यूपीएस रनटाइम की गणना कैसे करें: फॉर्मूला, उदाहरण और बैटरी आकार 

बिजली कटौती के दौरान यूपीएस उपकरण को कितने समय तक चालू रखेगा? उत्तर फ्रंट पैनल पर मुद्रित वीए संख्या से अधिक पर निर्भर करता है। यूपीएस रनटाइम वास्तविक कनेक्टेड लोड, बैटरी ऊर्जा, इन्वर्टर दक्षता, प्रयोग करने योग्य डिस्चार्ज क्षमता, बैटरी की स्थिति और ऑपरेटिंग तापमान द्वारा निर्धारित किया जाता है।

त्वरित उत्तर: एक व्यावहारिक योजना अनुमान है:

रनटाइम (घंटे) ≈ बैटरी-बैंक वोल्टेज × amp-घंटे × समानांतर स्ट्रिंग × दक्षता × प्रयोग करने योग्य-क्षमता कारक ÷ वाट में कनेक्टेड लोड

यह फ़ॉर्मूला प्रारंभिक आकार के लिए उपयोगी है, लेकिन यह कोई गारंटीशुदा रनटाइम नहीं है। लेड-एसिड डिस्चार्ज व्यवहार गैर-रैखिक है, और वास्तविक प्रणालियों में इन्वर्टर कटऑफ सीमाएं, बैटरी की उम्र बढ़ने, केबल हानि और तापमान प्रभाव भी होते हैं। अंतिम चयन में यूपीएस निर्माता के रनटाइम डेटा और एप्लिकेशन-विशिष्ट बैटरी गणना का उपयोग किया जाना चाहिए।

आपके लिए आवश्यक पांच इनपुट

यूपीएस बैटरी बैकअप समय की गणना करने से पहले, ये मान एकत्र करें:

1. कनेक्टेड लोड वाट में: सभी उपकरणों द्वारा खपत की गई वास्तविक बिजली जो आउटेज के दौरान चालू रहेगी।
2. यूपीएस वाट और वीए रेटिंग: भार दोनों सीमाओं से नीचे रहना चाहिए।
3. बैटरी-बैंक डीसी वोल्टेज: श्रृंखला में जुड़ी बैटरियों का संयुक्त वोल्टेज।
4. एम्पीयर-घंटे में बैटरी क्षमता: एक श्रृंखला स्ट्रिंग की आह रेटिंग; समानांतर तार कुल आह बढ़ाते हैं।
5. दक्षता और व्युत्पन्न कारक: इन्वर्टर के नुकसान, उपयोग योग्य डिस्चार्ज की गहराई, बैटरी की आयु और तापमान के लिए भत्ते।

यदि इनमें से कोई भी मान गायब है, तो परिणाम भ्रामक हो सकता है।

वीए, वाट और वाट-घंटे समान नहीं हैं

कई यूपीएस आकार संबंधी गलतियाँ वीए, वाट और वाट-घंटे को विनिमेय मानने से शुरू होती हैं।

वाट और वीए के बीच मूल संबंध है:

वाट्स = वीए × पावर फैक्टर

इसलिए:

आवश्यक वीए = लोड वाट्स ÷ पावर फैक्टर

उदाहरण: यदि उपकरण 1,800 वॉट की खपत करता है और लागू पावर फैक्टर 0.9 है:

1,800 डब्ल्यू ÷ 0.9 = 2,000 वीए

यूपीएस को कम से कम 1,800 W और 2,000 VA का समर्थन करना चाहिए। अंतिम मॉडल चुनने से पहले एक नियोजन मार्जिन और भविष्य के विकास भत्ते को जोड़ा जाना चाहिए।

चरण-दर-चरण यूपीएस रनटाइम फॉर्मूला

चरण 1: नाममात्र बैटरी ऊर्जा की गणना करें

एक बैटरी स्ट्रिंग के लिए:

