İnternet veri merkezinde UPS pil arızasının analizi

Telekom bölgesinin gücü bir telekom ağının kanı olarak kabul edilirken, pil kan rezervuarı olarak kabul edilir ve ağın düzgün çalışmasını korur. Ancak, pil bakımı her zaman zorlu bir yön olmuştur. Üreticiler merkezi tedarikten sonra fiyatları sürekli düşürürken, pillerin kalitesi önemli ölçüde azalmıştır. Her yıl, telekom güç sistemi arızalarının% 70'inden fazlası pil sorunlarına atfedilir ve pil bakımını bakım personeli için bir baş ağrısı haline getirir. Bu makale, diğerleri için yararlı bir referans olarak hizmet edebilecek pil arızasının ana nedenlerinin bir analizini sunmaktadır.

1. Yerinde Güç Ekipmanlarına Genel Bakış

Yerinde güç ekipmanı, tanınmış bir uluslararası markadan iki 40KVA UP biriminden oluşmaktadır. Piller 2016 yılında kuruldu. Aşağıda ayrıntılı bilgi:

UPS Bilgileri	Akü bilgileri
Marka ve Model: Uluslararası Marka UPS UL33	Marka ve Model: 12V 100AH
Yapılandırma: 40 KVA, paralel bir sistemde 2 birim, her biri yaklaşık 5 kW'lık bir yüke sahip	Pil sayısı: grup başına 30 hücre, 2 grup, toplam 60 hücre
Devreye alma tarihi: 2006 (10 yıllık hizmet)	Devreye alma tarihi: 2016 (5 yıllık hizmet)

6 Haziran'da UPS üreticisi, AC ve DC kapasitörlerinin (5 yıllık hizmet) ve fanların yerini alarak rutin bakım gerçekleştirdi. Pil deşarj testi sırasında (20 dakika), pilin deşarj performansının zayıf olduğu bulunmuştur. Deşarj akımı 16A idi ve 10 dakikalık deşarjdan sonra birkaç hücrenin voltajı 11.6V'ye düştü, ancak pillerin şişmesi gözlenmedi.

Her iki UPS pil grupunun muayene sırasında şişkinlik sorunları olduğu bulunmuştur. Bir multimetre kullanarak, 7V kadar yüksek olan (bakım standardını çok aşan) pil şarj dalgalanma voltajını (AC ayarı kullanılarak ölçülür) ölçtüler. Sonuç olarak, başlangıçta DC filtre kapasitörlerinin UPS üreticisinin mühendisleriyle değiştirildiğinden şüphelendiler ve UPS DC veri yolunda aşırı dalgalanma voltajına neden oldu ve pil şişmesine yol açtı.

2. Yerinde başarısızlık durumu

22 Temmuz'da Araştırma Enstitüsü'nden ekip bir şubede bir güvenlik denetimi gerçekleştirdi. Bir binanın 5. katındaki UPS sistemlerinin pillerinin ciddi şekilde şişkin olduğunu keşfettiler. Eğer ızgaradan elektrik kesintileri olsaydı, pillerin düzgün bir şekilde deşarj yapamayabileceğinden ve potansiyel olarak bir kazaya yol açabileceğinden korkuluyordu. Sonuç olarak, derhal, şubenin bakım personelinin, ertesi öğleden sonra üç tarafla birlikte ortak bir soruşturma ve sorun giderme oturumu düzenlemek için üreticinin mühendisleriyle temasa geçmesini önerdiler.

12V pillerin şişmesi

23 Temmuz öğleden sonra üç parti yerinde geldi. Muayene üzerine, her iki UP ünitelerinin de piller için yaklaşık 404V'lik bir şamandıra voltajı ile normal şekilde çalıştığı bulunmuştur (ayarlanan parametrelere uygun). Üreticinin mühendisleri, yaklaşık 0.439V olan pil şarj dalgalanma voltajını ölçmek için bir Fluke 287C multimetre (yüksek doğruluk) kullandı. Bir fluke 376 kelepçe ölçer (düşük doğruluk) yaklaşık 0.4V civarında ölçülmüştür. Her iki cihazdan elde edilen sonuçlar benzerdi ve ekipman için tipik dalgalanma voltaj aralığı içinde düştü (genellikle veri yolu voltajının% 1'inden daha az). Bu, değiştirilen DC kapasitörlerinin uyumlu ve normal çalıştığını gösterdi. Bu nedenle, kapasitör replasmanının aşırı dalgalanma voltajına ve pil şişmesine neden olduğu daha önce şüphelenilen teori göz ardı edildi.

