¿Por qué la batería de respaldo de un UPS ofrece menos tiempo de ejecución que el calculado después de la instalación? 

Respuesta directa: Una batería de respaldo de UPS ofrece menos tiempo de ejecución que el calculado cuando la instalación real ya no coincide con las suposiciones de tamaño. Diagnostique los vatios y VA medidos, el factor de potencia, la tasa de descarga de la batería, la temperatura, el estado de carga, el historial de almacenamiento y envejecimiento, el estado del cargador, el desequilibrio de la cadena, la caída de voltaje del cable, las pérdidas del UPS y el corte de bajo voltaje antes de decidir que la capacidad de la batería en sí es insuficiente.

Este proceso de solución de problemas está destinado a ingenieros de instalaciones, operadores de centros de datos, equipos de mantenimiento de telecomunicaciones, hospitales, plantas industriales, integradores de sistemas, distribuidores y compradores de OEM que investigan tiempos de ejecución cortos después de la puesta en servicio. USYTU suministra sistemas UPS y baterías de almacenamiento para aplicaciones de carga crítica. La primera referencia de producto para este tema es la Categoría de producto de baterías, pero el diagnóstico debe comenzar con evidencia operativa medida en lugar de un reemplazo inmediato de la batería.

¿Qué síntoma tiene realmente el sitio?

"El tiempo de ejecución es demasiado corto" puede describir varios fallos diferentes. El equipo de mantenimiento debe registrar primero los cambios entre el cálculo del tamaño original y el evento real.

La primera lección de la industria es simple: no comience reemplazando las baterías. Comience por reconstruir la promesa de tiempo de ejecución original y las condiciones exactas bajo las cuales se suponía que debía lograrse.

Paso 1: reconstruir el cálculo del tiempo de ejecución original

El comprador debe localizar el cálculo aprobado, la cotización, el calendario de baterías, el modelo de UPS, las condiciones de prueba y los requisitos de aceptación. Si el tiempo de ejecución original se basó en una suposición de carga, temperatura, modelo de batería, voltaje de corte o tasa de descarga diferente, el sistema instalado puede estar comportándose de manera consistente con su diseño real, aunque el operador esperaba un resultado más largo.

Registre las suposiciones originales:

• Carga protegida en vatios
• Carga protegida en VA
• Factor de potencia utilizado en el cálculo.
• Modelo de UPS y modo de funcionamiento.
• Modelo de batería y número de unidades o cadenas.
• Tensión nominal de la batería y capacidad indicada
• Duración de la descarga utilizada para la selección de la batería
• Base de temperatura
• Fin del alta o base de corte
• Margen de antigüedad o diseño, si el proyecto lo requiere.
• Cargas auxiliares incluidas o excluidas

Un error común de los compradores es conservar sólo la respuesta final (como “30 minutos”) y perder las suposiciones detrás de ella. Sin esas suposiciones, la solución de problemas posteriores a la instalación se convierte en conjeturas.

Paso 2: Mida la carga real en vatios y VA

El tiempo de ejecución debe conciliarse con la carga que realmente soporta el UPS. El cronograma del equipo conectado puede diferir de la carga operativa real porque los dispositivos se agregaron, quitaron, reconfiguraron o cargaron de manera diferente después de la puesta en servicio.

Verifique tanto los vatios como los VA porque la selección del UPS y la descarga de la batería se ven afectadas por la carga eléctrica real y el factor de potencia del equipo protegido. Una queja de tiempo de ejecución puede aparecer después de un cambio de carga incluso cuando el panel frontal del UPS todavía muestra un porcentaje que los operadores consideran "normal".

El registro de mantenimiento debe capturar:

• Vatios medidos durante la prueba de funcionamiento controlado
• VA medido durante el mismo período
• factor de potencia
• Carga máxima o cambiante durante el evento
• ¿Qué cargas están realmente conectadas a la salida del UPS?
• Cualquier carga no crítica que se agregó después de la puesta en servicio
• Consumo interno y auxiliar del UPS cuando sea relevante para el método de cálculo aprobado

Otro costo oculto es el "crecimiento silencioso de la carga". Se pueden acumular pequeñas adiciones realizadas por diferentes departamentos hasta que el banco de baterías se compare con una carga para la que nunca fue diseñado.

Paso 3: utilice los datos exactos de descarga de la batería en lugar de la multiplicación de Ah

La capacidad en amperios-hora no es una cantidad constante de energía utilizable en cada tasa de descarga. Se deben utilizar los datos de descarga publicados del modelo exacto de batería para el tiempo de funcionamiento previsto y la condición de voltaje final.

