Снага телеком сајта се сматра крвљу телеком мреже, док се батерија сматра њеним резервоаром крви, који обезбеђује несметан рад мреже. Међутим, одржавање батерија је увек било изазован аспект. Пошто произвођачи континуирано снижавају цене након централизоване набавке, квалитет батерија је значајно опао. Сваке године, више од 70% кварова на телекомуникационим електроенергетским системима се приписује проблемима са батеријом, што одржавање батерије чини главобољом за особље за одржавање. Овај чланак нуди анализу главних узрока квара батерије, што може послужити као корисна референца за друге.
1. Преглед електричне опреме на лицу места
Опрема за напајање на лицу места састоји се од две УПС јединице од 40кВА познатог међународног бренда. Батерије су постављене 2016. Испод су детаљне информације:
Информације о УПС-у |
Информације о батерији |
Бренд и модел: Међународни бренд УПС УЛ33 |
Бренд и модел: 12В 100Ах |
Конфигурација: 40 кВА, 2 јединице у паралелном систему, свака са оптерећењем од приближно 5 кВ |
Број батерија: 30 ћелија по групи, 2 групе, укупно 60 ћелија |
Датум пуштања у рад: 2006 (10 година радног стажа) |
Датум пуштања у рад: 2016 (5 година радног стажа) |
6. јуна, произвођач УПС-а је извршио рутинско одржавање, заменивши АЦ и ДЦ кондензаторе (5 година рада) и вентилаторе. Током тестирања пражњења батерије (20 минута), установљено је да су перформансе пражњења батерије биле лоше. Струја пражњења је била 16А, а након 10 минута пражњења напон неколико ћелија је пао на 11,6В, али није примећено избочење батерија.
Утврђено је да су обе групе батерија УПС-а имале проблеме са испупчењем током инспекције. Користећи мултиметар, измерили су напон таласа при пуњењу батерије (мерен помоћу подешавања наизменичне струје), који је био чак 7В (далеко премашујући стандард одржавања). Као резултат тога, првобитно су посумњали да су кондензатори ДЦ филтера које су заменили инжењери произвођача УПС-а били неисправни, што је изазвало прекомерно таласање напона на УПС-овој ДЦ магистрали, што је довело до испупчења батерије.
2. Ситуација квара на лицу места
Тим Истраживачког института је 22. јула извршио инспекцију безбедности у експозитури. Открили су да су батерије УПС система на 5. спрату зграде јако испупчене. Ако би дошло до нестанка струје из мреже, страховало се да се батерије неће правилно испразнити, што би потенцијално довело до несреће. Као резултат тога, одмах су препоручили да особље за одржавање филијале контактира инжењере произвођача како би договорили заједничку истрагу на лицу места и сесију решавања проблема са све три стране следећег поподнева.
Избочење 12В батерија
Поподне 23. јула, три стране су стигле на лице места. Инспекцијом је утврђено да обе УПС јединице функционишу нормално, са напоном плутања од приближно 404В за батерије (у складу са подешеним параметрима). Инжењери произвођача су користили Флуке 287Ц мултиметар (високе прецизности) за мерење напона таласања при пуњењу батерије, који је био приближно 0,439 В. Флуке 376 клешта (нижа тачност) мери око 0,4В. Резултати оба инструмента су били слични и спадали су у типичан опсег таласног напона за опрему (генерално мање од 1% напона магистрале). Ово је указивало на то да су замењени ДЦ кондензатори усклађени и да функционишу нормално. Стога је раније сумњива теорија да је замена кондензатора изазвала претерани напон таласа и да је батерија испупчена била искључена.
Мултиметар: 0,439В
Мерач стезаљки: приближно 0,4В
Преглед историјских записа УПС система показао је да су 6. јуна обе УПС јединице биле подвргнуте 15-минутном тесту пражњења батерије. Након враћања главног прекидача за напајање, извршено је 6-минутно уједначено пуњење, након чега је уследио 14-минутни тест пражњења батерије од стране инжењера произвођача. Након теста, УПС систем је аутоматски покренуо четири узастопна 12-часовна изједначена пуњења, са сваком фазом одвојеном интервалом од 1 минута, закључно са 9. јуна у 5:32.
Даље испитивање оригиналних подешавања УПС батерије открило је следеће:
Век трајања батерије је подешен на 48 месеци (4 године), иако би стварни животни век батерије од 12 В требало да буде 5 година.
Изједначено пуњење је подешено на „омогућено“.
Граница струје пуњења је постављена на 10А.
Окидач за прелазак на уједначено пуњење је постављен на 1А (систем би се аутоматски пребацио на изједначено пуњење ако струја пуњења у плутању премаши 1А, иако је подразумевана вредност за овај модел 0,03Ц10~0,05Ц10, што значи да се уједначено пуњење покреће када струја пливајућег пуњења достигне 3-5А, али је произвођач из непознатог разлога подесио ово одржавање. 0,01Ц10, што значи да би се уједначено пуњење покренуло када струја пуњења у плутању достигне 1А).
Заштитно време изједначеног пуњења је подешено на 720 минута (уједначено пуњење би се аутоматски зауставило након 12 сати).
