Analyse av UPS -batterisvikt i et internettdatasenter

Kraften til telesstedet regnes som blodet til et telekomnettverk, mens batteriet blir sett på som blodreservoaret, og ivaretar den jevne driften av nettverket. Batterivedlikehold har imidlertid alltid vært et utfordrende aspekt. Med produsenter som kontinuerlig senker prisene etter sentraliserte anskaffelser, har kvaliteten på batteriene gått ned betydelig. Hvert år tilskrives mer enn 70% av feilene i telesystemets feilsystemer til batteriproblemer, noe som gjør vedlikehold av batteri til vedlikehold for vedlikeholdspersonell. Denne artikkelen tilbyr en analyse av de viktigste årsakene til batterisvikt, som kan tjene som en nyttig referanse for andre.

1. Oversikt på stedet på stedet

Kraftutstyret på stedet består av to 40KVA UPS-enheter fra et kjent internasjonalt merke. Batteriene ble installert i 2016. Nedenfor er detaljert informasjon:

UPS -informasjon	Batteriinformasjon
Brand & Model: International Brand UPS UL33	Merke og modell: 12V 100AH
Konfigurasjon: 40 kVa, 2 enheter i et parallelt system, hver med en belastning på omtrent 5 kW	Antall batterier: 30 celler per gruppe, 2 grupper, totalt 60 celler
PROSICEDING DATO: 2006 (10 års tjeneste)	PROSICEDING DATO: 2016 (5 års tjeneste)

6. juni utførte UPS -produsenten rutinemessig vedlikehold, og erstattet AC- og DC -kondensatorer (5 års tjeneste) og viftene. Under tester for utskrivning av batteriet (20 minutter) ble det funnet at batteriets utladningsytelse var dårlig. Utladningsstrømmen var 16A, og etter 10 minutters utslipp ble spenningen til flere celler ned til 11,6V, men ingen svulmende av batteriene ble observert.

Det ble funnet at begge UPS -batterigruppene hadde svulmende problemer under inspeksjonen. Ved hjelp av et multimeter målte de batterilading av krusningsspenning (målt ved bruk av vekselstrøminnstillingen), som var så høy som 7V (langt over vedlikeholdsstandarden). Som et resultat mistenkte de opprinnelig at DC -filterkondensatorene erstattet av UPS -produsentens ingeniører var feil, noe som forårsaket overdreven krusningsspenning på UPSs DC -buss, noe som førte til batteriets buling.

2. Situasjonssituasjon på stedet

22. juli gjennomførte teamet fra Research Institute en sikkerhetsinspeksjon på et avdelingskontor. De oppdaget at batteriene til UPS -systemene i 5. etasje i en bygning var sterkt svulmende. Hvis det var strømbrudd fra nettet, ble det fryktet at batteriene ikke kunne slippe ordentlig, og potensielt føre til en ulykke. Som et resultat anbefalte de umiddelbart at filialens vedlikeholdspersonell skulle kontakte produsentens ingeniører for å arrangere en felles etterforskning og feilsøkingsøkt på stedet med alle tre parter den påfølgende ettermiddagen.

Buling av 12V batterier

På ettermiddagen 23. juli ankom de tre partiene på stedet. Ved inspeksjon ble begge UPS -enhetene funnet å fungere normalt, med en flottørspenning på omtrent 404V for batteriene (i tråd med settparametrene). Produsentens ingeniører brukte en fluke 287c multimeter (høy nøyaktighet) for å måle batterilading av krusningsspenning, som var omtrent 0,439V. En fluke 376 klemmeter (lavere nøyaktighet) målt rundt 0,4V. Resultatene fra begge instrumentene var like og falt innenfor det typiske rippelspenningsområdet for utstyret (vanligvis mindre enn 1% av bussspenningen). Dette indikerte at de erstattede DC -kondensatorene var kompatible og fungerte normalt. Derfor ble den tidligere mistenkte teorien om at kondensatorerstatningen forårsaket overdreven krusningsspenning og batteribulingen ble utelukket.

Multimeter: 0.439V

Klemmeter: omtrent 0,4V

En gjennomgang av UPS-systemets historiske poster viste at begge UPS-enhetene 6. juni hadde gjennomgått en 15-minutters utskrivningstest. Etter gjenoppretting av hovedstrømbryteren ble en 6-minutters utjevnet lading utført, etterfulgt av en 14-minutters batteriutladningstest av produsentens ingeniører. Etter testen startet UPS-systemet automatisk fire påfølgende 12-timers utjevede ladninger, med hver fase atskilt med et 1-minutters intervall, som avsluttet kl. 05:32 9. juni. Siden den gang har batteriene holdt seg i float lademodus.

Ytterligere undersøkelse av de originale UPS -batteriinnstillingene avslørte følgende:

• Batteriets levetid var satt til 48 måneder (4 år), selv om den faktiske forventet levealder for et 12V batteri skulle være 5 år.

• Utjevnet lading ble satt til 'aktivert. '

• Ladestrømmen ble satt til 10A.

• Utløseren for å bytte til utjevnet lading ble satt til 1A (systemet ville automatisk bytte til utjevnet lading hvis float-ladestrømmen oversteg 1A, selv om standardverdien for denne modellen er 0,03C10 ~ 0,05C10, noe som betyr at det utjevnet lading er utløset når float-ladningen er i en måte til å justere. utløses når float ladestrømmen når 1A).

• Utjevnet ladebeskyttelsestid ble satt til 720 minutter (utjevnet lading ville stoppe automatisk etter 12 timer).