Multimetre: 0.439V

Kelepçe Ölçer: Yaklaşık 0.4V

UPS sisteminin tarihsel kayıtlarının gözden geçirilmesi, 6 Haziran'da her iki UPS birimlerinin de 15 dakikalık bir pil deşarj testine girdiğini gösterdi. Ana güç anahtarını geri yükledikten sonra, 6 dakikalık eşitleştirilmiş bir şarj gerçekleştirildi, ardından üreticinin mühendisleri tarafından 14 dakikalık bir pil deşarj testi yapıldı. Testten sonra, UPS sistemi otomatik olarak art arda dört adet 12 saatlik eşitleştirilmiş şarj başlattı, her bir faz 1 dakikalık bir aralıkla ayrıldı ve 9 Haziran'da 05: 32'de sonuçlandı. O zamandan beri piller şamandıra şarj modunda kaldı.

Orijinal UPS pil ayarlarının daha fazla incelenmesi aşağıdakileri ortaya çıkardı:

• Pil ömrü 48 aya (4 yıl) ayarlandı, ancak 12V pilin gerçek yaşam beklentisi 5 yıl olmalı.

• Eşitleştirilmiş şarj 'etkin. ' Olarak ayarlandı

• Şarj akımı sınırı 10A olarak ayarlandı.

• Eşitleştirilmiş şarja geçme tetikleyici 1A olarak ayarlandı (bu modelin varsayılan değeri 0.03c10 ~ 0.05c10 olmasına rağmen, sistem otomatik olarak eşitleştirilmiş şarja geçecek, yani eşitlenmiş şarj, float yükü akımı 3-5A'ya ulaştığında, aynı şekilde, üreticinin bakım personelinin 3-5A'ya ulaşması için tetiklendiği anlamına gelir. şamandıra şarjı akımı 1A'ya ulaştığında tetiklenir).

• Eşitleştirilmiş şarj koruma süresi 720 dakikaya ayarlandı (eşitleştirilmiş şarj 12 saat sonra otomatik olarak duracaktır).

3. Arıza nedenlerinin analizi

Yukarıdaki koşullara dayanarak, başarısızlık süreci aşağıdaki gibi analiz edilebilir:

• Bu UPS sisteminin iki pil grubu 4 yıldır kullanılmaktadır (12V pillerin servis ömrü 5 yıldır) ve pil kapasitesi önemli ölçüde azalmıştır. Bununla birlikte, arızadan önce, pilin harici görünümü normaldi, şişkinlik belirtisi yoktu. UPS tarihi kayıtlarının 30 Ocak 2019 (bu tarihten önceki kayıtlar temizlenmiştir) ile 6 Haziran 2020 tarihleri ​​arasında daha fazla gözden geçirilmesi, UPS sisteminin 12 eşit şarj gerçekleştirdiğini ve en uzun sürenin 15 dakikadan fazla olmadığını gösterdi. Bu, bakımdan önce UPS sisteminde ayarlanan eşitleştirilmiş şarj süresinin nispeten kısa, sadece 15 dakika ve UPS sisteminin kısa süreli eşitleştirilmiş şarjının pillerin şişmesine neden olmayacağını gösterir.

• Bakım ve kapasitör replasmanından sonra UPS sistemi yeniden başlatıldı. Kontrol mantığı pili yeni bağlı olarak tanımladı, bu nedenle 6 dakikalık eşitleştirilmiş bir şarj başlattı ve daha sonra bir şamandıra şarjına geçti. Bununla birlikte, sonraki 14 dakikalık bir deşarj testinden sonra, UPS sistemi, pilleri tam olarak şarj etmek için otomatik olarak eşitleştirilmiş şarjı başlattı. Pillerin 4 yıl boyunca kullanılması nedeniyle, dahili yük elde tutma kapasiteleri bozuldu, bu da şamandıra yükü akımının 1A'yı aşmasına neden oldu, UPS sisteminde ayarlanan 1A eşitleştirilmiş şarj eşiğini tetikledi (bu modelin varsayılan değeri, eşitleştirilmiş şarjı tetiklemek için 3 ~ 5A şamandıra şarjı akımıdır, ancak bazı nedenlerden dolayı, bakım personeli 1a'yı değiştirmiştir). Bu, UPS sisteminin, bir dahili pil açık devresi nihayet durdurana kadar eşitleştirilmiş şarjı tekrar tekrar başlatmasıyla sonuçlandı (aksi takdirde, UPS sistemi, pil grubunun ateş yakalamasına yol açabilecek tekrarlanan eşitleştirilmiş şarjı devam ettirirdi). Bu dönemde, pillere 48 saat boyunca dört sürekli eşitleştirilmiş şarj döngüsüne tabi tutuldu (her döngü eşitleştirilmiş şarjı sürdürmeden önce her 12 saatte her 12 dakika durakladı). Böyle uzun süreli eşit şarjdan sonra, piller sonunda şişkinlik geliştirdi ve havalandırma valfleri bile deforme oldu.

