इंटरनेट डेटा सेंटरमध्ये यूपीएस बॅटरी अपयशाचे विश्लेषण

टेलिकॉम साइटची शक्ती ही दूरसंचार नेटवर्कचे रक्त मानले जाते, तर बॅटरीला त्याचे रक्त साठा मानले जाते, नेटवर्कच्या सुरळीत ऑपरेशनचे रक्षण करते. तथापि, बॅटरीची देखभाल ही नेहमीच एक आव्हानात्मक बाब राहिली आहे. केंद्रीकृत खरेदीनंतर उत्पादक सतत किमती कमी करत असल्याने, बॅटरीची गुणवत्ता लक्षणीयरीत्या घसरली आहे. दरवर्षी, 70% पेक्षा जास्त टेलिकॉम पॉवर सिस्टमच्या बिघाडाचे कारण बॅटरीच्या समस्यांमुळे होते, ज्यामुळे बॅटरीची देखभाल दुरुस्ती कर्मचाऱ्यांसाठी डोकेदुखी बनते. हा लेख बॅटरी अयशस्वी होण्याच्या मुख्य कारणांचे विश्लेषण ऑफर करतो, जे इतरांसाठी उपयुक्त संदर्भ म्हणून काम करू शकतात.

1. ऑन-साइट पॉवर इक्विपमेंट विहंगावलोकन

ऑन-साइट पॉवर उपकरणांमध्ये सुप्रसिद्ध आंतरराष्ट्रीय ब्रँडच्या दोन 40kVA UPS युनिट्सचा समावेश आहे. बॅटरी 2016 मध्ये स्थापित केल्या गेल्या. खाली तपशीलवार माहिती आहे:

यूपीएस माहिती	बॅटरी माहिती
ब्रँड आणि मॉडेल: आंतरराष्ट्रीय ब्रँड UPS UL33	ब्रँड आणि मॉडेल: 12V 100Ah
कॉन्फिगरेशन: 40 kVA, समांतर प्रणालीमध्ये 2 युनिट्स, प्रत्येक अंदाजे 5 kW च्या लोडसह	बॅटरीची संख्या: प्रति गट 30 पेशी, 2 गट, एकूण 60 पेशी
कमिशनिंग तारीख: 2006 (10 वर्षे सेवा)	कमिशनिंग तारीख: 2016 (5 वर्षे सेवा)

6 जून रोजी, UPS निर्मात्याने AC आणि DC कॅपेसिटर (5 वर्षे सेवा) आणि पंखे बदलून, नियमित देखभाल केली. बॅटरी डिस्चार्ज चाचणी (20 मिनिटे) दरम्यान, असे आढळून आले की बॅटरीची डिस्चार्ज कामगिरी खराब होती. डिस्चार्ज करंट 16A होता, आणि डिस्चार्ज झाल्यानंतर 10 मिनिटांनंतर, अनेक पेशींचे व्होल्टेज 11.6V वर घसरले, परंतु बॅटरीमध्ये फुगवटा दिसून आला नाही.

तपासणी दरम्यान दोन्ही UPS बॅटरी गटांमध्ये उभ्या समस्या असल्याचे आढळून आले. मल्टीमीटर वापरून, त्यांनी बॅटरी चार्जिंग रिपल व्होल्टेज (AC सेटिंग वापरून मोजले) मोजले, जे 7V (देखभाल मानकापेक्षा खूप जास्त) होते. परिणामी, त्यांना सुरुवातीला संशय आला की UPS निर्मात्याच्या अभियंत्यांनी बदललेले DC फिल्टर कॅपेसिटर सदोष आहेत, ज्यामुळे UPS च्या DC बसमध्ये जास्त रिपल व्होल्टेज होते, ज्यामुळे बॅटरी फुगली.

2. ऑन-साइट अयशस्वी परिस्थिती

22 जुलै रोजी, संशोधन संस्थेच्या पथकाने शाखा कार्यालयात सुरक्षा तपासणी केली. इमारतीच्या 5व्या मजल्यावरील UPS सिस्टीमच्या बॅटऱ्या मोठ्या प्रमाणात फुगल्या असल्याचे त्यांना आढळले. ग्रीडमधून वीजपुरवठा खंडित झाल्यास, बॅटरी योग्यरित्या डिस्चार्ज होणार नाहीत, संभाव्यत: अपघात होण्याची भीती होती. परिणामी, त्यांनी ताबडतोब शिफारस केली की शाखेच्या देखभाल कर्मचाऱ्यांनी निर्मात्याच्या अभियंत्यांशी संपर्क साधून पुढील दुपारी तिन्ही पक्षांसोबत संयुक्त ऑन-साइट तपासणी आणि समस्यानिवारण सत्राची व्यवस्था करावी.

