Kuidas arvutada UPS-i tööaega: valem, näited ja aku suurus 

Kui kaua UPS seadmeid voolukatkestuse ajal töös hoiab? Vastus sõltub rohkemast kui esipaneelile trükitud VA numbrist. UPS-i tööaeg määratakse tegeliku ühendatud koormuse, aku energia, inverteri efektiivsuse, kasutatava tühjendusvõimsuse, aku seisundi ja töötemperatuuri järgi.

Kiire vastus: Praktiline planeerimisprognoos on järgmine:

Tööaeg (tundides) ≈ Akupanga pinge × ampertunnid × paralleelsed stringid × efektiivsus × kasutatava võimsuse tegur ÷ ühendatud koormus vattides

See valem on kasulik varajaseks suuruse määramiseks, kuid see ei ole garanteeritud käitusaeg. Plii-happe tühjenemise käitumine on mittelineaarne ja tegelikel süsteemidel on ka inverteri väljalülituspiirid, aku vananemine, kaablikadud ja temperatuuriefektid. Lõplik valik peaks kasutama UPS-i tootja käitusaja andmeid ja rakendusepõhist aku arvutust.

Viis vajalikku sisendit

Enne UPS-i aku varuaja arvutamist koguge järgmised väärtused:

1. Ühendatud koormus vattides: tegelik võimsus, mida tarbivad kõik seadmed, mis katkemise ajal sisse jäävad.
2. UPSi vatt ja VA reitingud: koormus peab jääma alla mõlema piiri.
3. Akupanga alalispinge: järjestikku ühendatud akude kombineeritud pinge.
4. Aku mahutavus ampertundides: ühe seeria stringi reiting Ah; paralleelsed stringid suurendavad kogu Ah-d.
5. Tõhusus ja alandamistegurid: inverteri kadude, kasutatav tühjenemissügavus, aku vanus ja temperatuur.

Kui mõni neist väärtustest puudub, võib tulemus olla eksitav.

VA, vatid ja vatt-tunnid ei ole samad

Paljud UPS-i suuruse määramisvead saavad alguse VA, vattide ja vatt-tundide käsitlemisest asendatavatena.

Põhisuhe vattide ja VA vahel on:

Watts = VA × võimsustegur

Seetõttu:

Nõutav VA = koormusvatid ÷ võimsustegur

Näide: kui seade tarbib 1800 W ja kohaldatav võimsustegur on 0,9:

1800 W ÷ 0,9 = 2000 VA

UPS peab toetama vähemalt 1800 W ja 2000 VA. Seejärel tuleks enne lõpliku mudeli valimist lisada planeerimismarginaal ja tulevane kasvutoetus.

Samm-sammuline UPS-i tööaja valem

1. samm: arvutage aku nimienergia

Ühe aku stringi jaoks:

Aku nimienergia (Wh) = alalisvoolu siini pinge × aku Ah

Kui paralleelselt on ühendatud identsed stringid:

Aku nimienergia (Wh) = alalisvoolu siini pinge × Ah × paralleelsete stringide arv

Sarjas aku pinged lisanduvad, kuid Ah reiting mitte. Paralleelsete stringide puhul lisandub Ah võimsus, samas kui stringi pinge jääb samaks.

2. samm: rakendage tõhusust

Inverter ja sisemised UPS-i komponendid tarbivad energiat. Planeerimisarvutuses võib olenevalt süsteemist ja koormusest kasutada kasutegurit, näiteks 0,85–0,95.

Energia pärast konversioonikadusid = nominaalne Wh × UPSi efektiivsus

Kasutage tegelikke tootjaandmeid, kui need on saadaval.

3. samm: rakendage kasutatava võimsuse ja seisukorra tegurid

Akut ei tohiks käsitleda nii, nagu jõuaks 100% selle andmesildil olevast energiast alati koormuseni. Rakenda tegureid:

• minimaalne lubatud tühjenduspinge;
• aku keemia ja tühjenemise määr;
• vanus ja tervislik seisund;
• ümbritseva õhu temperatuur;
• projekteerimisreserv;
• kaabli- ja ühendusekaod.

Eelplaneerimiseks võib need kombineerida kasutatava võimsuse teguriks. Õige väärtus peab tulenema aku ja UPSi disaininõuetest.

4. samm: jagage kasutatav energia koormusega

Tööaeg (tundides) = kasutatav aku energia (Wh) ÷ koormus (W)

Korrutage minutite jaoks 60-ga:

Kestus (minutites) = käitusaeg (tundides) × 60

Töötatud näide 1: väike serveririiul

Oletame:

• ühendatud koormus: 800 W;
• akupank: 48 V, 100 Ah;
• üks akupael;
• planeerimise efektiivsus: 90%;
• kasuliku võimsuse tegur: 70%.