USYTU Batería de almacenamiento 12-250AH Está listado con un voltaje nominal de 12 V y una capacidad nominal de 250 Ah a una tarifa de 20 horas. Los datos del producto en la base de datos suministrada también enumeran 187,5 Ah a una velocidad de 3 horas y 137,5 Ah a una velocidad de 1 hora a 25 °C. Estas cifras muestran por qué no se debe utilizar un cálculo de energía simple de 12 V × 250 Ah como modelo de tiempo de ejecución final para una descarga de UPS de alta velocidad.

Una segunda referencia, la Batería de almacenamiento 12-120AH, está listado como 12V y 120Ah a una tarifa de 20 horas, con 90Ah a una tarifa de 3 horas y 66Ah a una tarifa de 1 hora a 25°C. Los compradores deben utilizar la información completa de descarga específica del modelo y la demanda de energía o corriente real del proyecto al confirmar el tiempo de ejecución.

Este es uno de los puntos de adquisición técnica más importantes del artículo: dos baterías con voltaje nominal similar y etiquetas Ah aún pueden requerir cálculos de tiempo de ejecución diferentes cuando las curvas de descarga, la resistencia interna, la temperatura, la edad y las condiciones de corte difieren.

Paso 4: conciliar la temperatura con la base de tallas

El rendimiento y la vida útil de la batería dependen de la temperatura, por lo que la temperatura de prueba debe registrarse y compararse con las condiciones utilizadas en los datos del proveedor y en el cálculo del proyecto. Una sala de baterías que esté sustancialmente más fría o más caliente que la base de tamaño puede producir un resultado de tiempo de ejecución diferente y una ruta de envejecimiento diferente.

El comprador debe evitar aplicar un factor de corrección universal a menos que esté respaldado por los datos exactos del fabricante de la batería o el método de proyecto aprobado. En su lugar, registre:

• Temperatura ambiente de la batería
• Temperatura representativa de la unidad de batería cuando el procedimiento aprobado lo requiera
• Anomalías recientes en HVAC o temperatura ambiente
• Temperatura de almacenamiento antes de la instalación.
• Si se permitió que las baterías alcanzaran la condición de funcionamiento prevista antes de la prueba.

Un error de mantenimiento es realizar pruebas después de una falla en el sistema HVAC de una habitación y luego usar ese resultado para condenar el banco de baterías sin considerar el cambio en el entorno.

Paso 5: Confirmar el estado de carga y el historial de carga

Un banco de baterías no puede ofrecer el tiempo de ejecución calculado si no ha alcanzado el estado de carga requerido. Esto puede suceder después de una interrupción reciente, un período de recarga incompleto, configuraciones del cargador que no coinciden con los requisitos aprobados de la batería, una falla del cargador o una instalación que estuvo almacenada durante un período prolongado antes de la puesta en servicio.

Para una investigación en tiempo de ejecución, revise:

• Tiempo desde el último evento de alta
• Período de recarga antes de la prueba.
• Historial de alarmas del UPS o del cargador
• Configuraciones del cargador según las especificaciones de batería aprobadas
• Lecturas de unidades individuales o de cadenas recopiladas según el procedimiento de mantenimiento aprobado
• Fechas de almacenamiento y puesta en servicio.
• Cualquier batería reemplazada por separado del resto de la cadena.

Un error común de los compradores es realizar pruebas de tiempo de ejecución repetidas demasiado juntas. La segunda prueba puede ser más corta porque el banco de baterías no se ha recuperado por completo, no porque la segunda prueba haya revelado un nuevo defecto.

Paso 6: Verifique el equilibrio de la cadena, las conexiones y la caída de voltaje

Los bancos de baterías UPS contienen múltiples unidades conectadas en serie y también pueden contener cadenas en paralelo. Una unidad débil, una conexión anormal, un problema de cable o un desequilibrio en la cadena pueden hacer que el UPS alcance su corte de bajo voltaje antes de que el resto de la capacidad de la batería se agote por completo.

Debido a que los sistemas de baterías UPS pueden involucrar energía CC peligrosa, estas verificaciones deben ser realizadas únicamente por personal calificado según el sitio aprobado y el procedimiento del fabricante. El objetivo del diagnóstico es identificar un comportamiento anormal del voltaje y una pérdida excesiva sin crear riesgos adicionales.

