Az UPS üzemidő kiszámítása: képlet, példák és az akkumulátor mérete 

Mennyi ideig működik az UPS a berendezés áramkimaradás esetén? A válasz többtől függ, mint az előlapra nyomtatott VA számtól. Az UPS működési idejét a valós csatlakoztatott terhelés, az akkumulátor energiája, az inverter hatékonysága, a felhasználható kisütési kapacitás, az akkumulátor állapota és az üzemi hőmérséklet határozza meg.

Gyors válasz: A gyakorlati tervezési becslés a következő:

Üzemidő (óra) ≈ Akkumulátor feszültség × amperóra × párhuzamos húrok × hatékonyság × hasznosítható kapacitástényező ÷ csatlakoztatott terhelés wattban

Ez a képlet hasznos a korai méretezéshez, de nem garantált futási idő. Az ólom-savas kisülés viselkedése nem lineáris, és a valós rendszereknek is vannak inverter-lekapcsolási határértékei, az akkumulátor öregedése, kábelveszteségei és hőmérsékleti hatásai. A végső kiválasztáshoz az UPS gyártójának futásidejű adatait és az alkalmazás-specifikus akkumulátorszámítást kell használni.

Az öt szükséges bemenet

Az UPS akkumulátor tartalék idejének kiszámítása előtt gyűjtse össze az alábbi értékeket:

1. Csatlakoztatott terhelés wattban: az áramkimaradás során bekapcsolva maradó berendezések tényleges fogyasztását.
2. A UPS watt és VA besorolása: a terhelésnek mindkét határérték alatt kell maradnia.
3. Akkumulátorbank DC feszültsége: sorba kapcsolt akkumulátorok kombinált feszültsége.
4. Az akkumulátor kapacitása amperórában: egy sorozat karakterláncának Ah besorolása; párhuzamos húrok növelik a teljes Ah-t.
5. Hatékonyság és csökkentő tényezők: ráhagyás az inverter veszteségeire, a használható kisütési mélységre, az akkumulátor korára és hőmérsékletére.

Ha ezen értékek közül bármelyik hiányzik, az eredmény félrevezető lehet.

VA, a watt és a wattóra nem ugyanaz

Sok UPS méretezési hiba azzal kezdődik, hogy a VA-t, a wattokat és a wattórákat felcserélhetőként kezelik.

A watt és a VA közötti alapvető kapcsolat a következő:

Watt = VA × teljesítménytényező

Ezért:

Szükséges VA = terhelési watt ÷ teljesítménytényező

Példa: ha a berendezés 1800 W-ot fogyaszt, és az alkalmazandó teljesítménytényező 0,9:

1800 W ÷ 0,9 = 2000 VA

Az UPS-nek legalább 1800 W-ot és 2000 VA-t kell támogatnia. Ezután a végső modell kiválasztása előtt hozzá kell adni a tervezési tartalékot és a jövőbeli növekedési támogatást.

Lépésről lépésre UPS Runtime Formula

1. lépés: Számítsa ki az akkumulátor névleges energiáját

Egy elemsorhoz:

Az akkumulátor névleges energiája (Wh) = DC busz feszültség × akkumulátor Ah

Ha azonos karakterláncok vannak párhuzamosan csatlakoztatva:

Az akkumulátor névleges energiája (Wh) = egyenáramú busz feszültsége × Ah × párhuzamos húrok száma

A sorozatban az akkumulátor feszültsége nő, de az Ah besorolás nem. A párhuzamos húroknál az Ah kapacitás hozzáadódik, miközben a húr feszültsége változatlan marad.

2. lépés: Hatékonyság alkalmazása

Az inverter és a belső UPS komponensek energiát fogyasztanak. A tervezési számítás a rendszertől és a terheléstől függően 0,85 és 0,95 közötti hatékonysági tényezőt alkalmazhat.

