Rambler's Top100
Все новости Новости отрасли
Александра КРЫЛОВА 18 мая 2018

Повысить надежность самого слабого звена

Наиболее уязвимым компонентом систем гарантированного электропитания являются аккумуляторные батареи. А между тем, именно они определяют мощность ИБП и время автономной работы, которую он обеспечивает.

Однако инструмент для повышения надежности АКБ все-таки существует.

На долю аккумуляторных батарей приходится 50% всех случаев, в которых источник бесперебойного питания не смог обеспечить заданное время резервирования. В 27% случаев это проиcходит потому, что одна из батарей в блоке вышла из строя, и еще в 23% -- потому, что на момент переключения на них системы АКБ не были заряжены. Такие оценки привел Алексей Лобов, директор по развитию бизнеса по направлению трехфазных ИБП компании CyberPower, на 6-й международной конференции Data Center Design&Engineering.

Практика показывает, что в течение гарантийного срока, который в зависимости от производителя может составлять от 1 до 3 лет, в массиве из 40 батарей одна батарея может потерять емкость и вывести из строя весь батарейный массив. Еще одна проблема, с которой сталкиваются компании, отвечающие за регламентные работы с АКБ, заключается в том, что свинцово-кислотные батареи имеют большой вес и крупные габариты. Так что для проведения замеров с целью определения, какой именно элемент вышел из строя, зачастую приходится разбирать весь массив.

Наиболее чувствительным для аккумуляторов является отклонение напряжения от номинального. Так, по данным института IEEE, который провел обследование 2539 батарей, выяснилось, что, к примеру, для батареи с 8-летним сроком службы снижение напряжения на 0,5 В по отношению к номинальному ведет к его сокращению до 6 лет, то есть примерно на 25-30%. А в случае  повышения напряжения на 5 В срок жизни элемента сокращается в 3-4 раза, то есть вместо 8 лет он проработает только 2 года.

Переломить негативный тренд можно с помощью систем управления батареями – battery management system, или BMS, которые в обязательном порядке используются для контроля за напряжением в литий-ионных АКБ для исключения риска их взрыва. Тем не менее есть прогноз, что использование BMS для управления батареями других типов прежде всего свинцово-кислотными, в ближайшее время будет  расти (см. рисунок).

Традиционно система управления батареями состоит из контроллера и набора датчиков. В BMS CyberPower такие датчики устанавливаются на каждую батарею в массиве (а их может быть в нем 24, 32, 40 или 60), замеряют температуру элементов, а также напряжение и внутреннее сопротивление и с заданной периодичностью передают их на контроллер. В задачи контроллера входит анализ этих показателей и объективная оценка работоспособности того или иного элемента.

Так, выявленное контроллером повышение внутреннего сопротивления АКБ свидетельствует о том, что батарея деградирует и через какое-то время выйдет из строя. В случае, если контроллер BMS «увидит» в массиве батарею с повышенным напряжением, он дает команду датчику, и он подключает к ней балластное сопротивление, обеспечивающее нагрузку 1,5 А.  Это позволяет снизить напряжение и не дать АКБ уйти в перезаряд. Благодаря такому выравниванию напряжения в каждом элементе батарейного массива достигается удлинение срока службы АКБ  от 6 до 24 месяцев  и в итоге увеличение общего времени автономии источника бесперебойного питания до 30%.  

Самые эффективные системы BMS позволяют не только проводить балансировку батарей в «горячем» режиме, но и заранее предупреждают обслуживающий персонал о необходимости замены определенного элемента. Для этого в контроллере «прошиваются» данные всех батарей в массиве (в случае BMS от CyberPower это могут быть свинцово-кислотные АКБ емкостью от 5 до 200 А*ч любого производителя), диапазон напряжений, в которых они работают, номинальные изменения сопротивления и температурный режим. Сопоставляя эти танные с показаниями датчиков, контроллер  «знает», в каком состоянии каждая батарея находится в данный момент.

В случае отклонения от границ заданного диапазона он по протоколу SNMP передает данные в диспетчерскую, где сервисная бригада понимает, что нужно выезжать для выполнения работ с емкостью определенной АКБ. А поскольку таким образом становится известно, какая именно батарея выходит из строя, отпадает необходимость демонтажа всего массива для проведения замеров.

Помимо источников бесперебойного питания средней и большой мощности в ЦОДах BMS-системы применимы в электропитающих установках постоянного тока, а также в ДГУ, в которых аккумуляторы используются для выхода на рабочий режим.

Поскольку системы BMS  успешно решают все технические проблемы, возникающие при обслуживании батарей как самого слабого звена  в системах гарантированного питания, и  тем самым повышают их надежность  и позволяют экономить на эксплуатации, эксперты не сомневаются, что они будут все чаще использоваться в центрах обработки данных.

Поделиться:
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!

Оставить свой комментарий:

Для комментирования необходимо авторизоваться!

Комментарии по материалу

Данный материал еще не комментировался.