Nominaalne energia:

48 V × 100 Ah = 4800 Wh

Hinnanguline kasutatav energia:

4800 Wh × 0,90 × 0,70 = 3024 Wh

Kasutusaja planeerimine:

3024 Wh ÷ 800 W = 3,78 tundi ehk ligikaudu 227 minutit

See on lihtsustatud energiahinnang. Tegelik tööaeg võib olla lühem, kuna plii-happe maht muutub tühjenemiskiiruse, aku vanuse ja väljalülituspingega. Enne lõppkasutajale 227 minuti lubamist on vaja tootja käitusaja kõverat.

Töötatud näide 2: kolmefaasiline ärikoormus

Oletame:

• kriitiline koormus: 10 000 W;
• DC akupank: 384 V, 100 Ah;
• üks akupael;
• planeerimise efektiivsus: 92%;
• kasuliku võimsuse tegur: 70%.

Nominaalne energia:

384 V × 100 Ah = 38 400 Wh

Hinnanguline kasutatav energia:

38 400 Wh × 0,92 × 0,70 = 24 729,6 Wh

Kasutusaja planeerimine:

24 729,6 Wh ÷ 10 000 W = 2,47 tundi ehk ligikaudu 148 minutit

See näide näitab, kuidas valem töötab, mitte universaalne disain. Aku kogus, alalispinge ja laadimisvõimsus peavad vastama valitud UPS-ile. Kõrgepingeakusüsteemid nõuavad professionaalset inseneritööd, kaitseseadmeid ja ohutuid paigaldusprotseduure.

Miks tegelik UPS-i tööaeg on tavaliselt ideaalsest arvestusest madalam?

Ideaalne arvutus jagab nominaalsed vatt-tunnid koormusvattidega. Aku tegelikku varundusaega mõjutavad lisatingimused.

Aku tühjenemise määr

Pliiakud pakuvad suurel tühjenemiskiirusel väiksemat kasutusvõimsust, kui lihtne Ah arvutus võib eeldada. See käitumine on üks põhjus, miks käitusaeg ei muutu koormusega täiesti lineaarselt.

Aku vanus

Aku mahutavus väheneb aja jooksul. Ainult uue aku jõudluse jaoks mõeldud süsteem ei pruugi vahetusintervalli lõpus nõutavat käitusaega täita.

Temperatuur

Madalad temperatuurid võivad vähendada saadaolevat võimsust. Kõrge temperatuur võib ajutiselt suurendada võimsust, kuid kiirendada aku vananemist. Akuruum peaks jääma soovitatud töövahemikku.

UPS-i katkestus ja reserv

Inverter lõpetab tühjenemise enne, kui aku teoreetiline energia jõuab nullini. See kaitseb akut ja säilitab süsteemi kontrolli.

Laadi muudatused

Serverid, jahutusventilaatorid, mootorid ja tööstusseadmed ei võta alati pidevalt voolu. Käivitusvoolud ja koormuse tipud peavad olema projektis kaasatud.

Kui palju UPS-i pearuumi peaksite lisama?

Pärast ühendatud koormuse arvutamist lisage töömarginaali ja eeldatava kasvu võimsus. Tavaliselt kasutatav lähtepunkt on praegusest koormusest umbes 20–25% suurem, kuid sobiv varu sõltub rakendusest.

Vältige mõlemat äärmust:

• Liiga vähe pearuumi: suurendab ülekoormusriski, vähendab laienemisvõimet ja võib lühendada tööaega.
• Liigne ülemõõt: suurendab ostukulusid ja võib UPS-i töötada palju madalamal kui selle tõhus disainivahemik.

Modulaarpaigaldiste puhul saab võimsust järk-järgult suurendada. USYTU omad YT-UM Rack-Modulaarne UPS 10–200 kVA toetab modulaarseid konfiguratsioone kriitiliste koormuste suurendamiseks.

UPSi tööaja planeerimine rakenduse järgi

Kestus peaks põhinema tegevuseesmärgil. "Nii kaua kui võimalik" ei ole täielik insenerinõue.

Akude valimine UPS Runtime jaoks

Aku valik peab vastama UPSi laadimissüsteemile, alalispingele, tühjendusvoolule ja paigalduskeskkonnale.

USYTU pakub a aku tootekategooria mitme 12 V aku mahutavusega. Pikendatud käitusajaga süsteeme hindavad ostjad saavad selle üle vaadata 12V 100Ah aku ja 12V 200Ah aku võrdlustoodetena.