3. Анализа узрока кварова
На основу горе наведених околности, процес неуспеха се може анализирати на следећи начин:
Две групе батерија овог УПС система су биле у употреби 4 године (век трајања 12В батерија је 5 година), а капацитет батерије је значајно смањен. Међутим, пре квара, спољашњи изглед батерије је био нормалан, без знакова испупчења. Даљи преглед историјских записа УПС-а од 30. јануара 2019. (записи пре овог датума су обрисани) до 6. јуна 2020. показао је да је УПС систем извршио 12 уједначених пуњења, са најдужим трајањем не дужем од 15 минута. Ово указује да је изједначено трајање пуњења постављено у УПС систему пре одржавања било релативно кратко, само 15 минута, а краткорочно изједначено пуњење УПС система неће изазвати испупчење батерија.
Након одржавања и замене кондензатора, УПС систем је поново покренут. Контролна логика је идентификовала батерију као нову спојену, тако да је покренула 6-минутно изједначено пуњење, а затим прешла на пливајуће пуњење. Међутим, након накнадног 14-минутног теста пражњења, УПС систем је аутоматски започео равномерно пуњење да би потпуно напунио батерије. Због тога што су батерије биле у употреби 4 године, њихова унутрашња способност задржавања пуњења се погоршала, што је довело до тога да струја пливајућег пуњења премаши 1А, што је активирало праг изједначеног пуњења од 1А постављен у УПС систему (подразумевана вредност за овај модел је 3~5А плутајућа струја пуњења за покретање изједначеног пуњења, али је за неки мод особа за одржавање 1 имала разлог за изједначавање). Ово је резултирало тиме да је УПС систем више пута покретао изједначено пуњење све док га интерни отворени круг батерије коначно није зауставио (у супротном, УПС систем би наставио са поновљеним изједначеним пуњењем, што би могло довести до запаљења групе батерија). Током овог периода, батерије су биле подвргнуте четири континуирана уједначена циклуса пуњења током 48 сати (сваки циклус је паузиран на само 1 минут сваких 12 сати пре него што се настави са изједначеним пуњењем). Након тако дуготрајног уједначеног пуњења, батерије су на крају развиле испупчење, па су се чак и вентили за одзрачивање деформисали.
4. Закључак
На основу горе наведених запажања и анализе, узроци квара батерије у овом УПС систему су следећи:
Директан узрок је било неправилно подешавање параметара пуњења УПС система, што је довело до непрекидног уједначеног пуњења током 48 сати са само 1-минутним интервалима између сваког циклуса. Чак и нове батерије не би издржале тако дуготрајно и интензивно уједначено пуњење, што би у овом случају довело до квара батерије.
Модел УПС система је рани дизајн са функционалним ограничењима. Овом старијем моделу УПС-а (дизајниран пре 20 година) недостајало је подешавање „време заштите изједначеног интервала пуњења“ (други брендови обично постављају овај интервал на 7 дана), што доводи до континуираних вишеструких изједначених циклуса пуњења.
Перформансе батерија су се погоршале због старости (4 године рада), са смањеним капацитетом пражњења и лошим задржавањем пуњења. Пре 6. јуна, праг струје конверзије изједначеног у плутајуће пуњење је постављен неразумно ниско (само 1А за батерије од 100Ах). Подразумевана вредност УПС система је 3~5А, али је особље за одржавање необјашњиво променило на 1А.
УПС систем је био у функцији 14 година, што је знатно више од његовог рока за престанак рада, чинећи грешке у мерењу неизбежним. Ове грешке су можда довеле до тога да систем више пута иницира уједначено пуњење због нетачне детекције струје.
Срећом, отворено коло у једној од ћелија батерије спречило је УПС систем да настави поновљене циклусе изједначеног пуњења након четвртог изједначеног пуњења, чиме је избегнута могућност да се батерије запале.
5. Мере за отклањање кварова
Поправне мере укључују два аспекта:
Прво, привремено измените параметре пуњења УПС батерије:
Онемогућите поставку изједначеног пуњења у УПС систему.
Подесите струју окидача за прелазак са пливајућег пуњења на изједначено пуњење на 3А (иако је 3А још увек мало, пошто је подразумевани минимум 3А, али је претходно био подешен на 1А).
Подесите изједначено време заштите од пуњења на 1 сат (претходно подешено на 12 сати).
Друго, експозитура је заменила две групе батерија резервним батеријама, али резервне батерије имају капацитет од само 50 Ах, тако да се могу користити само за привремене хитне сврхе. Постоје планови да се оптерећење са УПС система пребаци на друге изворе напајања у будућности, како би се темељно решили проблеми безбедности напајања.
Оператер годишње троши приличан износ на услуге одржавања УПС система, али су због немара и непажње особља за одржавање чак и грешком модификовали подразумеване вредности УПС система, што је заиста невероватно. Препоручује се да произвођач УПС-а озбиљно схвати одржавање својих производа и избегне такве основне грешке у будућности, побољшавајући квалитет својих услуга одржавања. У међувремену, предлаже се да оператер такође обрати већу пажњу на накнадне услуге одржавања које пружа произвођач УПС-а и успостави систем евалуације како би континуирано побољшавао безбедан и поуздан рад УПС система.
