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UPS電池異常故障案例
近日在市電切換過程中遇到UPS和備用電池組同時出現(xiàn)故障案例現(xiàn)總結(jié)后分享給大家。
故障現(xiàn)象：UPS在市電切換過程中輸入電源中斷，工作狀態(tài)由電池逆變異常切換至旁路供電狀態(tài)，同時UPS機組面板出現(xiàn)母線電壓異常、BCB開路等異常告警，同時發(fā)出報警聲；
UPS在轉(zhuǎn)換過程中未對負(fù)載側(cè)供電造成任何影響，機房供電正常。
對UPS供電回路進行檢查，檢查結(jié)果如下：
1、電源側(cè)：主路、旁路開關(guān)合閘狀態(tài)正常，各項電量數(shù)據(jù)無異常；
2、備用電池組：電池開關(guān)處于合閘狀態(tài)，現(xiàn)場電池組各電池外觀正常，無變形、滲漏液現(xiàn)象；連接銅排及線纜正常，無外觀及溫升異常等變化；
3、負(fù)載側(cè)：各斷路器狀態(tài)無異常變化，各輸出支路儀表顯示供電電壓、頻率等數(shù)據(jù)無異常，各開關(guān)節(jié)點及線纜無溫升異常變化；
4、UPS本體：已轉(zhuǎn)旁路運行狀態(tài)，報警內(nèi)容為BCB開路。
一、緊急處理措施
UPS出現(xiàn)異常切換，通過現(xiàn)場檢查確定對后端負(fù)載輸出未造成影響，現(xiàn)場運維人員立即采取以下措施進行處理，防止外市電異常停電從而導(dǎo)致UPS所帶機房負(fù)載出現(xiàn)異常斷電現(xiàn)象。
1、立即聯(lián)系UPS廠家技術(shù)人員到場檢查及技術(shù)支持；
2、立即聯(lián)系電池廠家技術(shù)人員到場技術(shù)支持及對電池組檢查；
3、立即將UPS運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換為主路正常逆變供電模式，用臨時電纜對異常切換UPS旁路電源作臨時處理（從同機房其他負(fù)載低的UPS輸出屏支路開關(guān)取電為UPS旁路供電），防止外市電異常造成中斷。
二、故障原因排查
為盡快查明故障原因，現(xiàn)場運維人員對異常切換UPS從以下幾個方面進行排查：
1、UPS廠家技術(shù)人員對出現(xiàn)異常切換的UPS內(nèi)部控制程序通過廠家內(nèi)部軟件進行排查，將故障UPS內(nèi)部數(shù)據(jù)記錄導(dǎo)出篩查；
2、現(xiàn)場運維人員從動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)導(dǎo)出故障報警記錄數(shù)據(jù)及UPS電池組的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行檢查核對和分析，導(dǎo)出數(shù)據(jù)顯示UPS電池組多塊電池在倒閘切換放電瞬間電壓為0，多塊電壓為0.4V左右，個別電池電壓出現(xiàn)3~4V不等。經(jīng)分析故障原因極有可能為電池故障造成。
3、現(xiàn)場運維人員用萬用表（因電池內(nèi)阻儀故障）對UPS電池組192塊電池逐一進行單體電壓測量，測量結(jié)果為整體電壓在2.2~2.3V左右，個別電池電壓異常為2.8V左右，電池組外觀無異常變化及滲漏液現(xiàn)象,電池組電壓正常為430V;從電池組電壓測量數(shù)據(jù)顯示除個別電池電壓偏高外無特殊異常。
4、為準(zhǔn)確定位故障電池，現(xiàn)場人員對UPS電池組進行分組隔離放電測試排查。
四、UPS電池組隔離放電測試：
測試前準(zhǔn)備工作：
1、UPS狀態(tài)檢查：檢查待測試UPS現(xiàn)運行狀態(tài)，供電電壓、電流、頻率等電量數(shù)據(jù)，檢查UPS的負(fù)載率及負(fù)荷電流等，檢查UPS控制面板有無其他異常報警數(shù)據(jù)等；
2、UPS電源、負(fù)荷側(cè)檢查：對待測UPS供電電源路由、開關(guān)容量、開關(guān)狀態(tài)、負(fù)荷電流及供電電量等數(shù)據(jù)進行檢查，對UPS輸出屏各開關(guān)狀態(tài)及負(fù)荷情況進行檢查；
3、對待測UPS旁路電源采取臨時安全處理措施，從同機房低負(fù)荷UPS輸出屏備用支路開關(guān)接臨時線供電以防市電出現(xiàn)異常；
4、準(zhǔn)備相應(yīng)電壓等級的測試用負(fù)載類設(shè)備（現(xiàn)場假負(fù)載為三相阻性負(fù)載）及連接電纜、斷路器備件等；
5、在待測電池組各電池上連接電池電壓測試設(shè)備，以便測試時采集測試數(shù)據(jù)并儲存記錄；
6、對待測電池組進行計劃分組，檢查現(xiàn)場情況，查看測試線接駁位置等；
7、計算電池組分組后電池組電壓和待接假負(fù)載功率，提前計算出測試時負(fù)荷電流待與實際測試時對比；
8、對待接假負(fù)載接線環(huán)境狀況及內(nèi)部接線組別、路由進行摸底，并與廠家技術(shù)人員進行咨詢交流，以利于測試安全；