Aquí es donde hay que separar “calidad de la batería” y “calidad de la instalación”. No se debe culpar a un proveedor por la pérdida de tiempo de ejecución causada por el cableado de campo, y no se debe esperar que un instalador solucione una batería defectuosa cambiando el tamaño de los cables.

Paso 7: Verificar los supuestos de corte de bajo voltaje y pérdida del inversor del UPS

El UPS dejará de usar la batería cuando su lógica de control alcance la condición de bajo voltaje o protección definida. Si el cálculo del tiempo de ejecución utilizó una base de voltaje final diferente a la del UPS instalado, los resultados calculados y medidos serán diferentes.

El comprador deberá confirmar:

• La base de corte de bajo voltaje o fin de descarga utilizada en el cálculo de diseño.
• La configuración real del UPS o el comportamiento de control para la configuración citada.
• Si los datos de descarga de la batería utilizan la misma condición de voltaje final
• Pérdidas de conversión de UPS incluidas en el método de cálculo
• Cualquier condición de funcionamiento o reducción de potencia que cambie la energía utilizable de la batería.

Un error frecuente en las adquisiciones es combinar la tabla de descarga de baterías de un proveedor con la suposición de corte de UPS de otro proveedor sin verificar si las dos definiciones son compatibles.

¿Cómo pueden los compradores separar un problema de batería de un problema de tamaño?

¿Cómo es un incidente representativo de corta duración?

Escenario: Una sala de equipos de telecomunicaciones informa que el tiempo de respaldo del UPS es mucho más corto que el objetivo de puesta en servicio original. Este es un escenario representativo de solución de problemas, no un caso reclamado por un cliente de USYTU.

Antecedentes comerciales: El sitio se puso en funcionamiento originalmente con un banco de baterías y carga UPS definido. Durante el año siguiente, se agregaron equipos de red en varios proyectos pequeños. El cálculo del tiempo de ejecución original permanece en el archivo de mantenimiento, pero el programa de carga actual no se ha actualizado.

Problema: Durante una prueba de interrupción controlada, el UPS alcanza el apagado por batería baja antes de lo esperado. El equipo de mantenimiento propone reemplazar todas las baterías porque se supone que el banco se ha degradado.

Causa: El equipo compara el tiempo de ejecución observado con el objetivo original, pero no midió los vatios y VA actuales, no verificó la tasa exacta de descarga de la batería ni confirmó el historial de recarga. Cuando se mide la carga, es mayor que la carga de puesta en servicio. El cálculo original también se basó en Ah nominales en lugar de los datos exactos de descarga de menor duración.

Solución: El sitio reconstruye la base de tamaño original, mide la carga actual, confirma el modelo de batería y la configuración de la cadena, revisa la temperatura y el historial de carga y realiza una prueba controlada según el procedimiento aprobado. El cálculo revisado se compara con el resultado medido antes de emitir cualquier pedido de reemplazo.

Valor de decisión del comprador: El sitio evita reemplazar un banco de baterías completo simplemente porque el tiempo de ejecución real ya no coincide con un cálculo obsoleto. La decisión de adquisición se basa en la carga medida, el rendimiento de descarga específico del modelo y el estado del banco. Si se requiere capacidad adicional, la nueva cotización se adapta a la carga actual y prevista en lugar de repetir la configuración original.

¿Cómo se debe documentar un tiempo de ejecución controlado o una prueba de capacidad?

Se debe planificar una prueba controlada para que las cargas críticas permanezcan protegidas y se sigan los procedimientos eléctricos y de seguridad del sitio. El artículo no reemplaza el procedimiento de puesta en servicio o mantenimiento del fabricante del UPS. El valor de la prueba proviene de recopilar evidencia suficiente para que un proveedor o equipo de servicio pueda reproducir el cálculo.

Registro:

• Fecha y motivo de la prueba.
• Modelo de UPS y condiciones de funcionamiento
• Modelo de batería, fecha de instalación y configuración de la cadena.
• Vatios, VA y factor de potencia medidos
• Batería y temperatura ambiente
• Estado de carga e historial de recarga antes de la prueba.
• Tensión de arranque y observaciones relevantes de la cadena/unidad según el procedimiento aprobado
• tiempo transcurrido
• Secuencia de alarma y punto de corte real
• Comportamiento de recarga post-prueba
• Cualquier indicación anormal de batería, cable, conector o UPS

Para los compradores que aún se encuentran en la etapa de dimensionamiento en lugar de solucionar problemas de un banco instalado, la guía existente de USYTU sobre Fórmula de tiempo de ejecución del UPS, ejemplos y tamaño de la batería puede soportar el cálculo inicial. El diagnóstico del sistema instalado en este artículo comienza una vez realizado ese cálculo teórico.