नाममात्र बैटरी ऊर्जा (Wh) = DC बस वोल्टेज × बैटरी आह

यदि समान तार समानांतर में जुड़े हुए हैं:

नाममात्र बैटरी ऊर्जा (Wh) = DC बस वोल्टेज × Ah × समानांतर तारों की संख्या

एक श्रृंखला स्ट्रिंग में, बैटरी वोल्टेज जुड़ती है लेकिन Ah रेटिंग नहीं बढ़ती है। समानांतर तारों में, Ah क्षमता जुड़ जाती है जबकि स्ट्रिंग वोल्टेज समान रहता है।

चरण 2: दक्षता लागू करें

इन्वर्टर और आंतरिक यूपीएस घटक ऊर्जा की खपत करते हैं। एक नियोजन गणना सिस्टम और लोड के आधार पर 0.85 से 0.95 जैसे दक्षता कारक को लागू कर सकती है।

रूपांतरण हानि के बाद ऊर्जा = नाममात्र Wh × यूपीएस दक्षता

उपलब्ध होने पर वास्तविक निर्माता डेटा का उपयोग करें।

चरण 3: प्रयोग करने योग्य-क्षमता और स्थिति कारक लागू करें

एक बैटरी के साथ ऐसा व्यवहार नहीं किया जाना चाहिए जैसे कि उसकी नेमप्लेट ऊर्जा का 100% हमेशा लोड तक पहुंचेगा। इसके लिए कारक लागू करें:

• न्यूनतम अनुमत डिस्चार्ज वोल्टेज;
• बैटरी रसायन विज्ञान और डिस्चार्ज दर;
• आयु और स्वास्थ्य की स्थिति;
• परिवेश का तापमान;
• डिज़ाइन रिजर्व;
• केबल और कनेक्शन हानि.

प्रारंभिक योजना के लिए, इन्हें प्रयोग करने योग्य-क्षमता कारक में जोड़ा जा सकता है। सही मान बैटरी और यूपीएस डिज़ाइन आवश्यकताओं से आना चाहिए।

चरण 4: उपयोग योग्य ऊर्जा को भार से विभाजित करें

रनटाइम (घंटे) = प्रयोग करने योग्य बैटरी ऊर्जा (Wh) ÷ लोड (W)

मिनटों के लिए 60 से गुणा करें:

रनटाइम (मिनट) = रनटाइम (घंटे) × 60

कार्यान्वित उदाहरण 1: छोटा सर्वर रैक

मान लें:

• कनेक्टेड लोड: 800 डब्ल्यू;
• बैटरी बैंक: 48 वी, 100 आह;
• एक बैटरी स्ट्रिंग;
• योजना दक्षता: 90%;
• प्रयोग करने योग्य-क्षमता कारक: 70%।

नाममात्र ऊर्जा:

48 वी × 100 आह = 4,800 क

अनुमानित उपयोगी ऊर्जा:

4,800 क × 0.90 × 0.70 = 3,024 क

योजना रनटाइम:

3,024 Wh ÷ 800 W = 3.78 घंटे, या लगभग 227 मिनट

यह एक सरलीकृत ऊर्जा अनुमान है. वास्तविक रनटाइम कम हो सकता है क्योंकि लीड-एसिड क्षमता डिस्चार्ज दर, बैटरी की आयु और कटऑफ वोल्टेज के साथ बदलती है। अंतिम उपयोगकर्ता को 227 मिनट का वादा करने से पहले एक निर्माता रनटाइम वक्र की आवश्यकता होती है।

कार्यान्वित उदाहरण 2: तीन-चरण व्यवसाय भार

मान लें:

• महत्वपूर्ण भार: 10,000 डब्ल्यू;
• डीसी बैटरी बैंक: 384 वी, 100 आह;
• एक बैटरी स्ट्रिंग;
• योजना दक्षता: 92%;
• प्रयोग करने योग्य-क्षमता कारक: 70%।

