इन्टरनेट डाटा सेन्टरमा UPS ब्याट्री विफलताको विश्लेषण

टेलिकम साइटको पावरलाई टेलिकम नेटवर्कको रगत मानिन्छ, जबकि ब्याट्रीलाई यसको रगत भण्डारको रूपमा लिइन्छ, नेटवर्कको सहज सञ्चालनको सुरक्षा गर्दै। यद्यपि, ब्याट्री मर्मत सधैं चुनौतीपूर्ण पक्ष भएको छ। केन्द्रीकृत खरिद पछि उत्पादकहरूले लगातार मूल्यहरू घटाउँदा ब्याट्रीहरूको गुणस्तरमा उल्लेखनीय गिरावट आएको छ। प्रत्येक वर्ष, 70% भन्दा बढी टेलिकम पावर प्रणाली विफलता ब्याट्री समस्याहरु को लागी जिम्मेदार छ, ब्याट्री मर्मत सम्भार कर्मचारीहरु को लागी टाउको दुखाइ बनाउँछ। यस लेखले ब्याट्री विफलताको मुख्य कारणहरूको विश्लेषण प्रदान गर्दछ, जुन अरूको लागि उपयोगी सन्दर्भको रूपमा काम गर्न सक्छ।

1. अन-साइट पावर उपकरण अवलोकन

साइटमा रहेको पावर उपकरणमा प्रख्यात अन्तर्राष्ट्रिय ब्रान्डका दुई 40kVA UPS इकाइहरू छन्। ब्याट्रीहरू 2016 मा स्थापित गरिएको थियो। तल विस्तृत जानकारी छ:

UPS जानकारी	ब्याट्री जानकारी
ब्रान्ड र मोडेल: अन्तर्राष्ट्रिय ब्रान्ड UPS UL33	ब्रान्ड र मोडेल: 12V 100Ah
कन्फिगरेसन: 40 kVA, समानान्तर प्रणालीमा 2 एकाइहरू, प्रत्येक लगभग 5 kW को लोड संग	ब्याट्रीहरूको संख्या: प्रति समूह 30 कक्षहरू, 2 समूहहरू, कुल 60 कक्षहरू
कमीशन मिति: 2006 (10 वर्ष सेवा)	कमीशन मिति: 2016 (5 वर्ष सेवा)

जुन ६ मा, UPS निर्माताले AC र DC क्यापेसिटरहरू (5 वर्षको सेवा) र फ्यानहरू बदलेर नियमित मर्मतसम्भार गर्यो। ब्याट्री डिस्चार्ज परीक्षण (२० मिनेट) को समयमा, यो पत्ता लाग्यो कि ब्याट्रीको डिस्चार्ज कार्यसम्पादन खराब थियो। डिस्चार्ज वर्तमान 16A थियो, र डिस्चार्जको 10 मिनेट पछि, धेरै कोशिकाहरूको भोल्टेज 11.6V मा झर्यो, तर ब्याट्रीहरूको कुनै उभिएको देखिएन।

यो फेला पर्यो कि दुबै UPS ब्याट्री समूह निरीक्षणको क्रममा उभिएको समस्याहरू थिए। मल्टिमिटर प्रयोग गरेर, तिनीहरूले ब्याट्री चार्जिङ रिपल भोल्टेज (AC सेटिङ प्रयोग गरेर मापन) मापन गरे, जुन 7V जति उच्च थियो (मर्मत मानकभन्दा धेरै)। नतिजाको रूपमा, उनीहरूले सुरुमा UPS निर्माताका इन्जिनियरहरूले प्रतिस्थापन गरेको DC फिल्टर क्यापेसिटरहरू दोषपूर्ण थिए भन्ने शंका गरे, जसले UPS को DC बसमा अत्यधिक रिपल भोल्टेज निम्त्याउँछ, जसले गर्दा ब्याट्री बल्ग भयो।

2. अन-साइट विफलता स्थिति

जुलाई २२ मा, अनुसन्धान संस्थानको टोलीले शाखा कार्यालयमा सुरक्षा निरीक्षण गरेको थियो। उनीहरूले भवनको पाँचौं तल्लामा रहेको यूपीएस प्रणालीको ब्याट्री नराम्ररी फुलिरहेको पत्ता लगाए। यदि ग्रिडबाट बिजुली आउट भएमा, यो डर थियो कि ब्याट्रीहरू राम्रोसँग डिस्चार्ज नहुन सक्छ, सम्भावित रूपमा दुर्घटना निम्त्याउन सक्छ। फलस्वरूप, उनीहरूले तुरुन्तै शाखाका मर्मतसम्भार कर्मचारीहरूलाई अर्को दिउँसो तीनै पक्षहरूसँग संयुक्त अन-साइट अनुसन्धान र समस्या निवारण सत्रको व्यवस्था गर्न निर्माताका इन्जिनियरहरूलाई सम्पर्क गर्न सिफारिस गरे।

