskoðun á sögulegum gögnum UPS frá 30. janúar 2019 (skrár fyrir þennan dag voru hreinsaðar) til 6. júní 2020, sýndi að UPS kerfið hafði framkvæmt 12 jafna hleðslu, þar sem lengsta var ekki nema 15 mínútur. Þetta bendir til þess að jöfn hleðslutímabilið í UPS kerfinu fyrir viðhald hafi verið tiltölulega stutt, aðeins 15 mínútur, og skammtímakerfið UPS kerfisins mun ekki valda rafhlöðunum að bulla.

• Eftir að hafa verið skipt um viðhald og þétti var UPS kerfið endurræst. Stjórnarröksemdin benti á rafhlöðuna sem nýlega tengd, svo hún hóf 6 mínútna jafna hleðslu og skipti síðan yfir í flothleðslu. Eftir síðari 14 mínútna losunarpróf, byrjaði UPS kerfið hins vegar sjálfkrafa að hleðsla til að hlaða rafhlöðurnar að fullu. Vegna þess að rafhlöðurnar voru í notkun í 4 ár hafði innri hleðsluhæfileiki þeirra versnað og valdið því að flothleðslustraumurinn fór yfir 1A og kallaði fram 1a jafna hleðsluþröskuldasett í UPS kerfinu (sjálfgefið gildi fyrir þetta líkan er 3 ~ 5A flothleðsla til að kveikja á jöfnu hleðslu, en af ​​einhverjum ástæðum hafði starfsfólk viðhaldsins breytt þessu 1a). Þetta leiddi til þess að UPS -kerfið hafði ítrekað frumkvæði að jöfnu hleðslu þar til innri rafhlöðuhringrás stöðvaði loksins það (annars hefði UPS kerfið haldið áfram endurtekinni jöfnu hleðslu, sem hefði getað leitt til þess að rafhlöðuhópurinn náði eldi). Á þessu tímabili fóru rafhlöðurnar í fjórar samfelldar jafnar hleðslulotur á 48 klukkustundum (hver lota staldraði við í aðeins 1 mínútu á 12 klukkustunda fresti áður en þeir héldu áfram að halda áfram hleðslu). Eftir svo langvarandi jafna hleðslu þróuðu rafhlöðurnar að lokum bungu og jafnvel loftræstingarventlarnir vansköpuðu.

4. Niðurstaða

Byggt á ofangreindum athugunum og greiningum eru orsakir rafgeymisbilunar í þessu UPS kerfi eftirfarandi:

• Bein orsök var óviðeigandi stilling hleðslubreytur UPS-kerfisins, sem leiddu til stöðugrar jafnaðar hleðslu í 48 klukkustundir með aðeins 1 mínútu millibili milli hverrar lotu. Jafnvel nýjar rafhlöður myndu ekki standast svo langvarandi og ákafa jafna hleðslu, sem leiddi til bullandi bilunar í rafhlöðunni í þessu tilfelli.

• UPS kerfislíkanið er snemma hönnun með virkni takmarkanir. Þetta eldri UPS líkan (hannað fyrir 20 árum) skorti 'jafngildan hleðslubil verndartíma ' (önnur vörumerki setja venjulega þetta bil á 7 daga), sem leiddi til stöðugra margra jafna hleðsluferða.

• Árangur rafhlöðurinnar hafði brotnað niður vegna aldurs (4 ára í þjónustu), með minni losunargetu og lélegri hleðslu. Fyrir 6. júní var núverandi viðmiðunarmörk fyrir float-hleðslu stillt óeðlilega lágt (aðeins 1A fyrir 100AH ​​rafhlöður). Sjálfgefið gildi UPS kerfisins er 3 ~ 5a, en samt breytti viðhaldsfólkinu því óskiljanlega í 1A.

• UPS kerfið hafði verið starfrækt í 14 ár, langt umfram niðurlagsaldur, sem gerði mælingarvillur óhjákvæmilegar. Þessar villur kunna að hafa valdið því að kerfið hóf ítrekað jafna hleðslu vegna ónákvæmrar núverandi uppgötvunar.

• Sem betur fer kom í veg fyrir að opinn hringrás í einni af rafhlöðufrumunum kom í veg fyrir að UPS kerfið hélt áfram endurteknum jöfnu hleðslulotum eftir fjórða jöfnu hleðslu og forðast þannig möguleika fyrir rafhlöðurnar til að ná eldi.

5. Úrbætur vegna bilunar

Úrbæturnar fela í sér tvo þætti:

Í fyrsta lagi skaltu breyta tímabundið hleðslubreytum UPS:

• Slökkva á jöfnu hleðslustillingu í UPS kerfinu.

• Stilltu kveikjustrauminn til að skipta úr flothleðslu yfir í jafna hleðslu í 3a (þó 3a sé enn nokkuð lágt, þar sem sjálfgefið lágmark er 3a, en það var áður stillt á 1a).

• Stilltu jafna hleðsluverndartíma í 1 klukkustund (áður stillt á 12 klukkustundir).

Í öðru lagi kom útibússkrifstofan í stað tveggja rafhlöðuhópa með afritunarrafhlöður, en afrit rafhlöðurnar hafa aðeins 50 AH afkastagetu, svo að þeir geta aðeins verið notaðir í tímabundnum neyðarskyni. Áform eru um að flytja álagið frá UPS kerfinu til annarra orkugjafa í framtíðinni, til að leysa vandlega um öryggismál í aflgjafa.

Rekstraraðilinn eyðir talsverðu fjárhæð árlega í viðhaldsþjónustu fyrir UPS kerfið, en vegna vanrækslu og kæruleysis viðhaldsstarfsmanna, breyttu þeir jafnvel ranglega sjálfgefnum gildi UPS kerfisins, sem er sannarlega ótrúlegt. Mælt er með því að UPS framleiðandi taki viðhald á vörum sínum alvarlega og forðast að gera slík grunn mistök í framtíðinni og bæta gæði viðhaldsþjónustu þeirra. Á sama tíma er lagt til að rekstraraðilinn gefi einnig nánar eftir síðari viðhaldsþjónustu sem framleiðandi UPS veitir og stofni matskerfi til að bæta stöðugt öruggan og áreiðanlegan rekstur UPS kerfisins.