9、測試通信器材準(zhǔn)備--對講機3部。
10、安全用具、工具：測試接線時用到的絕緣手套、絕緣扳手等相應(yīng)用具等。
測試注意事項：
1、必須檢查核對UPS工作狀態(tài)、負(fù)荷狀況等數(shù)據(jù)，在負(fù)載率超過40%時需慎重測試；
2、檢查假負(fù)載是否與電池組放電工作匹配（電壓等級、功率、負(fù)載性質(zhì)及接線方式等等）；
3、需嚴(yán)格遵守操作規(guī)則，在與電池組接線時需佩戴相應(yīng)等級的防護用品，使用絕緣工具，防止觸電事故發(fā)生；
4、放電測試主回路和控制回路均需設(shè)置相應(yīng)電壓、電流等級的斷路器，以防發(fā)生異常時及時切斷電源，保障測試人員及設(shè)備安全。
5、接線時先將負(fù)載側(cè)各接頭接好并檢查安全后方可與電池組相應(yīng)的正、負(fù)極連接；接線應(yīng)牢固，不可虛接，以防電池放電工作時接頭出現(xiàn)打火、過熱等現(xiàn)象。
6、電池組放電時，除檢查人員外其他人員不可在現(xiàn)場逗留，現(xiàn)場應(yīng)配備送排風(fēng)設(shè)備并開啟；同時放電測試機房門應(yīng)處于常開狀態(tài)。
7、放電測試時發(fā)現(xiàn)個別電池外觀及電壓異常變化，應(yīng)立即停止放電測試，待查明原因并排除后方可繼續(xù)。
測試過程：
準(zhǔn)備工作完成后，開始測試工作；
1、首先對UPS本體及電源側(cè)及負(fù)荷側(cè)各開關(guān)儀表數(shù)據(jù)進行檢查，無異常后方可進行下一步操作；
2、將假負(fù)載安放到樓道通風(fēng)良好、疏散安全的位置，將備用電纜與假負(fù)載進行連接（接線電纜中間設(shè)置直流4P400A斷路器一個，開關(guān)處于斷開位置）備用；
3、將假負(fù)載控制電源與相應(yīng)電壓等級的備用開關(guān)接好備用；
4、通過對講與監(jiān)控人員確認(rèn)，斷開UPS電池組開關(guān)，準(zhǔn)備接線；電池組側(cè)按計劃好的接線方式及電壓等級(通過現(xiàn)場檢查后確定將192塊電池分為2組，每組電壓為216V左右，與假負(fù)載電壓單相220V基本符合)接線。接線人員佩戴絕緣手套用絕緣工具將電池組中96與97號電池連接銅排拆下，將與假負(fù)載相線連接的電纜（120mm）與電池組正極接線端子連接牢固，與假負(fù)載零線相接的臨時線與電池組負(fù)極連接好備用。
5、開啟電池組監(jiān)控設(shè)備，開始監(jiān)測待測試各電池數(shù)據(jù)；
6、將假負(fù)載控制回路電源送電，開啟假負(fù)載；將電池測試臨時線中間開關(guān)合閘并用萬用表測試開關(guān)兩端電壓是否與電池組電壓一致（—216V）；
7、開啟假負(fù)載測試模式:選擇相應(yīng)功率等級的負(fù)載開關(guān)測試（開始時應(yīng)選擇較小功率），用鉗形電流表實時檢測電纜承載的測試電流（不能超載測試）。
8、通過測試，觀察電池組各電池電壓降狀況，是否有個別電池電壓降較大，同時檢查各電池外觀狀況。測試電流不宜超過電池組C10放電電流，測試時間與現(xiàn)場電池組壓降結(jié)合，單體電池電壓以不低于1.85V為宜。
9、測試結(jié)束后恢復(fù)電池組接線及開關(guān)狀態(tài)。
測試結(jié)果：
通過對各電池排查及3輪對UPS電池組采用直流接假負(fù)載方式放電測試，終發(fā)現(xiàn)第62號電池在大電流放電時出現(xiàn)內(nèi)部開路故障，從而導(dǎo)致UPS在倒閘操作過程中電池組逆變供電故障，致使UPS切換到旁路運行。
五、后期工作思路及改進措施
為確保UPS及后備電池組等設(shè)備安全穩(wěn)定運行，針對本次蓄電池故障現(xiàn)象，制定以下改進措施：
1.要求電池廠家及時提供同規(guī)格蓄電池組并派技術(shù)人員配合現(xiàn)場電池更換工作。
2.對蓄電池組全面檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題電池，及時采取措施處理，防患于未然；
3.開展電池隱患排查專項行動，組織維護人員對現(xiàn)場所有蓄電池進行熱點、外觀及相關(guān)參數(shù)檢測工作，發(fā)現(xiàn)問題及時整改；
4.組織現(xiàn)場值班人員進行應(yīng)急操作培訓(xùn)，提高現(xiàn)場值班人員安全防范意識和應(yīng)急處置能力；
5.每年UPS電池組測試工作需按期執(zhí)行，測試方式經(jīng)技術(shù)人員商榷統(tǒng)一后執(zhí)行；對電池組的測試結(jié)果應(yīng)及時進行分析和溝通，以便于及時調(diào)整措施；一切以機房現(xiàn)場供電及設(shè)備安全為準(zhǔn)則。
作者簡介：
董占學(xué)：數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施運維管理人員，曾先后就職于上海數(shù)據(jù)港等多家公司作電氣工程師。