Energia az átalakítási veszteségek után = névleges Wh × UPS hatékonysága

Ha rendelkezésre állnak, használja a tényleges gyártói adatokat.

3. lépés: Alkalmazza a hasznosítható kapacitás- és állapottényezőket

Az akkumulátort nem szabad úgy kezelni, mintha az adattáblán feltüntetett energiájának 100%-a mindig elérné a terhelést. Alkalmazzon tényezőket:

• minimális megengedett kisülési feszültség;
• akkumulátor kémiája és kisülési sebessége;
• életkor és egészségi állapot;
• környezeti hőmérséklet;
• tervezési tartalék;
• kábel és csatlakozási veszteségek.

Előzetes tervezéshez ezek összevonhatók egy hasznos kapacitástényezővel. A helyes értéknek az akkumulátor és az UPS tervezési követelményeiből kell származnia.

4. lépés: Ossza el a felhasználható energiát a terheléssel

Üzemidő (óra) = Felhasználható akkumulátor energia (Wh) ÷ Terhelés (W)

Szorozza meg 60-zal percekért:

Futásidő (perc) = Futásidő (óra) × 60

Működött 1. példa: Kis szerverállvány

Tételezzük fel:

• csatlakoztatott terhelés: 800 W;
• akkumulátor bank: 48 V, 100 Ah;
• egy elemsor;
• tervezési hatékonyság: 90%;
• kihasználtsági tényező: 70%.

Névleges energia:

48 V × 100 Ah = 4800 Wh

Becsült felhasználható energia:

4800 Wh × 0,90 × 0,70 = 3024 Wh

Futási idő tervezése:

3024 Wh ÷ 800 W = 3,78 óra, vagyis körülbelül 227 perc

Ez egy egyszerűsített energiabecslés. A tényleges működési idő rövidebb lehet, mivel az ólom-sav kapacitása a kisülési sebesség, az akkumulátor kora és a lekapcsolási feszültség függvényében változik. Mielőtt 227 percet ígérne a végfelhasználónak, meg kell adni a gyártó futási görbéjét.

2. működő példa: Háromfázisú üzleti terhelés

Tételezzük fel:

• kritikus terhelés: 10 000 W;
• DC akkumulátor bank: 384 V, 100 Ah;
• egy elemsor;
• tervezési hatékonyság: 92%;
• kihasználtsági tényező: 70%.

Névleges energia:

384 V × 100 Ah = 38 400 Wh

Becsült felhasználható energia:

38 400 Wh × 0,92 × 0,70 = 24 729,6 Wh

Futási idő tervezése:

24 729,6 Wh ÷ 10 000 W = 2,47 óra, vagyis körülbelül 148 perc

Ez a példa a képlet működését mutatja be, nem pedig egy univerzális kialakítást. Az akkumulátor mennyiségének, az egyenfeszültségnek és a töltési kapacitásnak meg kell egyeznie a kiválasztott UPS-szel. A nagyfeszültségű akkumulátorrendszerekhez professzionális tervezés, védőberendezések és biztonságos telepítési eljárások szükségesek.

Miért alacsonyabb a valódi UPS-futási idő, mint az ideális számítás?

Az ideális számítás a névleges wattórákat elosztja a terhelési wattokkal. Az akkumulátor tényleges üzemidejét további feltételek befolyásolják.

Akkumulátor kisülési ráta

Az ólom-savas akkumulátorok kisebb kapacitást biztosítanak nagy kisütési sebesség mellett, mint azt egy egyszerű Ah-számítás javasolná. Ez a viselkedés az egyik oka annak, hogy a futásidő nem változik tökéletesen lineárisan a terhelés hatására.

Az akkumulátor kora

Az akkumulátor kapacitása idővel csökken. Előfordulhat, hogy a csak új akkumulátor teljesítményére méretezett rendszer a csereintervallum vége felé nem éri el a szükséges futási időt.

