نحوه محاسبه زمان اجرا UPS: فرمول، مثال ها و اندازه باتری 

یک UPS چه مدت تجهیزات را در هنگام قطع برق کار می کند؟ پاسخ به بیش از عدد VA چاپ شده در پانل جلو بستگی دارد. زمان اجرا UPS با بار واقعی متصل، انرژی باتری، راندمان اینورتر، ظرفیت تخلیه قابل استفاده، وضعیت باتری و دمای کار تعیین می شود.

پاسخ سریع: برآورد برنامه ریزی عملی عبارت است از:

زمان اجرا (ساعت) ≈ ولتاژ باتری × آمپر ساعت × رشته های موازی × بازده × ضریب ظرفیت قابل استفاده ÷ بار متصل به وات

این فرمول برای اندازه‌گیری اولیه مفید است، اما زمان اجرا تضمینی نیست. رفتار تخلیه سرب-اسید غیرخطی است و سیستم‌های واقعی دارای محدودیت‌های قطع اینورتر، پیری باتری، تلفات کابل و اثرات دما هستند. انتخاب نهایی باید از داده های زمان اجرا سازنده UPS و محاسبه باتری خاص برنامه استفاده کند.

پنج ورودی که نیاز دارید

قبل از محاسبه زمان پشتیبان گیری باتری UPS، این مقادیر را جمع آوری کنید:

1. بار متصل به وات: برق واقعی مصرف شده توسط تمام تجهیزاتی که در هنگام قطع برق روشن می مانند.
2. درجه بندی UPS وات و VA: بار باید زیر هر دو حد باقی بماند.
3. ولتاژ DC بانک باتری: ولتاژ ترکیبی باتری های متصل به صورت سری.
4. ظرفیت باتری در آمپر ساعت: رتبه Ah رشته یک سری؛ رشته های موازی کل Ah را افزایش می دهند.
5. Efficiency and derating factors: میزان تلفات اینورتر، عمق قابل استفاده دشارژ، عمر باتری و دما.

اگر هر یک از این مقادیر وجود نداشته باشد، نتیجه ممکن است گمراه کننده باشد.

VA، وات و وات ساعت ها یکسان نیستند

بسیاری از اشتباهات اندازه گیری یو پی اس با در نظر گرفتن VA، وات و وات ساعت به عنوان قابل تعویض شروع می شوند.

The basic relationship between watts and VA is:

Watts = VA × Power Factor

بنابراین:

Required VA = Load Watts ÷ Power Factor

مثال: اگر تجهیزات 1800 وات مصرف کنند و ضریب توان قابل اعمال 0.9 باشد:

1,800 W ÷ 0.9 = 2,000 VA

یو پی اس باید حداقل 1800 وات و 2000 VA پشتیبانی کند. یک حاشیه برنامه ریزی و کمک هزینه رشد آینده باید قبل از انتخاب مدل نهایی اضافه شود.

Step-by-Step UPS Runtime Formula

Step 1: Calculate the Nominal Battery Energy

برای یک رشته باتری:

انرژی اسمی باتری (Wh) = ولتاژ باس DC × باتری Ah

If identical strings are connected in parallel:

انرژی اسمی باتری (Wh) = ولتاژ باس DC × Ah × تعداد رشته های موازی

در رشته های سری، ولتاژ باتری اضافه می شود اما رتبه بندی Ah اضافه نمی شود. در رشته های موازی، ظرفیت Ah اضافه می شود در حالی که ولتاژ رشته ثابت می ماند.

مرحله 2: کارایی را اعمال کنید

اینورتر و قطعات داخلی یو پی اس انرژی مصرف می کنند. یک محاسبه برنامه ریزی ممکن است بسته به سیستم و بار، ضریب کارایی مانند 0.85 تا 0.95 را اعمال کند.

انرژی پس از تبدیل = Wh اسمی × راندمان UPS

در صورت موجود بودن از داده های سازنده واقعی استفاده کنید.

