Джастін Соліс

"Як довго прослужить моя батарея?" та "Що мені робити, щоб належним чином підтримувати джерело безперебійного живлення (ДБЖ)?" - дуже поширені запитання, які піднімають власники ДБЖ. Мало хто розуміє, що ДБЖ - це не просто резервна батарея і що, як і будь-який електронний компонент, він має тривалість життя. Багато факторів, що впливають на час автономної роботи, також впливають на електроніку ДБЖ. Деякі фактори можна контролювати, застосовуючи профілактичні заходи або просто налаштовуючи деякі основні налаштування ДБЖ. Ця стаття зосереджена на ключових факторах, що впливають на ДБЖ та час автономної роботи, а також надає кілька простих рекомендацій та вказівок, які допоможуть вам керувати однофазним ДБЖ для максимального терміну служби та загальної доступності.

Вступ

Профілактичне планування технічного обслуговування та перевірки є життєво важливими для отримання максимальної віддачі від ваших систем ДБЖ. Однак проведення перевірок недостатньо. Слід вести запис про тип технічного обслуговування та стан обладнання. Детальна реєстрація проведених робіт з технічного обслуговування та уражених ділянок (наприклад, зменшення часу автономної роботи) допоможе користувачеві передбачити збої, а також команді підтримки, якщо проблема виникне в майбутньому.

управління
Рисунок 1. Тривалість життя акумулятора в залежності від температури

Компоненти, схильні до відмов

Через важливість обладнання та інформації, яку ДБЖ, природно, потрібно захищати, вони, як правило, надійні та довговічні. Однак існує ймовірність того, що люди старшого віку зазнають механічних або електричних несправностей. Нижче наведено найпоширеніші причини несправності ДБЖ:
+ Батареї
+ Шанувальники
+ Електролітичні конденсатори
+ Варистори з оксиду металу (MOV)
+ Реле

Жодна батарея не служить вічно, і батареї ДБЖ не є винятком. Однак тривалість роботи акумулятора може бути максимізована, якщо працювати з ним за рекомендованими виробником умовами, зазвичай описаними в посібнику користувача. Щоб допомогти користувачам стежити за своїм ДБЖ, нові блоки готові попередити користувача, коли акумулятор наближається до кінця свого терміну експлуатації, шляхом:
+ Прогнозування дат заміни акумулятора
+ Навантаження з компенсацією температури
+ Автоматизовані самотести

Найбільш широко використовуваним типом батареї в однофазному ДБЖ є свинцево-кислотна (VRLA) батарея, що регулюється клапанами. Очікуваний термін корисного використання цих батарей зазвичай становить від трьох до п’яти років за умов експлуатації, рекомендованих виробником. Однак тривалість життя буде сильно варіюватися залежно від п’яти факторів: розташування, температури навколишнього середовища, їзди на велосипеді, технічного обслуговування, хімії батареї та зберігання батареї. Будучи ініціативним та обізнаним з цими характеристиками та умовами, ви зможете максимально збільшити тривалість життя ДБЖ та підготуватися до будь-яких раптових відмов електроживлення.

Встановлюючи ДБЖ, користувач повинен визначити місце встановлення, яке забезпечує найкращий захист живлення для обладнання інформаційних технологій (ІТ) у приміщенні. Рекомендується встановлювати ДБЖ у середовищі з контролем температури. ДБЖ не слід розташовувати поблизу відкритих вікон або місць з підвищеною вологістю; а в навколишньому середовищі не повинно бути їдких парів та надлишків бруду. ДБЖ не повинен працювати, коли температура та вологість перевищують зазначені межі. Не слід перекривати вентиляційні отвори на передній, боковій або задній панелях пристрою. Таблиця 1. Потужність проти кількості циклів

Усі акумулятори мають номінальну ємність, яка визначається на основі визначених умов. Номінальна ємність акумулятора ДБЖ базується на температурі навколишнього середовища двадцять п’ять градусів (25 ° C). Експлуатація ДБЖ нижче цих умов дозволить збільшити термін служби та оптимізувати продуктивність. Незважаючи на те, що він продовжуватиме працювати при різних температурах, важливо зазначити, що це зменшить продуктивність та термін служби акумулятора, як показано на малюнку 1. Загальним правилом є те, що на кожні десять градусів (10 ° C) або отже, вище температури навколишнього середовища двадцять п’ять градусів (25 ° C), термін служби батареї зменшиться на п’ятдесят відсотків (50%). Тому дуже важливо підтримувати ДБЖ при відповідній температурі, щоб максимізувати термін його служби та можливості.

Більшість однофазних акумуляторів ДБЖ класифікуються як "не потребують технічного обслуговування", тому багато користувачів помилково вважають, що немає необхідності контролювати або обслуговувати батареї. Акумулятор, що не потребує технічного обслуговування, стосується лише того факту, що він не потребує заміни рідини, і тому важливо зрозуміти, як правильно доглядати та контролювати батареї.
Для оцінки стану акумулятора необхідні періодичні перевірки технічного обслуговування. Слід візуально перевірити акумулятор та перевірити його на чистоту, можливі витоки та надмірне опуклість. Будь-який залишок пилу, бруду або сміття необхідно видалити, щоб уникнути короткого замикання або несправності заземлення. Якщо акумулятор витікає або випирає, його слід замінити та утилізувати належним чином.

