כיצד לחשב זמן ריצה של UPS: נוסחה, דוגמאות וגודל סוללה 

כמה זמן תמשיך UPS ציוד לפעול במהלך הפסקת חשמל? התשובה תלויה ביותר ממספר ה-VA המודפס על הלוח הקדמי. זמן הריצה של UPS נקבע על פי העומס האמיתי המחובר, אנרגיית הסוללה, יעילות המהפך, קיבולת הפריקה השמישה, מצב הסוללה וטמפרטורת הפעולה.

תשובה מהירה: הערכה תכנונית מעשית היא:

זמן ריצה (שעות) ≈ מתח בנק הסוללה × אמפר-שעה × מיתרים מקבילים × יעילות × גורם קיבולת שמיש ÷ עומס מחובר בוואטים

נוסחה זו שימושית לשינוי גודל מוקדם, אך היא אינה זמן ריצה מובטח. התנהגות פריקת עופרת-חומצה אינה ליניארית, ולמערכות אמיתיות יש גם מגבלות ניתוק מהפך, הזדקנות הסוללה, אובדן כבלים והשפעות טמפרטורה. הבחירה הסופית צריכה להשתמש בנתוני זמן הריצה של יצרן ה-UPS ובחישוב סוללה ספציפי לאפליקציה.

חמשת הכניסות שאתה צריך

לפני חישוב זמן גיבוי הסוללה של UPS, אסוף את הערכים הבאים:

1. עומס מחובר בוואט: הכוח האמיתי הנצרך על ידי כל הציוד שיישאר דולק במהלך הפסקה.
2. דירוגי וואט ו-VA של UPS: העומס חייב להישאר מתחת לשני הגבולות.
3. מתח DC-בנק סוללה: המתח המשולב של סוללות המחוברות בסדרה.
4. קיבולת סוללה באמפר-שעה: דירוג Ah של מחרוזת סדרה אחת; מיתרים מקבילים מגדילים את סך האה.
5. יעילות וגורמי ירידה: קצבאות עבור הפסדי מהפך, עומק פריקה שמיש, גיל הסוללה והטמפרטורה.

אם אחד מהערכים הללו חסר, התוצאה עלולה להיות מטעה.

VA, וואט ו-Watt-hours אינם זהים

טעויות רבות בגודל UPS מתחילות בהתייחסות ל-VA, וואט ו-וואט-שעה כאל ניתנות להחלפה.

הקשר הבסיסי בין וואט ל-VA הוא:

וואט = VA × Power Factor

לכן:

VA נדרש = Load Watts ÷ Power Factor

דוגמה: אם ציוד צורך 1,800 W ומקדם ההספק הרלוונטי הוא 0.9:

1,800 W ÷ 0.9 = 2,000 VA

ה-UPS חייב לתמוך לפחות ב-1,800 W ו-2,000 VA. לאחר מכן יש להוסיף מרווח תכנוני והקצבת צמיחה עתידית לפני בחירת המודל הסופי.

נוסחת זמן ריצה של UPS שלב אחר שלב

שלב 1: חשב את אנרגיית הסוללה הנומינלית

עבור מחרוזת סוללה אחת:

אנרגיית סוללה נומינלית (Wh) = מתח אוטובוס DC × סוללה Ah

אם מחרוזות זהות מחוברות במקביל:

אנרגיית סוללה נומינלית (Wh) = מתח אוטובוס DC × Ah × מספר מיתרים מקבילים

במחרוזת סדרה, מתחי הסוללה מוסיפים אך דירוג Ah לא. במיתרים מקבילים, קיבולת Ah מתווספת בעוד מתח המיתר נשאר זהה.

שלב 2: החל יעילות

המהפך ורכיבי ה-UPS הפנימיים צורכים אנרגיה. חישוב תכנוני עשוי להחיל מקדם יעילות כגון 0.85 עד 0.95, בהתאם למערכת ולעומס.

אנרגיה לאחר הפסדי המרה = Wh נומינלי × יעילות UPS

השתמש בנתוני היצרן בפועל כאשר הם זמינים.

שלב 3: החל גורמי קיבולת ומצב שמיש

אין להתייחס לסוללה כאילו 100% מהאנרגיה של לוחית השם שלה תמיד תגיע לעומס. החל גורמים עבור:

• מתח פריקה מינימלי מותר;
• כימיה וקצב פריקה של הסוללה;
• גיל ומצב בריאותי;
• טמפרטורת הסביבה;
• עתודה עיצובית;
• הפסדי כבלים וחיבורים.

לצורך תכנון מקדים, ניתן לשלב אותם לגורם קיבולת שמיש. הערך הנכון חייב להגיע מדרישות התכנון של הסוללה וה-UPS.

שלב 4: חלקי אנרגיה שימושית בעומס

זמן ריצה (שעות) = אנרגיית סוללה שמיש (Wh) ÷ עומס (W)

הכפל ב-60 למשך דקות:

זמן ריצה (דקות) = זמן ריצה (שעות) × 60

דוגמה 1: מתלה שרת קטן

נניח:

• עומס מחובר: 800 W;
• בנק סוללות: 48 V, 100 Ah;
• מחרוזת סוללה אחת;
• יעילות תכנון: 90%;
• מקדם קיבולת שמיש: 70%.

אנרגיה נומינלית:

48 V × 100 Ah = 4,800 וואט

אנרגיה שימושית משוערת:

4,800 ו"ש × 0.90 × 0.70 = 3,024 ו"ש

זמן ריצה תכנון:

3,024 ואט ÷ 800 ואט = 3.78 שעות, או כ-227 דקות

זוהי הערכת אנרגיה פשוטה. זמן הריצה בפועל יכול להיות קצר יותר מכיוון שקיבולת החומצה של עופרת משתנה עם קצב הפריקה, גיל הסוללה ומתח הניתוק. נדרשת עקומת זמן ריצה של היצרן לפני הבטחה של 227 דקות למשתמש הקצה.