مرحله 3: فاکتورهای ظرفیت قابل استفاده و شرایط را اعمال کنید

با یک باتری نباید طوری رفتار کرد که انگار 100٪ انرژی پلاک آن همیشه به بار می رسد. اعمال عوامل برای:

• minimum allowed discharge voltage;
• battery chemistry and discharge rate;
• سن و وضعیت سلامتی؛
• دمای محیط؛
• رزرو طراحی؛
• cable and connection losses.

برای برنامه ریزی اولیه، اینها ممکن است در یک فاکتور ظرفیت قابل استفاده ترکیب شوند. مقدار صحیح باید از الزامات طراحی باتری و UPS باشد.

Step 4: Divide Usable Energy by the Load

زمان اجرا (ساعت) = انرژی باتری قابل استفاده (وات ساعت) ÷ بار (وات)

ضرب در 60 برای دقیقه:

Runtime (minutes) = Runtime (hours) × 60

Worked Example 1: Small Server Rack

فرض کنید:

• بار متصل: 800 وات؛
• battery bank: 48 V, 100 Ah;
• یک رشته باتری؛
• راندمان برنامه ریزی: 90%;
• ضریب ظرفیت قابل استفاده: 70%.

انرژی اسمی:

48 ولت × 100 Ah = 4800 Wh

انرژی قابل استفاده تخمینی:

4800 وات ساعت × 0.90 × 0.70 = 3024 وات ساعت

برنامه ریزی زمان اجرا:

3024 Wh ÷ 800 W = 3.78 ساعت یا تقریباً 227 دقیقه

این یک تخمین انرژی ساده شده است. زمان اجرای واقعی می تواند کوتاه تر باشد زیرا ظرفیت سرب-اسید با نرخ دشارژ، عمر باتری و ولتاژ قطع تغییر می کند. قبل از وعده 227 دقیقه به کاربر نهایی، منحنی زمان اجرا سازنده مورد نیاز است.

مثال کار شده 2: بار تجاری سه فاز

فرض کنید:

• بار بحرانی: 10000 W;
• بانک باتری DC: 384 V, 100 Ah;
• یک رشته باتری؛
• راندمان برنامه ریزی: 92%;
• ضریب ظرفیت قابل استفاده: 70%.

انرژی اسمی:

384 ولت × 100 Ah = 38400 Wh

انرژی قابل استفاده تخمینی:

38،400 وات ساعت × 0.92 × 0.70 = 24،729.6 وات ساعت

برنامه ریزی زمان اجرا:

24729.6 Wh ÷ 10000 W = 2.47 ساعت یا تقریباً 148 دقیقه

این مثال نحوه عملکرد فرمول را نشان می دهد، نه یک طراحی جهانی. مقدار باتری، ولتاژ DC و ظرفیت شارژ باید با UPS انتخاب شده مطابقت داشته باشد. سیستم های باتری ولتاژ بالا به مهندسی حرفه ای، دستگاه های محافظ و روش های نصب ایمن نیاز دارند.

چرا زمان اجرا UPS واقعی معمولا کمتر از محاسبه ایده آل است؟

یک محاسبه ایده آل، وات-ساعت اسمی را بر وات بار تقسیم می کند. زمان واقعی پشتیبان گیری باتری تحت تأثیر شرایط اضافی است.

میزان دشارژ باتری

باتری های سرب اسید ظرفیت قابل استفاده کمتری را در نرخ های دشارژ بالا نسبت به یک محاسبه ساده Ah ارائه می دهند. این رفتار یکی از دلایلی است که زمان اجرا به صورت کاملا خطی با بار تغییر نمی کند.

سن باتری

ظرفیت باتری با گذشت زمان کاهش می یابد. سیستمی که فقط برای عملکرد باتری جدید اندازه شده است ممکن است نتواند زمان اجرا مورد نیاز را در نزدیکی پایان فاصله زمانی تعویض برآورده کند.