12V बॅटरीचा फुगवटा

23 जुलै रोजी दुपारी तिन्ही पक्ष घटनास्थळी आले. तपासणी केल्यावर, दोन्ही UPS युनिट साधारणपणे कार्यरत असल्याचे आढळले, बॅटरीसाठी अंदाजे 404V च्या फ्लोट व्होल्टेजसह (सेट पॅरामीटर्सनुसार). निर्मात्याच्या अभियंत्यांनी बॅटरी चार्जिंग रिपल व्होल्टेज मोजण्यासाठी फ्ल्यूक 287C मल्टीमीटर (उच्च अचूकता) वापरला, जो अंदाजे 0.439V होता. फ्ल्यूक 376 क्लॅम्प मीटर (कमी अचूकता) सुमारे 0.4V मोजले जाते. दोन्ही उपकरणांचे परिणाम सारखेच होते आणि उपकरणांसाठी ठराविक रिपल व्होल्टेज श्रेणीमध्ये आले (सामान्यत: बस व्होल्टेजच्या 1% पेक्षा कमी). हे सूचित करते की बदललेले DC कॅपेसिटर सुसंगत होते आणि सामान्यपणे कार्य करत होते. त्यामुळे, कॅपेसिटर बदलण्यामुळे जास्त रिपल व्होल्टेज आणि बॅटरी फुगल्याचा पूर्वीचा संशयित सिद्धांत नाकारण्यात आला होता.

मल्टीमीटर: 0.439V

क्लॅम्प मीटर: अंदाजे 0.4V

UPS सिस्टीमच्या ऐतिहासिक नोंदींच्या पुनरावलोकनात असे दिसून आले की, 6 जून रोजी, दोन्ही UPS युनिट्सची 15-मिनिटांची बॅटरी डिस्चार्ज चाचणी झाली होती. मुख्य पॉवर स्विच पुनर्संचयित केल्यानंतर, 6-मिनिटांचे समान चार्जिंग केले गेले, त्यानंतर निर्मात्याच्या अभियंत्यांनी 14-मिनिटांची बॅटरी डिस्चार्ज चाचणी केली. चाचणीनंतर, UPS प्रणालीने आपोआपच सलग चार 12-तास समान चार्जेस सुरू केले, प्रत्येक टप्पा 1-मिनिटाच्या अंतराने विभक्त केला, 9 जून रोजी सकाळी 5:32 वाजता समाप्त झाला. तेव्हापासून, बॅटरी फ्लोट चार्ज मोडमध्ये राहिल्या आहेत.

मूळ UPS बॅटरी सेटिंग्जच्या पुढील तपासणीत खालील गोष्टी उघड झाल्या:

• बॅटरीचे आयुष्य 48 महिने (4 वर्षे) वर सेट केले होते, जरी 12V बॅटरीचे वास्तविक आयुर्मान 5 वर्षे असावे.

• समान चार्जिंग 'सक्षम' वर सेट केले होते.

• शुल्क वर्तमान मर्यादा 10A वर सेट केली होती.

• इक्वलाइज्ड चार्जिंगवर स्विच करण्यासाठी ट्रिगर 1A वर सेट केला होता (फ्लोट चार्ज करंट 1A पेक्षा जास्त असल्यास सिस्टम आपोआप समान चार्जिंगवर स्विच करेल, जरी या मॉडेलचे डीफॉल्ट मूल्य 0.03C10~0.05C10 आहे, याचा अर्थ असा की जेव्हा फ्लोट चार्जिंग अज्ञात कारणास्तव, उत्पादन चार्ज 3 पर्यंत पोहोचते तेव्हा समान चार्जिंग ट्रिगर होते. देखभाल कर्मचाऱ्यांनी हे 0.01C10 वर समायोजित केले होते, याचा अर्थ फ्लोट चार्ज करंट 1A पर्यंत पोहोचल्यावर समान चार्जिंग ट्रिगर केले जाईल).

• समान चार्जिंग संरक्षण वेळ 720 मिनिटांवर सेट केला होता (12 तासांनंतर समान चार्जिंग आपोआप थांबेल).