Хімія акумуляторів

Хімія свинцево-кислотних акумуляторів, що використовуються в ДБЖ, визначає здатність акумулятора зберігати та подавати живлення. Ця здатність з часом неминуче зменшиться. Навіть якщо дотримуватися всіх вказівок з технічного обслуговування, акумулятор має обмежений термін служби, і його з часом доведеться замінити.
Акумулятор VRLA потрібно замінити, коли термін його експлуатації закінчується, що IEEE визначає як момент, коли він більше не може забезпечувати вісімдесят відсотків (80%) від номінальної ємності. Ця втрата ємності відображає погіршення стану внутрішніх компонентів батареї. Коли батарея досягає цієї точки, процес деградації прискорюється і потребує заміни. Навіть якщо акумулятор ДБЖ здатний забезпечити достатній час резервного копіювання, слід вибрати заміну. Погіршені внутрішні компоненти батареї збільшують ймовірність незапланованого простою та витоку батареї. Таблиця 2. Короткий опис компонентів, найбільш схильних до відмов

Зберігання акумулятора

Більш ініціативні власники ДБЖ можуть придбати запасний акумулятор до того, як він буде потрібен, щоб уникнути потенційних наслідків простою. Хоча це прийнятна і навіть рекомендована практика, є кілька важливих факторів, які слід враховувати при зберіганні акумулятора ДБЖ.
Неминуче у невикористаного акумулятора зменшиться його життєвий цикл. Свинцево-кислотні акумулятори, такі як ті, що використовуються в однофазних ДБЖ, піддаються саморозряду, тому рекомендується заряджати акумулятори кожні шість місяців. Незалежно від частоти зарядки, накопичений час зберігання не повинен перевищувати одного року. Недотримання цих рекомендацій призведе до повної втрати потужності протягом вісімнадцяти-тридцяти місяців.
Якщо зарядка акумулятора під час зберігання неможлива, рекомендується зберігати батарею при температурі не вище 10 ° C. Це уповільнить цикл розкладання батареї та допоможе збільшити тривалість її роботи.

Як обговорювалося в попередньому розділі, температура може мати значний вплив на тривалість життя компонентів ДБЖ. Для пом'якшення впливу тепла більшість обладнані вентиляторами, які допомагають евакуювати тепло з пристрою та підтримують температуру в межах рекомендованого діапазону температур. При дотриманні рекомендованих умов тривалість життя вболівальників становитиме до десяти років. Тривалість життя вентиляторів багато в чому залежить від середовища, де встановлено ДБЖ. У типовому ДБЖ вентилятор вмикається або прискорюється в наступних випадках:
+ Відсутність джерела живлення в мережі, і ДБЖ змушений використовувати батареї.
+ Температура всередині пристрою перевищує певний рівень, як правило, близько 38 градусів.
+ Одиничне навантаження перевищує заданий поріг, як правило, від семидесяти до вісімдесяти відсотків (від 70 до 80%) експлуатаційної потужності.

Єдиний спосіб продовжити термін служби вентилятора - це обмежити ситуації, коли він змушений працювати. Тому підтримуйте температуру навколишнього середовища в межах заданого діапазону, стежте за ДБЖ на предмет незвичних або частих їздок на велосипеді та виберіть ДБЖ відповідного розміру, який може комфортно витримувати навантаження та максимізувати термін служби вентилятора. Рисунок 2. Приклад комунікаційної карти ДБЖ (це мережна комунікаційна карта Schneider Electric)

Електролітичні конденсатори виконують функцію згладжування та фільтрації коливань напруги. У нормальних умовах тривалість життя становить до десяти років. Як і у випадку з акумуляторами, найважливішим фактором, що впливає на очікуваний термін служби електролітичного конденсатора, є температура та вологість. Як і у випадку з акумуляторами, загальним правилом, яке слід пам’ятати, є те, що на кожні десять градусів (10 ° C) температура падає, життя конденсатора збільшиться вдвічі відповідно до закону хімічної активності Арреніуса.
Як і у випадку зі свинцево-кислотними акумуляторами в ДБЖ, моніторинг навколишнього середовища та забезпечення його збереження в межах заданого діапазону навколишньої температури значно покращать тривалість життя електролітичних конденсаторів.

Варистори з оксиду металу (MOV)

Термін служби MOV передбачити важче, ніж вищезазначені компоненти. Основною причиною є те, що MOV зазвичай виходять з ладу після дії частих і/або екстремальних стрибків напруги.
ДБЖ призначені для захисту від перенапруг усього підключеного до нього обладнання. Для цього використовуйте MOV для поглинання надлишкової напруги. Іноді перехідна напруга може бути занадто сильною для MOV, щоб її поглинути, і тому може руйнуватися. Незважаючи на те, що користувач може зробити небагато, щоб уникнути наслідків екстремальних стрибків напруги, знання випадків, які можуть спричинити збій MOV, допоможе користувачеві бути готовим та виявити проблему, якщо вона виникне.