नाममात्र ऊर्जा:

384 वी × 100 आह = 38,400 Wh

अनुमानित उपयोगी ऊर्जा:

38,400 क × 0.92 × 0.70 = 24,729.6 क

योजना रनटाइम:

24,729.6 Wh ÷ 10,000 W = 2.47 घंटे, या लगभग 148 मिनट

यह उदाहरण दिखाता है कि सूत्र कैसे काम करता है, कोई सार्वभौमिक डिज़ाइन नहीं। बैटरी की मात्रा, डीसी वोल्टेज और चार्जिंग क्षमता चयनित यूपीएस से मेल खाना चाहिए। हाई-वोल्टेज बैटरी सिस्टम के लिए पेशेवर इंजीनियरिंग, सुरक्षात्मक उपकरणों और सुरक्षित स्थापना प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है।

वास्तविक यूपीएस रनटाइम आमतौर पर आदर्श गणना से कम क्यों होता है?

एक आदर्श गणना नाममात्र वाट-घंटे को लोड वाट से विभाजित करती है। वास्तविक बैटरी बैकअप समय अतिरिक्त स्थितियों से प्रभावित होता है।

बैटरी डिस्चार्ज दर

लेड-एसिड बैटरियां साधारण एएच गणना की तुलना में उच्च डिस्चार्ज दर पर कम उपयोग करने योग्य क्षमता प्रदान करती हैं। यह व्यवहार एक कारण है कि रनटाइम लोड के साथ पूरी तरह से रैखिक तरीके से नहीं बदलता है।

बैटरी आयु

समय के साथ बैटरी की क्षमता घटती जाती है। केवल नई-बैटरी प्रदर्शन के लिए आकार का सिस्टम प्रतिस्थापन अंतराल के अंत में आवश्यक रनटाइम को पूरा करने में विफल हो सकता है।

तापमान

कम तापमान उपलब्ध क्षमता को कम कर सकता है। उच्च तापमान अस्थायी रूप से आउटपुट बढ़ा सकता है लेकिन बैटरी की उम्र बढ़ने में तेजी ला सकता है। बैटरी कक्ष अनुशंसित परिचालन सीमा के भीतर रहना चाहिए।

यूपीएस कटऑफ और रिजर्व

सैद्धांतिक बैटरी ऊर्जा शून्य तक पहुंचने से पहले इन्वर्टर डिस्चार्ज होना बंद कर देता है। यह बैटरी की सुरक्षा करता है और सिस्टम नियंत्रण बनाए रखता है।

परिवर्तन लोड करें

सर्वर, कूलिंग पंखे, मोटर और औद्योगिक उपकरण हमेशा निरंतर बिजली नहीं लेते हैं। स्टार्टअप धाराओं और लोड शिखरों को डिज़ाइन में शामिल किया जाना चाहिए।

आपको कितना यूपीएस हेडरूम जोड़ना चाहिए?

कनेक्टेड लोड की गणना करने के बाद, ऑपरेटिंग मार्जिन और अपेक्षित वृद्धि के लिए क्षमता जोड़ें। आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला शुरुआती बिंदु वर्तमान लोड से लगभग 20-25% ऊपर होता है, लेकिन उचित मार्जिन एप्लिकेशन पर निर्भर करता है।

दोनों चरम सीमाओं से बचें:

• बहुत कम हेडरूम: ओवरलोड जोखिम बढ़ जाता है, विस्तार क्षमता कम हो जाती है और रनटाइम छोटा हो सकता है।
• अत्यधिक बड़े आकार का होना: खरीद लागत बढ़ जाती है और यूपीएस अपनी कुशल डिजाइन सीमा से काफी नीचे संचालित हो सकता है।

मॉड्यूलर इंस्टॉलेशन के लिए, क्षमता का विस्तार चरणों में किया जा सकता है। यूएसवाईटीयू का YT-UM रैक-मॉड्यूलर यूपीएस 10-200kVA बढ़ते महत्वपूर्ण भार के लिए मॉड्यूलर कॉन्फ़िगरेशन का समर्थन करता है।