3. अपयशाच्या कारणांचे विश्लेषण

वरील परिस्थितीच्या आधारे, अयशस्वी प्रक्रियेचे खालीलप्रमाणे विश्लेषण केले जाऊ शकते:

• या UPS प्रणालीचे दोन बॅटरी गट 4 वर्षांपासून वापरात होते (12V बॅटरीचे सेवा आयुष्य 5 वर्षे आहे), आणि बॅटरीची क्षमता लक्षणीयरीत्या कमी झाली होती. तथापि, बिघाड होण्यापूर्वी, बॅटरीचे बाह्य स्वरूप सामान्य होते, फुगण्याची चिन्हे नव्हती. 30 जानेवारी, 2019 (या तारखेपूर्वीचे रेकॉर्ड साफ करण्यात आले होते) ते 6 जून 2020 पर्यंतच्या UPS ऐतिहासिक रेकॉर्डच्या पुढील पुनरावलोकनात असे दिसून आले आहे की UPS प्रणालीने 12 समान चार्जिंग केले आहे, ज्याचा सर्वात मोठा कालावधी 15 मिनिटांपेक्षा जास्त नाही. हे सूचित करते की देखभाल करण्यापूर्वी UPS प्रणालीमध्ये सेट केलेला समान चार्जिंग कालावधी तुलनेने कमी होता, फक्त 15 मिनिटे, आणि UPS प्रणालीच्या अल्प-मुदतीच्या समान चार्जिंगमुळे बॅटरी फुगणार नाहीत.

• देखभाल आणि कॅपेसिटर बदलल्यानंतर, यूपीएस प्रणाली पुन्हा सुरू झाली. कंट्रोल लॉजिकने बॅटरी नव्याने जोडलेली म्हणून ओळखली, त्यामुळे तिने 6-मिनिटांचे समान चार्जिंग सुरू केले आणि नंतर फ्लोट चार्जवर स्विच केले. तथापि, त्यानंतरच्या 14-मिनिटांच्या डिस्चार्ज चाचणीनंतर, UPS प्रणालीने बॅटरी पूर्णपणे रिचार्ज करण्यासाठी स्वयंचलितपणे समान चार्जिंग सुरू केले. बॅटरी 4 वर्षांपासून वापरात असल्यामुळे, त्यांची अंतर्गत चार्ज ठेवण्याची क्षमता बिघडली होती, ज्यामुळे फ्लोट चार्ज करंट 1A पेक्षा जास्त झाला होता, ज्यामुळे UPS सिस्टीममध्ये 1A समान चार्जिंग थ्रेशोल्ड सेट झाला होता (या मॉडेलचे डीफॉल्ट मूल्य 3~5A फ्लोट चार्ज करंट आहे जे समान चार्जिंगला ट्रिगर करण्यासाठी आहे, परंतु काही कारणास्तव या व्यक्तीला मुख्य चार्जिंगसाठी 1A ची आवश्यकता होती. याचा परिणाम असा झाला की, अंतर्गत बॅटरी ओपन सर्किटने शेवटी ते थांबेपर्यंत UPS सिस्टीमने वारंवार समान चार्जिंग सुरू केले (अन्यथा, UPS सिस्टीमने वारंवार समान चार्जिंग चालू ठेवले असते, ज्यामुळे बॅटरी ग्रुपला आग लागण्याची शक्यता असते). या कालावधीत, बॅटरींनी 48 तासांहून अधिक चार सतत समान चार्जिंग चक्र केले (प्रत्येक चक्र समान चार्जिंग पुन्हा सुरू करण्यापूर्वी दर 12 तासांनी फक्त 1 मिनिटासाठी थांबवले). अशा दीर्घकाळापर्यंत समान चार्जिंगनंतर, बॅटरीमध्ये फुगवटा निर्माण झाला आणि व्हेंटिंग व्हॉल्व्ह देखील विकृत झाले.

4. निष्कर्ष

वरील निरीक्षणे आणि विश्लेषणाच्या आधारे, या UPS प्रणालीमधील बॅटरी बिघाडाची कारणे खालीलप्रमाणे आहेत:

• याचे थेट कारण म्हणजे UPS सिस्टीमच्या चार्जिंग पॅरामीटर्सची अयोग्य सेटिंग, ज्यामुळे प्रत्येक सायकल दरम्यान केवळ 1-मिनिटांच्या अंतराने 48 तास सतत समान चार्जिंग होते. नवीन बॅटरी देखील अशा दीर्घकाळापर्यंत आणि तीव्र समान चार्जिंगचा सामना करू शकत नाहीत, ज्यामुळे या प्रकरणात बॅटरी फुगली जाते.

