Центры обработки данных являются высокоценной инфраструктурой, требующей непрерывной доступности, тщательного обслуживания и надежной защиты электропитания. По мере развития технологий мониторинга операторы ушли от подхода «если неисправность не видна, значит все в порядке». Сегодня эксплуатационная уверенность все больше зависит от непрерывной видимости состояния инфраструктуры и способности действовать до возникновения отказов.
В этом техническом материале объясняется, почему простой остается одним из наиболее значимых рисков для центров обработки данных, почему проблемы аккумуляторов ИБП играют такую большую роль в критических отказах и как непрерывный мониторинг аккумуляторных батарей помогает снизить финансовые, эксплуатационные и безопасностные последствия.
Что рассматривается в этом материале
- Почему отказы аккумуляторов являются одним из основных источников простоя ЦОД
- Как работают аккумуляторные системы ИБП и почему они деградируют
- Основные причины потери производительности аккумуляторов ИБП
- Эксплуатационные и финансовые последствия аккумуляторных неисправностей
- Как Alpais BMS помогает снизить риск простоя
Введение
Центры обработки данных — это инвестиции со значительными капитальными затратами и постоянными расходами на обслуживание. Они в высокой степени зависят от систем бесперебойного питания (ИБП), которые защищают непрерывность бизнеса при отключениях и нарушениях качества электропитания.
При рассмотрении именно систем ИБП аккумуляторные проблемы остаются одним из самых важных скрытых рисков. Согласно исходным материалам этого документа, значительная доля отказов ИБП вызвана проблемами аккумуляторов, которые не были обнаружены вовремя, а неисправности, связанные с аккумуляторами или ИБП, остаются одной из ведущих категорий отказов в центрах обработки данных.
ИБП и система аккумуляторного резервного питания
Аккумуляторы ИБП — это электрохимические компоненты, которые высвобождают накопленную энергию во время отключения питания. Их способность отдавать эту энергию не остается постоянной на протяжении всего срока службы. По мере старения аккумуляторы ослабевают и постепенно теряют полезную емкость.
Поэтому в отрасли центров обработки данных распространена практика замены аккумуляторов ИБП каждые три-пять лет. Однако старение — не единственный фактор, вызывающий потерю производительности. Несколько эксплуатационных и экологических условий также могут снизить эффективность аккумуляторов задолго до ожидаемого срока замены.
Что снижает производительность аккумуляторов ИБП?
a. Чрезмерное количество циклов
Во время каждого отключения питания аккумуляторы ИБП разряжаются, чтобы поддержать нагрузку. После восстановления сетевого питания они заряжаются для подготовки к следующему событию. Каждый цикл заряда и разряда снижает долгосрочную емкость аккумулятора. Поэтому система, корректно рассчитанная при установке, со временем может потерять полезное время резервирования по мере накопления циклов.
b. Неоптимальные условия хранения и обслуживания
Даже неиспользуемые аккумуляторы медленно саморазряжаются. Если неиспользуемые аккумуляторы долго остаются без подзаряда, они могут получить необратимую потерю емкости. Поэтому правильная температура хранения и периодический подзаряд важны для сохранения состояния аккумуляторов.
c. Нестабильное напряжение float-заряда
Нестабильность напряжения при заряде напрямую влияет на состояние аккумулятора. Заряд при пониженном напряжении может приводить к затвердеванию активных материалов в аккумуляторном элементе, тогда как заряд при повышенном напряжении может высушивать аккумулятор и создавать условия, способные привести к тепловому разгону или внутреннему повреждению.
d. Неправильное применение
Аккумуляторы ИБП обычно рассчитаны на кратковременный разряд с высокой мощностью. Однако на практике некоторые системы завышают по размеру в попытке получить более длительное время автономной работы при отключениях. Если аккумуляторы используются для более длительных разрядов, чем предусмотрено их конструкцией, пластины могут перегреваться и деградировать, даже если полная паспортная емкость не используется.