12V ब्याट्रीहरूको बुलिङ

असार २३ गते दिउँसो तीनै दल घटनास्थलमा पुगेका थिए । निरीक्षण गर्दा, दुबै UPS एकाइहरूले ब्याट्रीहरूको लागि लगभग 404V को फ्लोट भोल्टेजको साथ (सेट प्यारामिटरहरूसँग लाइनमा) सामान्य रूपमा काम गरिरहेको पाइयो। निर्माताका इन्जिनियरहरूले ब्याट्री चार्ज गर्ने रिपल भोल्टेज मापन गर्न फ्लुक 287C मल्टिमिटर (उच्च सटीकता) प्रयोग गरे, जुन लगभग 0.439V थियो। Fluke 376 क्ल्याम्प मीटर (तल्लो शुद्धता) लगभग 0.4V मापन गरियो। दुबै उपकरणका नतिजाहरू समान थिए र उपकरणहरूको लागि सामान्य लहर भोल्टेज दायरा भित्र परेका थिए (सामान्यतया बस भोल्टेजको 1% भन्दा कम)। यसले प्रतिस्थापित DC क्यापेसिटरहरू अनुरूप र सामान्य रूपमा काम गरिरहेको संकेत गर्दछ। तसर्थ, क्यापेसिटर प्रतिस्थापनले अत्यधिक रिपल भोल्टेज निम्त्याउँछ र ब्याट्री उभिएको थियो भन्ने पहिलेको संदिग्ध सिद्धान्तलाई अस्वीकार गरियो।

मल्टिमिटर: 0.439V

क्ल्याम्प मीटर: लगभग 0.4V

UPS प्रणालीको ऐतिहासिक अभिलेखहरूको समीक्षाले जुन 6 मा दुवै UPS एकाइहरूले 15 मिनेटको ब्याट्री डिस्चार्ज परीक्षण गरेको देखाएको छ। मुख्य पावर स्विच पुनर्स्थापित गरेपछि, 6-मिनेट बराबरी चार्ज गरिएको थियो, त्यसपछि निर्माताका इन्जिनियरहरूले 14-मिनेट ब्याट्री डिस्चार्ज परीक्षण गरे। परीक्षण पछि, UPS प्रणालीले स्वचालित रूपमा लगातार चार 12-घण्टा बराबरी चार्जहरू सुरु गर्यो, प्रत्येक चरणलाई 1-मिनेट अन्तरालले छुट्याइएको थियो, जुन 9 मा बिहान 5:32 मा समाप्त भयो। त्यसबेलादेखि, ब्याट्रीहरू फ्लोट चार्ज मोडमा रहेका छन्।

मूल UPS ब्याट्री सेटिङहरूको थप जाँचले निम्न कुराहरू प्रकट गर्यो:

• ब्याट्री जीवन 48 महिना (4 वर्ष) मा सेट गरिएको थियो, यद्यपि 12V ब्याट्रीको वास्तविक जीवन प्रत्याशा 5 वर्ष हुनुपर्छ।

• समान चार्जिङ 'सक्षम' मा सेट गरिएको थियो।

• चार्ज वर्तमान सीमा 10A मा सेट गरिएको थियो।

• इक्वलाइज्ड चार्जिङमा स्विच गर्नको लागि ट्रिगर 1A मा सेट गरिएको थियो (यदि फ्लोट चार्ज वर्तमान 1A नाघ्यो भने प्रणाली स्वचालित रूपमा बराबरी चार्जमा स्विच हुनेछ, यद्यपि यस मोडेलको लागि पूर्वनिर्धारित मान 0.03C10~ 0.05C10 हो, यसको मतलब फ्लोट चार्जरले अज्ञात कारणले गर्दा, चार्जरले अज्ञात कारणले गर्दा, 0.05C10 ~ 0.05C10 पुग्छ। मर्मत कर्मचारीहरूले यसलाई 0.01C10 मा समायोजन गरेका थिए, जसको अर्थ फ्लोट चार्ज करन्ट 1A पुग्दा बराबर चार्ज ट्रिगर हुनेछ)।

• समान चार्ज सुरक्षा समय 720 मिनेटमा सेट गरिएको थियो (समान चार्जिङ 12 घण्टा पछि स्वचालित रूपमा बन्द हुनेछ)।

3. असफलता कारणहरूको विश्लेषण

माथिको परिस्थितिहरूमा आधारित, विफलता प्रक्रिया निम्न रूपमा विश्लेषण गर्न सकिन्छ:

