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弱电机房中UPS使用避免数据中心灾难!

你在管理UPS电池的预期寿命么,还是因为设备都在保修期,就不必把它们的寿命放在心上?

  UPS就像一个不可靠的朋友——你认为可以相信它们,但它们可能在你最不经意,甚至最需要它们的时候,让你失望。

  数据中心的后备电源系统可能存在几个缺点:损坏的断路器,糟糕的电源管理或相位平衡可能导致过载,甚至出现设计与安全问题。即使其他一切都正确无误,不间断电源(UPS)电池也可能是个薄弱环节。

  电池在问题发生前,看起来似乎一切正常。当出现故障,突然切换到依赖UPS电池供电时,负载会变得沉重。这会对电池造成很大压力,并可能导致它们失效,也可能给数据中心带来毁灭性的后果。

  UPS电池选项

  近几十年来的UPS电池选项并没有太大的改变:要么是湿式铅酸蓄电池或密封铅酸蓄(VRLA)电池。

  湿式电池由于可靠性久的特点,仍然是大型数据中心的标配。这类电池浸泡在大型而且昂贵的硫酸罐中,需要定期监控和维护,同样还需要密封措施加强安全预防,把可能含有硫酸的房间与UPS分离。  

 VRLA是目前数据中心最先进的UPS标准。这些电池被糊状电解质密封在容器中,同样还使用一个不同的充电系统,使它们能够更安全并且规避容纳它们的特殊设施。VRLA需要比湿式电池更长的时间来充电,另外一个原因是UPS电池寿命。湿式铅酸电池在适当的保养下预期寿命可长达25年,而VRLA蓄电池3到5年后就需要进行更换。

  延长UPS电池寿命

  数据中心经理必须采取措施以最大限度提升UPS电池寿命并防止灾难性故障。

  每个UPS至少应配置两组电池串(见图1)。如果其中一组发生故障,第二组应能够保持功率——尽管这样的持续时间可能会缩短为不到之前的一半。UPS电池寿命是个非线性函数。两组电池串会比单组寿命的两倍还多。至少你不会遇到突然事故。

所有UPS系统都需要两组电池串来防止在其中一组出现故障时出现灾难性故障。

  VRLA电池通常会造成全体失效:一个故障会导致整组电池串失效,没有任何迹象能显示具体是那个电池出的问题(见图2)。湿式电池失效故障或短路,会导致电池串总电压降低,但UPS还是可以持续传输电能。

VRLA一出故障就会导致整组电池串失效。

  任何技术都无法保证其不会突然失效,所以不论采用何种方案,都需要采用双组电池串的电池技术。

  规划合理的电池更换周期。在理想条件下,电池会在预期时间失效。当一组单元出现故障时,最好更换整组电池串。新电池与旧电池相比,电气特性会有所不同,电池串中混用新旧电池可坑导致更多的故障。这条规则也有例外:在更换操作完成六个月内发生的电池故障。

  同样还需要电池监控。许多UPS系统都带有电池监控器,但第三方的监控可能会更准确。有些UPS电池监控会测量电池内阻,而其他的会施以很小的电压进行测试运行。一位销售商声称,电池监控可以重新平衡电池串,所以你可以混合使用新旧电池。但是制造商申明,在任何一个电池故障发生之前,没有监测器能准确预测。

  VRLA中的电解液可能会在一段时间后干涸,但电池故障的主要因为多次充放电以及不稳定的市电电压造成;还有在异常环境中过热;过度充电也会导致过热。所有这些都会缩短UPS电池的续航时间并可能引起电池破裂与泄漏。过度充电还可能引起氢气排放。

  电池的保修周期是结构化的,所以价值会在早几年迅速下降。例如如果电池标榜为“10年”,结果3年就失效了,那么保修价值很容易降到一半以下。

  低于华氏77度(摄氏25度)的环境能让电池最好也最稳定的工作。许多UPS系统经常与服务器在同一个房间,而不是单独的电池室。自从ASHRAE提升了IT设备的推荐工作温度,入口空气现在可以超过华氏77度,而且排出的热空气可能在华氏100度(摄氏38度)以上。在将UPS引入机房之前,需要考虑这一点。测试表明,提高电池温度15华氏度(摄氏8.3度)会减少UPS电池50%的寿命。

  电池在充放电时会发热,所以在停电恢复后需要尽快冷却电池。在没有备用发电机为制冷系统提供支持的情况下,电池持续的深度放电以及温度的升高,会显著降低电池寿命。

  没有理由让UPS电池过度充电。好的充电器拥有温度监控,并且在温度上升时通过降低充电电流进行补正。

  即使拥有良好的保养,VRLA UPS电池寿命也不应拿理论最大值作为预期,特别是在条件不理想的情况下。任何类型的电池监控会远远好于没有监控。