Подібно до MOV, тривалість життя реле, встановлених в ДБЖ, важко передбачити. Реле - це електричні вимикачі, що дозволяють ДБЖ працювати і перемикатися між акумуляторним та неакумуляторним живленням. За звичайних обставин ДБЖ навряд чи спрацює достатньо, щоб викликати несправність реле; однак неправильна конфігурація або збій мікропрограми можуть призвести до надмірного використання та можливого збою.
Незвично висока їзда на велосипеді може свідчити про те, що ДБЖ не працює належним чином, тому реле та акумулятор можуть страждати. Знання та виявлення, коли виникають ці проблеми, має дозволити користувачеві бути активним та коригувати налаштування мікропрограми, щоб уникнути значних пошкоджень до їх виникнення.
У таблиці 2 узагальнено тривалість життя та фактори, що впливають на тривалість життя п’яти компонентів, які раніше лікували.

Міркування щодо топології

Зазвичай тривалість життя, про яку йдеться в цій статті, стосується всіх однофазних ДБЖ; однак конкретна топологія вплине на ті збої, до яких ДБЖ є найбільш вразливим.
Переваги та недоліки двох найпоширеніших топологій будуть коротко розглянуті нижче: інтерактивне та онлайн-подвійне перетворення.

Інтерактивний ДБЖ

Інтернет-інтерактивний ДБЖ регулює та регулює джерело змінного струму від мережі, і зазвичай використовує лише головний перетворювач живлення. Коли є вхід змінного струму, блок "Інтерфейс живлення" фільтрує потужність, усуває стрибки напруги та забезпечує достатнє регулювання напруги. Основний перетворювач живлення (блок "інвертор") перенаправляє частину вхідного живлення змінного струму, щоб утримувати батареї повністю зарядженими, поки присутня напруга мережі. Зазвичай для цього потрібно менше десяти відсотків (10%) номінальної потужності ДБЖ, тому компоненти залишаються прохолодними в цьому режимі роботи, зменшуючи ймовірність перевищення рекомендацій температури навколишнього середовища.

Онлайн ДБЖ з подвійним перетворенням

Міркування щодо надійності

В обох топологіях існують певні аспекти конструкцій, які теоретично збільшують або зменшують надійність та термін служби. У разі інтерактивного ДБЖ зменшена кількість компонентів та холодна робота основної енергетичної ступінь мають тенденцію до підвищення надійності та терміну служби. У разі подвійного перетворення в Інтернеті постійні роботи та високі робочі температури, як правило, знижують надійність та термін експлуатації.
Однак на практиці надійність зазвичай визначається якістю конструкції та конструкції ДБЖ та якістю компонентів, незалежно від топології. Оскільки якість залежить від виробника, можуть бути високоякісні онлайн-дизайни подвійного перетворення та низькоякісні інтерактивні проекти, і навпаки.

Важливість управління

Хоча профілактичне обслуговування є важливим для збільшення тривалості життя, належне управління оптимізує роботу та можливості ДБЖ. Сьогодні багато виробників пропонують програмне забезпечення, розроблене для забезпечення захисту, керованості, сумісності та зручності.
Удосконалене програмне забезпечення для управління ДБЖ має пропонувати управління та конфігурацію, безпечне вимкнення системи та можливість подання звітності. Звіти про витрати енергії та вуглекислого газу допомагають краще зрозуміти енергію, споживану ІТ-обладнанням, що дозволяє оптимізувати використання енергії. Функції розширеного аналізу допомагають виявити причини потенційних проблем, пов’язаних із живленням, ще до їх виникнення, забезпечуючи безпеку захищеного обладнання.
Окрім програмного забезпечення для управління, деякі виробники також пропонують комунікаційні карти для активного цілодобового моніторингу та управління з одного програмного додатку.
Ці картки часто пропонують функції сповіщення, які інформують користувача про проблеми, коли вони виникають. На малюнку 2 наведено приклад карти зв'язку.

Кінець життя

Завершення

ДБЖ розроблені таким чином, щоб бути довговічними та надійними, але для збільшення потенціалу ДБЖ потрібен належний догляд з боку користувача. Більшість користувачів усвідомлюють, що з часом їм доведеться замінити батареї, хоча багато хто не помічає важливості моніторингу та обслуговування. Це просто, оскільки на час автономної роботи та тривалість роботи ДБЖ часто впливають подібні фактори, які користувач зазвичай може пом’якшити.
Температура та частота використання - це дві характеристики, за якими потрібно ретельно стежити, проте важливість регулярних перевірок, заміни агрегатів та зберігання одиниць не можна переоцінити. Розуміння важливості цих ефектів та проведення належного технічного обслуговування є надзвичайно важливим при складанні плану технічного обслуговування, який відповідає вашим потребам. Як і акумулятори, ДБЖ мають життєвий цикл і не триватимуть вічно. Однак ті, що служать довше і забезпечують найкращі показники - це ті, які пройшли найкращий догляд та управління.