• यस UPS प्रणालीका दुई ब्याट्री समूहहरू 4 वर्षदेखि प्रयोगमा थिए (12V ब्याट्रीको सेवा जीवन 5 वर्ष हो), र ब्याट्री क्षमता उल्लेखनीय रूपमा घटेको थियो। यद्यपि, असफल हुनु अघि, ब्याट्रीको बाहिरी रूप सामान्य थियो, उभिएको कुनै संकेतहरू थिएन। जनवरी 30, 2019 (यस मिति अघिका रेकर्डहरू हटाइयो) जुन 6, 2020 सम्मको UPS ऐतिहासिक रेकर्डहरूको थप समीक्षाले देखायो कि UPS प्रणालीले 12 बराबर चार्ज गरेको थियो, जसको सबैभन्दा लामो अवधि 15 मिनेट भन्दा बढी छैन। यसले संकेत गर्दछ कि मर्मत अघि UPS प्रणालीमा सेट गरिएको बराबरी चार्ज अवधि अपेक्षाकृत छोटो थियो, केवल 15 मिनेट, र UPS प्रणालीको छोटो अवधिको बराबरी चार्जले ब्याट्रीहरू बल्ज हुने छैन।

• मर्मत र क्यापेसिटर प्रतिस्थापन पछि, UPS प्रणाली पुन: सुरु भयो। नियन्त्रण तर्कले ब्याट्रीलाई भर्खरै जडान भएको रूपमा पहिचान गर्‍यो, त्यसैले यसले 6-मिनेट बराबरी चार्ज गर्न थाल्यो र त्यसपछि फ्लोट चार्जमा स्विच गर्यो। यद्यपि, त्यसपछिको १४ मिनेटको डिस्चार्ज परीक्षण पछि, यूपीएस प्रणालीले स्वचालित रूपमा ब्याट्रीहरू पूर्ण रूपमा रिचार्ज गर्न बराबरी चार्ज गर्न थाल्यो। ब्याट्रीहरू 4 वर्षदेखि प्रयोगमा रहेको कारण, तिनीहरूको आन्तरिक चार्ज रिटेन्सन क्षमता बिग्रिएको थियो, जसको कारणले फ्लोट चार्ज करन्ट 1A भन्दा बढी भयो, UPS प्रणालीमा सेट गरिएको 1A इक्वलाइज्ड चार्जिंग थ्रेसहोल्ड ट्रिगर भयो (यस मोडेलको लागि पूर्वनिर्धारित मान 3 ~ 5A फ्लोट चार्ज करन्ट हो बराबरी चार्ज गर्न ट्रिगर गर्नको लागि, तर केही कारणले गर्दा यो व्यक्तिको मुख्य कारणले 1A मोडेल थियो। यसले गर्दा UPS प्रणालीले बारम्बार बराबरी चार्ज गर्न थाल्छ जबसम्म आन्तरिक ब्याट्री खुला सर्किटले अन्ततः यसलाई रोक्दैन (अन्यथा, UPS प्रणालीले बारम्बार बराबरी चार्ज गरिरहने थियो, जसले ब्याट्री समूहलाई आगो लाग्न सक्छ)। यस अवधिमा, ब्याट्रीहरूले ४८ घन्टाभन्दा बढी चारवटा निरन्तर बराबरी चार्जिङ चक्रहरू पार गरे (प्रत्येक चक्र बराबरी चार्जिङ पुनः सुरु गर्नुअघि प्रत्येक १२ घण्टामा १ मिनेट मात्र पज गरियो)। यस्तो लामो समयसम्म बराबरी चार्ज गरिसकेपछि, ब्याट्रीहरूले अन्ततः बुलिङको विकास गर्यो, र भेन्टिङ भल्भ पनि विकृत भयो।

4. निष्कर्ष

माथिको अवलोकन र विश्लेषणको आधारमा, यस UPS प्रणालीमा ब्याट्री विफलताको कारणहरू निम्नानुसार छन्:

• यसको प्रत्यक्ष कारण UPS प्रणालीको चार्जिङ प्यारामिटरहरूको अनुचित सेटिङ थियो, जसले प्रत्येक चक्रको बीचमा केवल 1-मिनेट अन्तरालहरूसँग 48 घण्टाको लागि निरन्तर बराबरी चार्ज गर्न निम्त्यायो। नयाँ ब्याट्रीहरूले पनि यस्तो लामो र तीव्र बराबरी चार्जिङको सामना गर्दैनन्, जसले गर्दा यस अवस्थामा ब्याट्री बुलिङ असफल हुन्छ।

• UPS प्रणाली मोडेल कार्यात्मक सीमाहरूको साथ प्रारम्भिक डिजाइन हो। यो पुरानो UPS मोडेल (20 वर्ष पहिले डिजाइन गरिएको) मा 'इक्वलाइज्ड चार्जिङ अन्तराल सुरक्षा समय' सेटिङको अभाव थियो (अन्य ब्रान्डहरूले सामान्यतया यो अन्तराल 7 दिनमा सेट गर्छन्), जसको परिणामस्वरूप लगातार धेरै बराबर चार्जिङ चक्रहरू हुन्छन्।