4. Çözüm

Yukarıdaki gözlemlere ve analizlere dayanarak, bu UPS sistemindeki pil arızasının nedenleri aşağıdaki gibidir:

• Doğrudan neden, UPS sisteminin şarj parametrelerinin yanlış ayarlanmasıydı, bu da her döngü arasında sadece 1 dakikalık aralıklarla 48 saat boyunca sürekli eşitleştirilmiş şarjlara yol açtı. Yeni piller bile bu kadar uzun ve yoğun eşitleştirilmiş şarjlara dayanamaz ve bu durumda pil şişkinlik arızasına yol açar.

• UPS sistem modeli, fonksiyonel sınırlamalara sahip erken bir tasarımdır. Bu eski UPS modeli (20 yıl önce tasarlanmış) 'eşitleştirilmiş şarj aralığı koruma süresi ' ayarından yoksundu (diğer markalar tipik olarak bu aralığı 7 güne ayarladı), bu da sürekli birden fazla eşitleştirilmiş şarj döngüsüne neden oldu.

• Pillerin performansı, akıntı kapasitesi ve zayıf yük elde tutma düşük olması nedeniyle yaş (4 yıl hizmette) nedeniyle bozuldu. 6 Haziran'dan önce, eşitleştirilmiş-float-şarj dönüşüm akım eşiği mantıksız bir şekilde düşük ayarlandı (100AH ​​piller için sadece 1A). UPS sisteminin varsayılan değeri 3 ~ 5A'dır, ancak bakım personeli açıklanamaz bir şekilde 1A olarak değiştirmiştir.

• UPS sistemi 14 yıldır, hizmetten çıkarma yaşının çok ötesinde, ölçüm hatalarını kaçınılmaz hale getirmişti. Bu hatalar, sistemin yanlış akım tespiti nedeniyle tekrar tekrar eşitleştirilmiş şarjı başlatmasına neden olmuş olabilir.

• Neyse ki, pil hücrelerinden birindeki açık devre, UPS sisteminin dördüncü eşitleştirilmiş şarjdan sonra tekrarlanan eşitleştirilmiş şarj döngülerini sürdürmesini engelledi, böylece pillerin ateş yakma potansiyelinden kaçındı.

5. Başarısızlık için iyileştirici önlemler

İyileştirici önlemler iki yönü içerir:

İlk olarak, UPS pil şarj parametrelerini geçici olarak değiştirin:

• UPS sistemindeki eşitlenmiş şarj ayarını devre dışı bırakın.

• Şamandıra yükünden eşitleştirilmiş şarja geçiş için tetik akımını ayarlayın (varsayılan minimum 3A olduğu için 3A hala biraz düşük olsa da, daha önce 1A olarak ayarlanmıştır).

• Eşitleştirilmiş şarj koruma süresini 1 saate ayarlayın (daha önce 12 saate ayarlayın).

İkincisi, şube ofisi iki pil grubunu yedek pillerle değiştirdi, ancak yedek piller sadece 50 AH kapasitesine sahiptir, bu nedenle sadece geçici acil durum amaçları için kullanılabilirler. Güç kaynağı güvenliği sorunlarını iyice çözmek için yükü gelecekte diğer güç kaynaklarına aktarma planları vardır.

Operatör, UPS sistemi için bakım hizmetlerine yıllık olarak önemli miktarda harcıyor, ancak bakım personelinin ihmali ve dikkatsizliği nedeniyle, gerçekten inanılmaz olan UPS sisteminin varsayılan değerlerini yanlışlıkla değiştirdiler. UPS üreticisinin ürünlerinin bakımını ciddiye alması ve gelecekte bu tür temel hatalar yapmaktan kaçınması ve bakım hizmetlerinin kalitesini artırması önerilir. Bu arada, operatörün UPS üreticisi tarafından sağlanan sonraki bakım hizmetlerine daha fazla dikkat etmesi ve UPS sisteminin güvenli ve güvenilir çalışmasını sürekli olarak iyileştirmek için bir değerlendirme sistemi oluşturması önerilmektedir.