Ärge valige akut ainult Ah järgi. Kinnitage:

• aku keemia ja kavandatud kasutus ooterežiimis;
• nimi- ja laadimispinge;
• konstantse võimsuse või püsivoolu tühjenemise andmed;
• terminali ja kaabli vooluvõimsus;
• jada- ja paralleelkonfiguratsioon;
• eeldatav tsükli eluiga ja ujuki eluiga;
• töötemperatuur;
• riiuli- või kapiruum;
• ventilatsiooni- ja ohutusnõuded;
• seire- ja hooldusmeetod;
• ühilduvus UPS-i laadijaga.

Erineva vanuse, võimsuse või olekuga akude segamine ühes stringis võib töökindlust vähendada.

Praktiline UPSi suuruse määramise töövoog

1. Koostage kriitiliste koormuste loend

Salvestage iga seade, selle mõõdetud vatid, VA või võimsustegur, käivituskäitumine ja prioriteet. Eemaldage seadmed, mis ei vaja aku varundamist.

2. Arvutage vatid ja VA

Lisage tegelik võimsus vattides ja näivvõimsus VA-des. Valitud UPS peab vastama mõlemale reitingule.

3. Lisa kujunduse veeris

Kaasake mõistlik tegevusruum ja teadaolev tulevane laienemine.

4. Määrake käitusaja sihtmärk

Määrake käitusaeg eeldatava koormusega, mitte suvalise protsendimääraga, mis on trükitud brošüüris.

5. Valige UPS-i topoloogia

Tundlike, missioonikriitiliste või kehva võrguga rakenduste jaoks an veebipõhine UPS-süsteem võib pakkuda pidevat topeltkonversiooni toite konditsioneerimist ja nulli aku ülekande aega.

6. Määrake akusüsteemi suurus

Arvutage esialgne energiavajadus, seejärel kontrollige seda valitud UPSi ja aku tühjenemise andmete abil.

7. Planeerige paigaldus ja hooldus

Kaasake möödaviigukorraldus, kaitselülitid, kaablid, akuriiulid, ventilatsioon, jälgimine, perioodiline testimine ja aku vahetamine.

RFQ tööleht UPSi käitusaja pakkumise jaoks

Täpse ettepaneku saamiseks esitage järgmine teave:

Korduma kippuvad küsimused

Kas UPS-i tööaega saab arvutada ainult VA põhjal?

Ei. VA kirjeldab näivat võimsust, mitte salvestatud energiat. Tööaja arvutused nõuavad tegelikku koormust vattides ja teavet akusüsteemi kohta.

Kas aku kahekordistamine Ah kahekordistab tööaega?

Samadel tingimustel võib kasutatava aku energia kahekordistamine tööaega ligikaudu kahekordistada. Praktikas tuleb kontrollida tühjenemise määra, UPS-i laadimispiiranguid, aku konfiguratsiooni ja süsteemi kadusid.

Kas suurem UPS töötab automaatselt kauem?

Ei. Suurem võimsus tähendab, et UPS suudab toetada suuremat koormust. Tööaeg sõltub peamiselt aku energiast ja ühendatud koormusest. Kahel sama kVA reitinguga UPS-süsteemil võib olla väga erinev tööaeg.

Kui kaua 100Ah aku UPSi töötab?

Seda ei saa määrata ainult Ah järgi. Samuti on vaja aku pinget, akude arvu, koormusvatte, UPSi efektiivsust, tühjenemiskiirust ja väljalülituspinget.

Miks erineb tootja käitusaeg minu valemist?

Tootja andmed võivad kajastada tegelikke aku tühjenemise kõveraid, inverteri käitumist ja väljalülituspiire. Lihtne valem on vaid planeerimisprognoos.

Kas tööaega tuleks pärast installimist testida?

Kasutuselevõtt peaks kontrollima UPSi, häireid, möödavoolu, akusüsteemi ja jälgimist. Iga kontrollitud tööaja test peab järgima tootja juhiseid, sest täielik tühjenemine võib ajutiselt jätta kriitilise koormuse ilma piisava akureservita.

Alumine rida

UPS-i tööaja hindamiseks teisendage akupank kasutatavateks vatt-tundideks ja jagage tegeliku ühendatud koormusega. Seejärel käsitlege tulemust planeerimisväärtusena, mitte garantiina. Lõplikku tööaega tuleb kontrollida valitud UPS-i, aku tühjenemise andmete, süsteemi väljalülituspiirangute ja saidi tingimuste alusel.

Kohandatud arvutuste tegemiseks saatke kriitilise koormuse vatid ja VA, nõutav tööaeg, sisend/väljundvõimsus, koondamise sihtmärk ja installikeskkond. UPS-i ja aku suuruse toe saamiseks võtke ühendust USYTU-ga.