अनुप्रयोग द्वारा यूपीएस रनटाइम योजना

रनटाइम परिचालन उद्देश्य पर आधारित होना चाहिए। "जब तक संभव हो" पूर्ण इंजीनियरिंग आवश्यकता नहीं है।

यूपीएस रनटाइम के लिए बैटरियों का चयन करना

बैटरी का चयन यूपीएस चार्जिंग सिस्टम, डीसी वोल्टेज, डिस्चार्ज करंट और इंस्टॉलेशन वातावरण से मेल खाना चाहिए।

यूएसवाईटीयू एक प्रदान करता है बैटरी उत्पाद श्रेणी एकाधिक 12 V भंडारण-बैटरी क्षमताओं के साथ। विस्तारित-रनटाइम सिस्टम का मूल्यांकन करने वाले खरीदार इसकी समीक्षा कर सकते हैं 12V 100Ah स्टोरेज बैटरी और 12V 200Ah स्टोरेज बैटरी संदर्भ उत्पाद के रूप में.

केवल आह द्वारा बैटरी का चयन न करें। पुष्टि करें:

• बैटरी रसायन विज्ञान और इच्छित अतिरिक्त उपयोग;
• नाममात्र और चार्जिंग वोल्टेज;
• निरंतर-शक्ति या निरंतर-वर्तमान डिस्चार्ज डेटा;
• टर्मिनल और केबल वर्तमान क्षमता;
• श्रृंखला और समानांतर विन्यास;
• अपेक्षित चक्र जीवन और फ्लोट जीवन;
• ऑपरेटिंग तापमान;
• रैक या कैबिनेट स्थान;
• वेंटिलेशन और सुरक्षा आवश्यकताएँ;
• निगरानी और रखरखाव विधि;
• यूपीएस चार्जर के साथ संगतता।

विभिन्न आयु, क्षमता या स्थितियों की बैटरियों को एक स्ट्रिंग में मिलाने से विश्वसनीयता कम हो सकती है।

एक व्यावहारिक यूपीएस साइज़िंग वर्कफ़्लो

1. क्रिटिकल-लोड सूची बनाएं

प्रत्येक उपकरण, उसके मापे गए वाट, वीए या पावर फैक्टर, स्टार्टअप व्यवहार और प्राथमिकता को रिकॉर्ड करें। जिन उपकरणों को बैटरी बैकअप की आवश्यकता नहीं है उन्हें हटा दें।

2. वाट्स और वीए की गणना करें

वास्तविक शक्ति को वाट में और स्पष्ट शक्ति को VA में जोड़ें। चयनित यूपीएस को दोनों रेटिंग को पूरा करना होगा।

3. डिज़ाइन मार्जिन जोड़ें

उचित परिचालन हेडरूम और ज्ञात भविष्य के विस्तार को शामिल करें।

4. रनटाइम लक्ष्य निर्धारित करें

अपेक्षित लोड पर रनटाइम निर्दिष्ट करें—किसी ब्रोशर में मुद्रित मनमाने प्रतिशत पर नहीं।

5. यूपीएस टोपोलॉजी चुनें

संवेदनशील, मिशन-महत्वपूर्ण या खराब-ग्रिड अनुप्रयोगों के लिए, a ऑनलाइन यूपीएस प्रणाली निरंतर डबल-रूपांतरण पावर कंडीशनिंग और बैटरी को शून्य स्थानांतरण समय प्रदान कर सकता है।

6. बैटरी सिस्टम को आकार दें

प्रारंभिक ऊर्जा आवश्यकता की गणना करें, फिर चयनित यूपीएस और बैटरी डिस्चार्ज डेटा का उपयोग करके इसे सत्यापित करें।

7. योजना स्थापना और रखरखाव

बाईपास व्यवस्था, ब्रेकर, केबल, बैटरी रैक, वेंटिलेशन, निगरानी, ​​आवधिक परीक्षण और बैटरी प्रतिस्थापन शामिल करें।

यूपीएस रनटाइम कोटेशन के लिए आरएफक्यू वर्कशीट

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अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

क्या यूपीएस रनटाइम की गणना अकेले वीए से की जा सकती है?