• ब्याट्रीको कार्यसम्पादन उमेरका कारण (४ वर्ष सेवामा), कम डिस्चार्ज क्षमता र कमजोर चार्ज अवधारणको कारणले खस्किएको थियो। जुन 6 अघि, बराबरी-देखि-फ्लोट-चार्ज रूपान्तरण वर्तमान थ्रेसहोल्ड अव्यावहारिक रूपमा कम सेट गरिएको थियो (100Ah ब्याट्रीहरूको लागि मात्र 1A)। UPS प्रणालीको पूर्वनिर्धारित मान 3 ~ 5A हो, तैपनि मर्मतका कर्मचारीहरूले यसलाई अस्पष्ट रूपमा 1A मा परिमार्जन गरे।

• UPS प्रणाली 14 वर्षदेखि सञ्चालनमा रहेको थियो, यसको डिकमिसनिङ उमेरभन्दा धेरै, मापन त्रुटिहरू अपरिहार्य बनाउँदै। यी त्रुटिहरूले गलत वर्तमान पत्ता लगाउने कारणले गर्दा प्रणालीले बारम्बार बराबर चार्जिङ सुरु गरेको हुन सक्छ।

• सौभाग्यवश, ब्याट्री सेलहरू मध्ये एउटामा खुला सर्किटले UPS प्रणालीलाई चौथो बराबरी चार्ज गरिसकेपछि दोहोरिने बराबरी चार्जिङ चक्रहरू जारी राख्नबाट रोक्यो, यसरी ब्याट्रीहरूमा आगो लाग्ने सम्भावनालाई बेवास्ता गरियो।

5. असफलताको लागि उपचारात्मक उपायहरू

उपचारात्मक उपायहरूले दुई पक्षहरू समावेश गर्दछ:

पहिलो, अस्थायी रूपमा UPS ब्याट्री चार्जिंग प्यारामिटरहरू परिमार्जन गर्नुहोस्:

• UPS प्रणालीमा बराबर चार्जिङ सेटिङ असक्षम पार्नुहोस्।

• फ्लोट चार्जबाट बराबरी चार्ज 3A मा स्विच गर्नको लागि ट्रिगर करन्ट समायोजन गर्नुहोस् (यद्यपि 3A अझै केही कम छ, पूर्वनिर्धारित न्यूनतम 3A हो, तर यसलाई पहिले 1A मा सेट गरिएको थियो)।

• बराबर चार्ज सुरक्षा समय 1 घण्टा (पहिले 12 घण्टामा सेट) मा समायोजन गर्नुहोस्।

दोस्रो, शाखा कार्यालयले ब्याकअप ब्याट्रीहरूले दुई ब्याट्री समूहहरूलाई प्रतिस्थापन गर्यो, तर ब्याकअप ब्याट्रीहरूको क्षमता 50 Ah मात्र हुन्छ, त्यसैले तिनीहरू अस्थायी आपतकालीन उद्देश्यका लागि मात्र प्रयोग गर्न सकिन्छ। बिजुली आपूर्ति सुरक्षा समस्याहरू राम्ररी समाधान गर्न भविष्यमा UPS प्रणालीबाट लोड अन्य ऊर्जा स्रोतहरूमा स्थानान्तरण गर्ने योजनाहरू छन्।

अपरेटरले UPS प्रणालीको मर्मत सेवाहरूमा वार्षिक रूपमा पर्याप्त रकम खर्च गर्दछ, तर मर्मत कर्मचारीहरूको लापरवाही र लापरवाहीका कारण, तिनीहरूले गल्तीले UPS प्रणालीको पूर्वनिर्धारित मानहरू पनि परिमार्जन गरे, जुन वास्तवमै अविश्वसनीय छ। UPS निर्माताले आफ्ना उत्पादनहरूको मर्मत सम्भारलाई गम्भीरताका साथ लिन र भविष्यमा त्यस्ता आधारभूत गल्तीहरू गर्नबाट जोगिन, तिनीहरूको मर्मत सेवाहरूको गुणस्तर सुधार गर्न सिफारिस गरिन्छ। यसैबीच, यो सुझाव दिइएको छ कि अपरेटरले UPS निर्माताद्वारा प्रदान गरिएका पछिल्ला मर्मत सेवाहरूमा पनि ध्यान दिनुपर्छ र UPS प्रणालीको सुरक्षित र भरपर्दो सञ्चालनलाई निरन्तर सुधार गर्न मूल्याङ्कन प्रणाली स्थापना गर्नुपर्छ।