Неисправности аккумуляторов ИБП и их последствия
Описанные выше условия могут приводить к различным аккумуляторным неисправностям. Аккумуляторный элемент может высохнуть, выйти из строя в режиме обрыва цепи или деградировать до состояния, при котором батарейная цепь больше не способна обеспечить требуемый ток во время разряда.
Если аккумуляторная система не имеет достаточной резервированности, один неисправный элемент может нарушить работу всей цепи. В критически важных объектах, таких как центры обработки данных, такие отказы могут вызывать перебои сервиса, отказ инфраструктуры, риск пожара или взрыва, ущерб репутации компании и значительные финансовые потери.
Как помогает Alpais Battery Monitoring System
Чтобы избежать таких последствий, состояние аккумуляторов необходимо контролировать непрерывно, чтобы меры могли приниматься до того, как неисправности станут событиями, влияющими на сервис. Alpais Battery Monitoring System была разработана именно для такого мониторинга и раннего предупреждения.
Alpais BMS может индивидуально контролировать каждый аккумулятор, подключенный к ИБП или выпрямителю. Система состоит из модулей BatMod для измерения напряжения, температуры и внутреннего сопротивления; модулей StrMod для измерения температуры окружающей среды, влажности, тока цепи и общего напряжения цепи; а также модуля ConMod, который контролирует до четырех цепей.
Модуль ConMod взаимодействует с модулями BatMod и StrMod, локально оценивает собранные данные и передает результаты в веб-серверное приложение для пользовательского мониторинга.
Программное обеспечение визуализирует аккумуляторные данные, поддерживает интерпретацию трендов и отправляет необходимые предупреждения или аварийные уведомления по e-mail при превышении заданных пределов.
Как Alpais снижает риск простоя
Alpais BMS контролирует температуру на клеммах аккумуляторов и температуру окружающей среды, помогая защищать аккумуляторную инфраструктуру от теплового разгона и упрощая выявление проблем, связанных с кондиционированием воздуха или вентиляцией помещения.
Периодически контролируя внутреннее сопротивление каждого аккумулятора, система может указывать, когда аккумулятор следует заменить до его отказа, помогая максимально сохранить резервирование и доступность.
Измеряя напряжения аккумуляторов и общее напряжение цепи, Alpais также помогает выявлять вызванные ИБП или выпрямителем условия перезаряда и недозаряда до того, как они перерастут в более серьезные проблемы.
Система также может интегрироваться с существующими SCADA-инфраструктурами через SNMP, Modbus TCP/IP и Modbus RTU, что делает ее подходящей для более широких эксплуатационных сред.
Помимо повышения видимости и надежности, Alpais BMS помогает снижать затраты на обслуживание и замену. Когда решения принимаются на основе фактических аккумуляторных данных, а не только плановых ручных квартальных проверок, аккумуляторная система может использоваться эффективнее до конца своего практического срока службы.
Заключение
Простой в центрах обработки данных — это не только техническая проблема; это бизнес-риск с эксплуатационными, финансовыми и репутационными последствиями. Поскольку аккумуляторные системы ИБП являются одним из самых распространенных источников скрытых отказов, их непрерывный мониторинг необходим.
Alpais Battery Monitoring System помогает операторам центров обработки данных раньше обнаруживать аккумуляторные риски, повышать резервирование, снижать ненужные затраты на обслуживание и укреплять уверенность в инфраструктуре резервного питания, поддерживающей непрерывную работу.
Источники
- Data Center Outages, Incidents, and Industry Transparency.
- Lawrence, Andy. Houston We Have a Problem. Uptime Institute, January 2020.
Нужно решение для мониторинга аккумуляторных батарей для вашего объекта?
Свяжитесь с нашей командой, чтобы обсудить тип аккумуляторов, условия объекта, потребности в мониторинге и требования к интеграции.