नहीं, वीए स्पष्ट बिजली क्षमता का वर्णन करता है, संग्रहित ऊर्जा का नहीं। रनटाइम गणना के लिए वाट में वास्तविक लोड और बैटरी सिस्टम के बारे में जानकारी की आवश्यकता होती है।

क्या बैटरी दोगुनी करने से रनटाइम दोगुना हो जाता है?

समान परिस्थितियों में, प्रयोग करने योग्य बैटरी ऊर्जा को दोगुना करने से रनटाइम लगभग दोगुना हो सकता है। व्यवहार में, डिस्चार्ज दर, यूपीएस चार्जिंग सीमा, बैटरी कॉन्फ़िगरेशन और सिस्टम हानि की जाँच की जानी चाहिए।

क्या बड़ा यूपीएस स्वचालित रूप से अधिक समय तक चलता है?

नहीं, बड़ी पावर रेटिंग का मतलब है कि यूपीएस बड़े भार का समर्थन कर सकता है। रनटाइम मुख्य रूप से बैटरी ऊर्जा और कनेक्टेड लोड पर निर्भर करता है। समान केवीए रेटिंग वाले दो यूपीएस सिस्टम में बहुत भिन्न रनटाइम हो सकते हैं।

100Ah की बैटरी कितने समय तक UPS चलाएगी?

इसका निर्धारण केवल आह से नहीं किया जा सकता। बैटरी वोल्टेज, बैटरियों की संख्या, लोड वाट, यूपीएस दक्षता, डिस्चार्ज दर और कटऑफ वोल्टेज भी आवश्यक हैं।

निर्माता का रनटाइम मेरे फ़ॉर्मूले से भिन्न क्यों है?

निर्माता डेटा वास्तविक बैटरी डिस्चार्ज वक्र, इन्वर्टर व्यवहार और कटऑफ सीमा के लिए जिम्मेदार हो सकता है। एक सरल सूत्र केवल एक योजना अनुमान है।

क्या इंस्टालेशन के बाद रनटाइम का परीक्षण किया जाना चाहिए?

कमीशनिंग को यूपीएस, अलार्म, बाईपास, बैटरी सिस्टम और मॉनिटरिंग का सत्यापन करना चाहिए। किसी भी नियंत्रित रनटाइम परीक्षण को निर्माता के निर्देशों का पालन करना चाहिए क्योंकि एक पूर्ण डिस्चार्ज पर्याप्त बैटरी रिजर्व के बिना अस्थायी रूप से महत्वपूर्ण लोड छोड़ सकता है।

निचली पंक्ति

यूपीएस रनटाइम का अनुमान लगाने के लिए, बैटरी बैंक को प्रयोग करने योग्य वाट-घंटे में परिवर्तित करें और वास्तविक कनेक्टेड लोड से विभाजित करें। फिर परिणाम को नियोजन मूल्य के रूप में मानें-गारंटी के रूप में नहीं। अंतिम रनटाइम को चयनित यूपीएस, बैटरी डिस्चार्ज डेटा, सिस्टम कटऑफ सीमा और साइट स्थितियों के विरुद्ध सत्यापित किया जाना चाहिए।

अनुरूप गणना के लिए, क्रिटिकल-लोड वाट और वीए, आवश्यक रनटाइम, इनपुट/आउटपुट पावर, अतिरेक लक्ष्य और इंस्टॉलेशन वातावरण भेजें। यूपीएस और बैटरी साइजिंग सहायता के लिए यूएसवाईटीयू से संपर्क करें.