Hőmérséklet

Az alacsony hőmérséklet csökkentheti a rendelkezésre álló kapacitást. A magas hőmérséklet átmenetileg növelheti a teljesítményt, de felgyorsíthatja az akkumulátor öregedését. Az akkumulátortérnek az ajánlott működési tartományon belül kell maradnia.

UPS leállás és tartalék

Az inverter leállítja a kisülést, mielőtt az akkumulátor elméleti energiája eléri a nullát. Ez védi az akkumulátort és fenntartja a rendszer vezérlését.

Változások betöltése

A szerverek, hűtőventilátorok, motorok és ipari berendezések nem mindig fogyasztanak állandó áramot. Az indítási áramokat és a terhelési csúcsokat bele kell foglalni a tervezésbe.

Mennyi UPS-magasságot érdemes hozzáadni?

A csatlakoztatott terhelés kiszámítása után adja hozzá a kapacitást az üzemi haszonkulcshoz és a várható növekedéshez. Az általánosan használt kiindulási pont körülbelül 20-25%-kal az aktuális terhelés felett van, de a megfelelő ráhagyás az alkalmazástól függ.

Kerülje el mindkét végletet:

• Túl kevés a belmagasság: növeli a túlterhelés kockázatát, csökkenti a bővítési kapacitást és lerövidítheti a működési időt.
• Túlzott túlméretezés: növeli a beszerzési költséget, és az UPS-t jóval a hatékony tervezési tartomány alatt üzemeltetheti.

Moduláris telepítéseknél a kapacitás szakaszosan bővíthető. USYTU YT-UM Rack-Moduláris UPS 10–200 kVA támogatja a moduláris konfigurációkat a kritikus terhelések növekedéséhez.

UPS futásidejű tervezés alkalmazásonként

A futásidőnek a működési célon kell alapulnia. A „ameddig csak lehetséges” nem teljes körű mérnöki követelmény.

Akkumulátorok kiválasztása UPS Runtime számára

Az akkumulátor kiválasztásának meg kell felelnie az UPS töltési rendszerének, az egyenfeszültségnek, a kisülési áramnak és a telepítési környezetnek.

Az USYTU biztosít a akkumulátor termékkategória többszörös 12 V-os tároló-akkumulátor kapacitással. A kiterjesztett futásidejű rendszereket értékelő vásárlók áttekinthetik a 12V 100Ah tároló akkumulátor és 12V 200Ah tároló akkumulátor referencia termékekként.

Ne válasszon akkumulátort egyedül Ah-val. Erősítse meg:

• az akkumulátor kémiája és a tervezett készenléti használat;
• névleges és töltési feszültség;
• állandó teljesítményű vagy állandó áramú kisülési adatok;
• terminál és kábel áramkapacitása;
• soros és párhuzamos konfiguráció;
• a ciklus várható élettartama és az úszó élettartam;
• üzemi hőmérséklet;
• rack vagy szekrény hely;
• szellőztetési és biztonsági követelmények;
• felügyeleti és karbantartási módszer;
• kompatibilitás az UPS töltővel.

Különböző korú, kapacitású vagy állapotú akkumulátorok egy láncban való keverése csökkentheti a megbízhatóságot.

Praktikus UPS-méretezési munkafolyamat

1. Állítsa össze a kritikus terhelési listát

Rögzítse az egyes eszközöket, a mért wattjait, a VA-t vagy a teljesítménytényezőt, az indítási viselkedést és a prioritást. Távolítsa el azokat a berendezéseket, amelyek nem igényelnek tartalék akkumulátort.

2. Számítsa ki a Wattot és a VA-t

Adja hozzá a valós teljesítményt wattban és a látszólagos teljesítményt VA-ban. A kiválasztott UPS-nek mindkét besorolást meg kell felelnie.

3. Tervezési margó hozzáadása

Tartalmazza az ésszerű működési mozgásteret és az ismert jövőbeli bővítést.