¿Qué evidencia se debe enviar al UPS o al proveedor de baterías?

¿Qué errores del comprador provocan un reemplazo innecesario de la batería?

• Utilizar la carga de diseño original después de que el equipo protegido se haya ampliado.
• Calcular el tiempo de funcionamiento a partir de Ah nominales sin los datos exactos de la tasa de descarga.
• Prueba antes de que el banco haya completado la recarga requerida.
• Ignorando la temperatura ambiente y el historial de almacenamiento a largo plazo.
• Reemplazar todo el banco porque una cadena o unidad alcanzó el corte antes de tiempo.
• Suponiendo que todas las baterías de 12 V con la misma etiqueta Ah sean intercambiables.
• Mezclar supuestos de baterías y UPS de diferentes proveedores sin conciliar las condiciones de corte y descarga.
• No registrar la prueba controlada, dejando al proveedor sin evidencia para evaluar.

Preguntas frecuentes

¿Por qué el tiempo de ejecución real del UPS es más corto que el cálculo de Ah?

Porque el Ah nominal normalmente se indica bajo una condición de descarga definida. Las cargas del UPS pueden descargar la batería mucho más rápido y el tiempo de ejecución real también depende de la temperatura, el corte, las pérdidas del UPS, el estado de carga, el estado de la batería y la carga real.

¿Debo reemplazar las baterías si el tiempo de funcionamiento es corto después de la instalación?

No antes de que se verifiquen las suposiciones de tamaño y las condiciones de instalación. Primero verifique la carga actual, los datos exactos de descarga, el estado de carga, la temperatura, el comportamiento de la cadena, la caída de voltaje y el corte. La causa principal puede ser el tamaño o la instalación más que un fallo de la batería.

¿Por qué son importantes los vatios y el VA?

Describen diferentes aspectos de la carga eléctrica. El UPS debe soportar el requisito de energía aparente, mientras que el tiempo de funcionamiento de la batería está ligado a la energía real consumida a través del UPS y sus pérdidas de conversión. Mida ambos durante el diagnóstico.

¿Puede una batería de 250 Ah proporcionar siempre el doble de tiempo de ejecución que una batería de 120 Ah?

No. El tiempo de ejecución depende del modelo exacto de la batería, la tasa de descarga, el voltaje final, la temperatura, la antigüedad, el voltaje del sistema, la configuración de la cadena, la eficiencia del UPS y la carga. Compare los datos de descarga específicos del modelo en lugar de la relación Ah únicamente.

¿Puede la baja temperatura ambiente reducir el tiempo de funcionamiento de la batería del UPS?

Sí, la salida de la batería puede diferir del tamaño cuando cambia la temperatura. Utilice los datos exactos del fabricante o el método de corrección aprobado por el proyecto en lugar de un factor de temperatura genérico.

¿Por qué el tiempo de ejecución empeora después de varias interrupciones seguidas?

Es posible que el banco no haya recuperado el estado de carga requerido entre eventos. Revise la capacidad del cargador, el tiempo de recarga, la frecuencia de los cortes y cualquier alarma del cargador antes de juzgar la capacidad de la batería.

¿Qué debo enviar a un proveedor cuando pregunto sobre un tiempo de ejecución corto?

Envíe el cálculo original, modelos de UPS y baterías, configuración de la cadena, vatios/VA/factor de potencia actuales, temperatura, historial de instalación y almacenamiento, historial de carga, registro de pruebas controladas, alarmas, punto de corte, cantidad, destino y tiempo de ejecución requerido.

Solicite un diagnóstico de tiempo de ejecución o una revisión del cambio de tamaño de la batería

Prepare el cálculo de tiempo de ejecución original, vatios y VA actuales, factor de potencia, modelo de UPS, modelo de batería y configuración de cadena, fecha de instalación, temperatura ambiente, apagones recientes e historial de recarga, resultados de pruebas controladas, información de alarma y corte, tiempo de ejecución requerido, cantidad, destino y objetivo de entrega. Envíelos a través de USYTU pagina de contacto y cotizacion. El equipo puede revisar las configuraciones de batería disponibles, comparar el servicio medido con los datos de descarga específicos del modelo, identificar información de diagnóstico faltante y preparar una cotización de reemplazo o cambio de tamaño con suposiciones y exclusiones establecidas.