3. Analyse av feilen forårsaker

Basert på ovennevnte omstendigheter, kan feilprosessen analyseres som følger:

• De to batterigruppene i dette UPS -systemet hadde vært i bruk i 4 år (levetiden til 12V -batterier er 5 år), og batterikapasiteten hadde redusert betydelig. Før feilen var imidlertid batteriets ytre utseende normalt, uten tegn til svulmende. En ytterligere gjennomgang av UPS -historiske poster fra 30. januar 2019 (poster før denne datoen ble ryddet) til 6. juni 2020, viste at UPS -systemet hadde utført 12 utjevnet lading, med den lengste varigheten ikke mer enn 15 minutter. Dette indikerer at den utjevne ladningsvarigheten som er satt i UPS-systemet før vedlikehold var relativt kort, bare 15 minutter, og UPS-systemets kortsiktige utjuste lading vil ikke føre til at batteriene buller.

• Etter vedlikehold og kondensatorerstatning ble UPS -systemet startet på nytt. Kontrolllogikken identifiserte batteriet som nylig tilkoblet, så det startet en 6-minutters utjevnet lading og byttet deretter til en float-lading. Etter en påfølgende 14-minutters utladningstest, startet imidlertid UPS-systemet automatisk utjevnet lading for å lade batteriene fullt ut. På grunn av at batteriene var i bruk i 4 år, hadde deres interne ladningsretensjonsevne blitt dårligere, noe Dette resulterte i at UPS -systemet gjentatte ganger startet den utjevne ladingen til en intern batteri -åpen krets endelig stoppet den (ellers ville UPS -systemet ha fortsatt gjentatt utjevnet lading, noe som kunne ha ført til at batterigruppen fanget brann). I løpet av denne perioden gjennomgikk batteriene fire kontinuerlige utjuste ladesykluser i løpet av 48 timer (hver syklus gikk på pause i bare 1 minutt hver 12. time før de gjenopptok utjevnet lading). Etter slik langvarig utjevnet lading utviklet batteriene seg til slutt svulmende, og til og med ventilventilene ble deformert.

4. Konklusjon

Basert på observasjonene og analysen ovenfor, er årsakene til batterisvikt i dette UPS -systemet som følger:

• Den direkte årsaken var den upassende innstillingen av UPS-systemets ladeparametere, noe som førte til kontinuerlig utjevnet lading i 48 timer med bare 1 minutters intervaller mellom hver syklus. Selv nye batterier vil ikke tåle slike langvarige og intense utjuste lading, noe som førte til batteriets svulmende svikt i dette tilfellet.

• UPS -systemmodellen er en tidlig design med funksjonelle begrensninger. Denne eldre UPS -modellen (designet for 20 år siden) manglet 'utjevnet ladeintervallbeskyttelsestid ' -innstilling (andre merker satte vanligvis dette intervallet til 7 dager), noe som resulterte i kontinuerlig flere utjevne ladesykluser.

• Batterienes ytelse hadde degradert på grunn av alder (4 år i tjeneste), med redusert utladningskapasitet og dårlig ladningsretensjon. Før 6. juni ble den utjevnet til float-lading av konverteringsstrømterskelen satt urimelig lav (bare 1A for 100AH-batterier). UPS -systemets standardverdi er 3 ~ 5a, men vedlikeholdspersonellet endret det uforklarlig til 1A.

• UPS -systemet hadde vært i drift i 14 år, langt utover dens nedbyggingsalder, noe som gjorde målefeil uunngåelig. Disse feilene kan ha ført til at systemet gjentatte ganger startet utjevnet lading på grunn av unøyaktig strømdeteksjon.

• Heldigvis forhindret en åpen krets i en av batteriscellene UPS -systemet fra å fortsette de gjentatte utjevnet ladesyklusene etter den fjerde utjevnet ladingen, og dermed unngikk potensialet for at batteriene kan ta fyr.

5. Utbedringstiltak for feilen

Utbedringstiltakene inkluderer to aspekter:

Først endrer du UPS -batteriladingsparametere midlertidig:

• Deaktiver den utjevne ladningsinnstillingen i UPS -systemet.

• Juster triggerstrømmen for å bytte fra float lading til utjevnet lading til 3A (selv om 3A fremdeles er noe lavt, da standard minimum er 3A, men den ble tidligere satt til 1A).

• Juster utjevnet ladebeskyttelsestid til 1 time (tidligere satt til 12 timer).

For det andre erstattet filialkontoret de to batterigruppene med sikkerhetskopieringsbatterier, men sikkerhetskopieringsbatteriene har en kapasitet på bare 50 AH, slik at de bare kan brukes til midlertidige nødformål. Det er planer om å overføre belastningen fra UPS -systemet til andre strømkilder i fremtiden, for å løse problemer med strømforsyningssikkerhet.

Operatøren bruker et betydelig beløp årlig på vedlikeholdstjenester for UPS -systemet, men på grunn av uaktsomhet og uforsiktighet av vedlikeholdspersonellet, endret de til og med feil standardverdiene til UPS -systemet, som virkelig er utrolig. Det anbefales at UPS -produsenten tar vedlikehold av produktene sine på alvor og unngår å gjøre slike grunnleggende feil i fremtiden, og forbedrer kvaliteten på vedlikeholdstjenestene. I mellomtiden foreslås det at operatøren også følger nøye med på de påfølgende vedlikeholdstjenestene som tilbys av UPS -produsenten og etablerer et evalueringssystem for kontinuerlig å forbedre den sikre og pålitelige driften av UPS -systemet.