4. Állítsa be a futásidejű célt

A futási időt a várt terhelésnél adja meg – ne egy prospektusban nyomtatott tetszőleges százalékban.

5. Válassza ki az UPS topológiát

Érzékeny, kritikus fontosságú vagy rossz hálózatú alkalmazásokhoz an online UPS rendszer folyamatos kettős konverziós energiakondicionálást és nulla átviteli időt biztosít az akkumulátornak.

6. Mérje meg az akkumulátorrendszert

Számítsa ki az előzetes energiaszükségletet, majd ellenőrizze azt a kiválasztott UPS és akkumulátor lemerülési adatok segítségével.

7. Tervezze meg a telepítést és a karbantartást

Tartalmazza a bypass elrendezéseket, a megszakítókat, a kábeleket, az akkumulátortartókat, a szellőztetést, a felügyeletet, az időszakos tesztelést és az akkumulátorcserét.

RFQ munkalap UPS futásidejű árajánlathoz

A pontos ajánlat elkészítéséhez adja meg a következő információkat:

Gyakran Ismételt Kérdések

Kiszámolható-e az UPS futási ideje egyedül a VA-ból?

Nem. A VA látszólagos teljesítménykapacitást ír le, nem tárolt energiát. Az üzemidő számításai megkövetelik a valós terhelést wattban és az akkumulátorrendszerrel kapcsolatos információkat.

A megduplázó Ah akkumulátor megduplázza az üzemidőt?

Azonos körülmények között a felhasználható akkumulátorenergia megkétszerezése körülbelül megkétszerezheti a működési időt. A gyakorlatban ellenőrizni kell a kisütési sebességet, az UPS töltési határait, az akkumulátor konfigurációját és a rendszer veszteségeit.

Egy nagyobb UPS automatikusan tovább működik?

Nem. A nagyobb névleges teljesítmény azt jelenti, hogy az UPS nagyobb terhelést is képes támogatni. Az üzemidő elsősorban az akkumulátor energiájától és a csatlakoztatott terheléstől függ. Két azonos kVA besorolású UPS rendszernek nagyon eltérő futási ideje lehet.

Mennyi ideig működik egy 100 Ah-s akkumulátor egy UPS-en?

Nem határozható meg pusztán Ah-ból. Szükség van továbbá az akkumulátorfeszültségre, az akkumulátorok számára, a terhelési wattra, az UPS hatékonyságára, a kisülési sebességre és a lekapcsolási feszültségre is.

Miért tér el a gyártó futásideje az én képletemtől?

A gyártói adatok figyelembe vehetik a valós akkumulátorkisülési görbéket, az inverter viselkedését és a lekapcsolási határértékeket. Egy egyszerű képlet csak tervezési becslés.

Telepítés után tesztelni kell a futási időt?

Az üzembe helyezés során ellenőrizni kell az UPS-t, a riasztásokat, a bypass-t, az akkumulátorrendszert és a felügyeletet. Minden ellenőrzött futásidejű tesztnek követnie kell a gyártó utasításait, mert a teljes kisütés átmenetileg elhagyhatja a kritikus terhelést megfelelő akkumulátor tartalék nélkül.

Bottom Line

Az UPS futási idejének becsléséhez konvertálja át az akkumulátorbankot használható wattórákra, és ossza el a valós csatlakoztatott terheléssel. Ezután kezelje az eredményt tervezési értékként – nem garanciaként. A végső futásidőt ellenőrizni kell a kiválasztott UPS, az akkumulátor lemerülési adatai, a rendszerleállási határértékek és a helyszíni körülmények alapján.

A személyre szabott számításhoz küldje el a kritikus terhelésű wattokat és a VA-t, a szükséges futási időt, a bemeneti/kimeneti teljesítményt, a redundancia célját és a telepítési környezetet. Lépjen kapcsolatba az USYTU-val az UPS és az akkumulátor méretezési támogatásáért.