• UPS प्रणाली मॉडेल हे कार्यात्मक मर्यादांसह प्रारंभिक डिझाइन आहे. या जुन्या UPS मॉडेलमध्ये (20 वर्षांपूर्वी डिझाइन केलेले) 'इक्वलाइज्ड चार्जिंग इंटरव्हल प्रोटेक्शन टाईम' सेटिंगचा अभाव आहे (इतर ब्रँड सामान्यत: हा अंतराल 7 दिवसांवर सेट करतात), परिणामी सतत एकापेक्षा जास्त समान चार्जिंग सायकल होते.

• वयामुळे (4 वर्षे सेवेत), कमी डिस्चार्ज क्षमता आणि खराब चार्ज धारणा यामुळे बॅटरीची कामगिरी खालावली होती. 6 जून पूर्वी, समान-ते-फ्लोट-चार्ज रूपांतरण वर्तमान थ्रेशोल्ड अवास्तवपणे कमी सेट केला होता (100Ah बॅटरीसाठी फक्त 1A). UPS सिस्टीमचे डीफॉल्ट मूल्य 3~5A आहे, तरीही देखभाल कर्मचाऱ्यांनी स्पष्टपणे 1A मध्ये बदल केले.

• यूपीएस प्रणाली 14 वर्षांपासून कार्यरत होती, ती रद्द होण्याच्या वयाच्या पलीकडे होती, ज्यामुळे मोजमाप त्रुटी अटळ होती. चुकीच्या वर्तमान शोधामुळे या त्रुटींमुळे सिस्टीमला वारंवार समान चार्जिंग सुरू करावे लागले असावे.

• सुदैवाने, बॅटरी सेलमधील एका ओपन सर्किटने UPS सिस्टीमला चौथ्या समान चार्जिंगनंतर वारंवार समान चार्जिंग सायकल चालू ठेवण्यापासून रोखले, त्यामुळे बॅटरीला आग लागण्याची शक्यता टाळली.

5. अपयशासाठी उपचारात्मक उपाय

उपचारात्मक उपायांमध्ये दोन पैलू समाविष्ट आहेत:

प्रथम, UPS बॅटरी चार्जिंग पॅरामीटर्समध्ये तात्पुरते बदल करा:

• UPS सिस्टीममधील समान चार्जिंग सेटिंग अक्षम करा.

• फ्लोट चार्जवरून समान चार्जिंग 3A वर स्विच करण्यासाठी ट्रिगर करंट समायोजित करा (जरी 3A अजूनही काहीसे कमी आहे, कारण डीफॉल्ट किमान 3A आहे, परंतु ते आधी 1A वर सेट केले होते).

• समान चार्जिंग संरक्षण वेळ 1 तास (पूर्वी 12 तासांवर सेट) समायोजित करा.

दुसरे, शाखा कार्यालयाने दोन बॅटरी गटांना बॅकअप बॅटरीने बदलले, परंतु बॅकअप बॅटरीची क्षमता फक्त 50 Ah आहे, त्यामुळे त्यांचा वापर केवळ तात्पुरत्या आणीबाणीच्या कारणांसाठी केला जाऊ शकतो. वीज पुरवठ्याच्या सुरक्षिततेच्या समस्यांचे पूर्णपणे निराकरण करण्यासाठी, भविष्यात UPS प्रणालीवरून लोड इतर उर्जा स्त्रोतांकडे हस्तांतरित करण्याची योजना आहे.

ऑपरेटर UPS प्रणालीसाठी देखभाल सेवांवर दरवर्षी लक्षणीय रक्कम खर्च करतो, तरीही देखभाल कर्मचाऱ्यांच्या निष्काळजीपणामुळे आणि निष्काळजीपणामुळे, त्यांनी चुकून UPS प्रणालीच्या डीफॉल्ट मूल्यांमध्ये बदल केले, जे खरोखरच अविश्वसनीय आहे. UPS निर्मात्याने त्यांच्या उत्पादनांची देखभाल गांभीर्याने करावी आणि त्यांच्या देखभाल सेवांचा दर्जा सुधारून भविष्यात अशा मूलभूत चुका करणे टाळावे अशी शिफारस केली जाते. दरम्यान, असे सुचवले जाते की ऑपरेटरने UPS निर्मात्याद्वारे प्रदान केलेल्या त्यानंतरच्या देखभाल सेवांवर देखील बारकाईने लक्ष द्यावे आणि UPS प्रणालीचे सुरक्षित आणि विश्वासार्ह ऑपरेशन सतत सुधारण्यासाठी एक मूल्यमापन प्रणाली स्थापित करावी.