دما

دمای پایین می تواند ظرفیت موجود را کاهش دهد. دمای بالا ممکن است به طور موقت خروجی را افزایش دهد اما پیر شدن باتری را تسریع کند. اتاق باتری باید در محدوده عملکرد توصیه شده باقی بماند.

قطع و رزرو UPS

اینورتر قبل از اینکه انرژی باتری به صفر برسد، تخلیه را متوقف می کند. این از باتری محافظت می کند و کنترل سیستم را حفظ می کند.

تغییرات بارگذاری

سرورها، فن های خنک کننده، موتورها و تجهیزات صنعتی همیشه برق ثابت نمی کشند. جریان راه اندازی و پیک بار باید در طرح گنجانده شود.

چه مقدار فضای سر UPS باید اضافه کنید؟

پس از محاسبه بار متصل، ظرفیت حاشیه عملیاتی و رشد مورد انتظار را اضافه کنید. یک نقطه شروع رایج تقریباً 20 تا 25 درصد بالاتر از بار فعلی است، اما حاشیه مناسب به کاربرد بستگی دارد.

از هر دو افراط پرهیز کنید:

• فضای سر خیلی کم: خطر اضافه بار را افزایش می دهد، ظرفیت انبساط را کاهش می دهد و ممکن است زمان اجرا را کوتاه کند.
• بزرگی بیش از حد: هزینه خرید را افزایش می دهد و ممکن است UPS را بسیار کمتر از محدوده طراحی کارآمد خود کار کند.

برای نصب های مدولار، ظرفیت را می توان به صورت مرحله ای افزایش داد. USYTU یو پی اس رک-مژولار YT-UM 10–200 کیلو ولت آمپر از تنظیمات مدولار برای افزایش بارهای بحرانی پشتیبانی می کند.

برنامه ریزی زمان اجرا UPS بر اساس برنامه

زمان اجرا باید بر اساس هدف عملیاتی باشد. "تا زمانی که ممکن است" یک نیاز مهندسی کامل نیست.

انتخاب باتری برای زمان اجرا UPS

انتخاب باتری باید با سیستم شارژ UPS، ولتاژ DC، جریان تخلیه و محیط نصب مطابقت داشته باشد.

USYTU ارائه می دهد دسته محصول باتری با چندین ظرفیت ذخیره سازی باتری 12 ولتی. خریدارانی که سیستم‌های طولانی مدت را ارزیابی می‌کنند، می‌توانند آن را بررسی کنند باتری ذخیره سازی 12 ولت 100 آمپر و باتری ذخیره سازی 12 ولت 200 آمپر به عنوان محصولات مرجع

باتری را تنها با Ah انتخاب نکنید. تایید کنید:

• شیمی باتری و استفاده مورد نظر در حالت آماده به کار؛
• ولتاژ اسمی و شارژ؛
• داده های تخلیه با توان ثابت یا جریان ثابت؛
• ظرفیت جریان ترمینال و کابل؛
• پیکربندی سری و موازی؛
• عمر چرخه مورد انتظار و عمر شناور؛
• دمای عملیاتی؛
• فضای قفسه یا کابینت؛
• الزامات تهویه و ایمنی؛
• روش نظارت و نگهداری؛
• سازگاری با شارژر UPS

مخلوط کردن باتری‌هایی با سن، ظرفیت یا شرایط مختلف در یک رشته می‌تواند قابلیت اطمینان را کاهش دهد.

یک گردش کار اندازه گیری یو پی اس عملی

1. لیست بار بحرانی را بسازید

هر دستگاه، وات اندازه گیری شده، VA یا ضریب توان، رفتار راه اندازی و اولویت را ثبت کنید. تجهیزاتی که نیازی به پشتیبان باتری ندارند را بردارید.

2. وات و VA را محاسبه کنید

توان واقعی را بر حسب وات و توان ظاهری را به VA اضافه کنید. The selected UPS must satisfy both ratings.

