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你在管理UPS電池的預(yù)期壽命么,還是因為設(shè)備都在保修期,就不必把它們的壽命放在心上?
UPS就像一個不可靠的朋友——你認(rèn)為可以相信它們,但它們可能在你最不經(jīng)意,甚至最需要它們的時候,讓你失望。
數(shù)據(jù)中心的后備電源系統(tǒng)可能存在幾個缺點:損壞的斷路器,糟糕的電源管理或相位平衡可能導(dǎo)致過載,甚至出現(xiàn)設(shè)計與安全問題。即使其他一切都正確無誤,不間斷電源(UPS)電池也可能是個薄弱環(huán)節(jié)。
電池在問題發(fā)生前,看起來似乎一切正常。當(dāng)出現(xiàn)故障,突然切換到依賴UPS電池供電時,負(fù)載會變得沉重。這會對電池造成很大壓力,并可能導(dǎo)致它們失效,也可能給數(shù)據(jù)中心帶來毀滅性的后果。
UPS電池選項
近幾十年來的UPS電池選項并沒有太大的改變:要么是濕式鉛酸蓄電池或密封鉛酸蓄(VRLA)電池。
濕式電池由于可靠性久的特點,仍然是大型數(shù)據(jù)中心的標(biāo)配。這類電池浸泡在大型而且昂貴的硫酸罐中,需要定期監(jiān)控和維護(hù),同樣還需要密封措施加強安全預(yù)防,把可能含有硫酸的房間與UPS分離。
VRLA是目前數(shù)據(jù)中心最先進(jìn)的UPS標(biāo)準(zhǔn)。這些電池被糊狀電解質(zhì)密封在容器中,同樣還使用一個不同的充電系統(tǒng),使它們能夠更安全并且規(guī)避容納它們的特殊設(shè)施。VRLA需要比濕式電池更長的時間來充電,另外一個原因是UPS電池壽命。濕式鉛酸電池在適當(dāng)?shù)谋pB(yǎng)下預(yù)期壽命可長達(dá)25年,而VRLA蓄電池3到5年后就需要進(jìn)行更換。
延長UPS電池壽命
數(shù)據(jù)中心經(jīng)理必須采取措施以最大限度提升UPS電池壽命并防止災(zāi)難性故障。
每個UPS至少應(yīng)配置兩組電池串(見圖1)。如果其中一組發(fā)生故障,第二組應(yīng)能夠保持功率——盡管這樣的持續(xù)時間可能會縮短為不到之前的一半。UPS電池壽命是個非線性函數(shù)。兩組電池串會比單組壽命的兩倍還多。至少你不會遇到突然事故。
所有UPS系統(tǒng)都需要兩組電池串來防止在其中一組出現(xiàn)故障時出現(xiàn)災(zāi)難性故障。
VRLA電池通常會造成全體失效:一個故障會導(dǎo)致整組電池串失效,沒有任何跡象能顯示具體是那個電池出的問題(見圖2)。濕式電池失效故障或短路,會導(dǎo)致電池串總電壓降低,但UPS還是可以持續(xù)傳輸電能。
VRLA一出故障就會導(dǎo)致整組電池串失效。
任何技術(shù)都無法保證其不會突然失效,所以不論采用何種方案,都需要采用雙組電池串的電池技術(shù)。
規(guī)劃合理的電池更換周期。在理想條件下,電池會在預(yù)期時間失效。當(dāng)一組單元出現(xiàn)故障時,最好更換整組電池串。新電池與舊電池相比,電氣特性會有所不同,電池串中混用新舊電池可坑導(dǎo)致更多的故障。這條規(guī)則也有例外:在更換操作完成六個月內(nèi)發(fā)生的電池故障。
同樣還需要電池監(jiān)控。許多UPS系統(tǒng)都帶有電池監(jiān)控器,但第三方的監(jiān)控可能會更準(zhǔn)確。有些UPS電池監(jiān)控會測量電池內(nèi)阻,而其他的會施以很小的電壓進(jìn)行測試運行。一位銷售商聲稱,電池監(jiān)控可以重新平衡電池串,所以你可以混合使用新舊電池。但是制造商申明,在任何一個電池故障發(fā)生之前,沒有監(jiān)測器能準(zhǔn)確預(yù)測。
VRLA中的電解液可能會在一段時間后干涸,但電池故障的主要因為多次充放電以及不穩(wěn)定的市電電壓造成;還有在異常環(huán)境中過熱;過度充電也會導(dǎo)致過熱。所有這些都會縮短UPS電池的續(xù)航時間并可能引起電池破裂與泄漏。過度充電還可能引起氫氣排放。
電池的保修周期是結(jié)構(gòu)化的,所以價值會在早幾年迅速下降。例如如果電池標(biāo)榜為“10年”,結(jié)果3年就失效了,那么保修價值很容易降到一半以下。
低于華氏77度(攝氏25度)的環(huán)境能讓電池最好也最穩(wěn)定的工作。許多UPS系統(tǒng)經(jīng)常與服務(wù)器在同一個房間,而不是單獨的電池室。自從ASHRAE提升了IT設(shè)備的推薦工作溫度,入口空氣現(xiàn)在可以超過華氏77度,而且排出的熱空氣可能在華氏100度(攝氏38度)以上。在將UPS引入機房之前,需要考慮這一點。測試表明,提高電池溫度15華氏度(攝氏8.3度)會減少UPS電池50%的壽命。
電池在充放電時會發(fā)熱,所以在停電恢復(fù)后需要盡快冷卻電池。在沒有備用發(fā)電機為制冷系統(tǒng)提供支持的情況下,電池持續(xù)的深度放電以及溫度的升高,會顯著降低電池壽命。
沒有理由讓UPS電池過度充電。好的充電器擁有溫度監(jiān)控,并且在溫度上升時通過降低充電電流進(jìn)行補正。
即使擁有良好的保養(yǎng),VRLA UPS電池壽命也不應(yīng)拿理論最大值作為預(yù)期,特別是在條件不理想的情況下。任何類型的電池監(jiān)控會遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于沒有監(jiān)控。
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