3. حاشیه طراحی را اضافه کنید

شامل فضای عملیاتی معقول و توسعه شناخته شده در آینده است.

4. Runtime Target را تنظیم کنید

زمان اجرا را در بار مورد انتظار مشخص کنید - نه با درصد دلخواه چاپ شده در یک بروشور.

5. توپولوژی UPS را انتخاب کنید

برای کاربردهای حساس، حیاتی یا شبکه ضعیف، یک سیستم یو پی اس آنلاین می تواند تهویه توان دو تبدیل مداوم و زمان انتقال صفر به باتری را فراهم کند.

6. اندازه سیستم باتری

یک نیاز اولیه انرژی را محاسبه کنید، سپس آن را با استفاده از UPS انتخابی و داده‌های تخلیه باتری تأیید کنید.

7. طرح نصب و نگهداری

شامل ترتیبات بای پس، قطع کننده ها، کابل ها، قفسه های باتری، تهویه، نظارت، آزمایش های دوره ای و تعویض باتری باشد.

کاربرگ RFQ برای نقل قول زمان اجرا UPS

برای به دست آوردن یک پیشنهاد دقیق، اطلاعات زیر را ارائه دهید:

سوالات متداول

Can UPS runtime be calculated from VA alone?

شماره VA ظرفیت ظاهری توان را توصیف می کند، نه انرژی ذخیره شده را. محاسبات زمان اجرا به بار واقعی بر حسب وات و اطلاعات مربوط به سیستم باتری نیاز دارد.

Does doubling battery Ah double runtime?

در شرایط یکسان، دوبرابر کردن انرژی باتری قابل استفاده می تواند زمان اجرا را تقریبا دو برابر کند. در عمل، میزان دشارژ، محدودیت های شارژ UPS، پیکربندی باتری و تلفات سیستم باید بررسی شوند.

Does a larger UPS automatically run longer?

نه. درجه قدرت بیشتر به این معنی است که UPS می تواند بار بزرگتری را پشتیبانی کند. زمان اجرا در درجه اول به انرژی باتری و بار متصل بستگی دارد. دو سیستم یو پی اس با امتیاز kVA یکسان می توانند زمان اجرا بسیار متفاوتی داشته باشند.

How long will a 100Ah battery run a UPS?

It cannot be determined from Ah alone. ولتاژ باتری، تعداد باتری، وات بار، راندمان UPS، نرخ دشارژ و ولتاژ قطع نیز مورد نیاز است.

چرا زمان اجرا سازنده با فرمول من متفاوت است؟

داده‌های سازنده ممکن است منحنی‌های تخلیه باتری واقعی، رفتار اینورتر و محدودیت‌های قطع را در نظر بگیرند. A simple formula is only a planning estimate.

Should runtime be tested after installation?

راه اندازی باید UPS، آلارم ها، بای پس، سیستم باتری و نظارت را تأیید کند. هر آزمایش زمان اجرا کنترل‌شده باید از دستورالعمل‌های سازنده پیروی کند زیرا تخلیه کامل می‌تواند به طور موقت بار بحرانی را بدون ذخیره باتری کافی ترک کند.

خط پایین

برای تخمین زمان اجرای UPS، بانک باتری را به وات-ساعت قابل استفاده تبدیل کرده و بر بار واقعی متصل تقسیم کنید. سپس نتیجه را به عنوان یک ارزش برنامه ریزی تلقی کنید - نه یک تضمین. زمان اجرای نهایی باید با توجه به UPS انتخاب شده، داده های تخلیه باتری، محدودیت های قطع سیستم و شرایط سایت تأیید شود.

برای یک محاسبه مناسب، وات بار بحرانی و VA، زمان اجرا مورد نیاز، توان ورودی/خروجی، هدف افزونگی و محیط نصب را ارسال کنید. برای پشتیبانی از یو پی اس و اندازه باتری با USYTU تماس بگیرید.