דוגמה 2: עומס עסקי תלת-שלבי

נניח:

• עומס קריטי: 10,000 W;
• בנק סוללות DC: 384 V, 100 Ah;
• מחרוזת סוללה אחת;
• יעילות תכנון: 92%;
• מקדם קיבולת שמיש: 70%.

אנרגיה נומינלית:

384 V × 100 Ah = 38,400 Wh

אנרגיה שימושית משוערת:

38,400 ו"ש × 0.92 × 0.70 = 24,729.6 ו"ש

זמן ריצה תכנון:

24,729.6 ואט ÷ 10,000 ואט = 2.47 שעות, או כ-148 דקות

דוגמה זו מראה כיצד הנוסחה פועלת, לא עיצוב אוניברסלי. כמות הסוללה, מתח DC ויכולת הטעינה חייבים להתאים ל-UPS שנבחר. מערכות סוללות במתח גבוה דורשות הנדסה מקצועית, התקני הגנה והליכי התקנה בטוחים.

מדוע זמן ריצה אמיתי של UPS בדרך כלל נמוך מהחישוב האידיאלי

חישוב אידיאלי מחלק את שעת וואט נומינלית בוואט עומס. זמן גיבוי הסוללה האמיתי מושפע מתנאים נוספים.

קצב פריקת הסוללה

סוללות עופרת מספקות פחות קיבולת שמישה בקצבי פריקה גבוהים ממה שחישוב Ah פשוט עשוי להציע. התנהגות זו היא אחת הסיבות לכך שזמן הריצה אינו משתנה בצורה ליניארית לחלוטין עם עומס.

גיל הסוללה

קיבולת הסוללה יורדת עם הזמן. מערכת שגודלה רק עבור ביצועי סוללה חדשה עלולה לא לעמוד בזמן הריצה הנדרש לקראת סוף מרווח ההחלפה.

טמפרטורה

טמפרטורות נמוכות יכולות להפחית את הקיבולת הזמינה. טמפרטורות גבוהות עשויות להגביר זמנית את התפוקה אך להאיץ את הזדקנות הסוללה. חדר הסוללה צריך להישאר בטווח הפעולה המומלץ.

UPS Cutoff ו-Reserve

המהפך מפסיק לפרוק לפני שאנרגיית הסוללה התיאורטית מגיעה לאפס. זה מגן על הסוללה ושומר על בקרת המערכת.

טען שינויים

שרתים, מאווררי קירור, מנועים וציוד תעשייתי לא תמיד שואבים חשמל קבוע. זרמי הפעלה ושיאי עומס חייבים להיכלל בתכנון.

כמה מרווח UPS צריך להוסיף?

לאחר חישוב העומס המחובר, הוסף קיבולת עבור מרווח תפעולי וצמיחה צפויה. נקודת התחלה נפוצה היא בערך 20-25% מעל העומס הנוכחי, אך המרווח המתאים תלוי ביישום.

הימנע משני הקצוות:

• מעט מדי מרווח ראש: מגביר את הסיכון לעומס יתר, מפחית את יכולת ההרחבה ועלול לקצר את זמן הריצה.
• גודל יתר: מעלה את עלות הרכישה ועשויה להפעיל את UPS הרבה מתחת לטווח העיצוב היעיל שלה.

עבור התקנות מודולריות, ניתן להרחיב את הקיבולת בשלבים. של USYTU YT-UM Rack-Modular UPS 10–200kVA תומך בתצורות מודולריות להגדלת עומסים קריטיים.

תכנון זמן ריצה של UPS לפי אפליקציה

זמן הריצה צריך להיות מבוסס על המטרה התפעולית. "כמה שיותר זמן" אינה דרישה הנדסית מלאה.

בחירת סוללות עבור UPS Runtime

בחירת הסוללה חייבת להתאים למערכת הטעינה של UPS, למתח DC, לזרם הפריקה ולסביבת ההתקנה.

USYTU מספקת א קטגוריית מוצרי הסוללה עם קיבולות סוללות אחסון מרובות של 12V. קונים המעריכים מערכות זמן ריצה ממושכות יכולים לסקור את סוללת אחסון 12V 100Ah ו סוללת אחסון 12V 200Ah כמוצרי ייחוס.

אל תבחר סוללה לפי Ah בלבד. אשר:

• כימיה של הסוללה ושימוש המתנה מיועד;
• מתח נומינלי וטעינה;
• נתוני פריקה של הספק קבוע או זרם קבוע;
• קיבולת זרם מסוף וכבל;
• תצורה סדרתית ומקבילה;
• חיי מחזור וחיי ציפה צפויים;
• טמפרטורת הפעלה;
• מקום מתלה או ארון;
• דרישות אוורור ובטיחות;
• שיטת ניטור ותחזוקה;
• תאימות למטען UPS.

ערבוב סוללות בגילאים שונים, קיבולות או תנאים שונים במחרוזת אחת יכול להפחית את האמינות.

זרימת עבודה מעשית למידות UPS

1. בנה את רשימת העומס הקריטי

רשום כל מכשיר, הוואטים הנמדדים שלו, ה-VA או גורם ההספק שלו, התנהגות האתחול והעדיפות שלו. הסר ציוד שאינו זקוק לגיבוי סוללה.

2. חשב וואט ו-VA

הוסף את ההספק האמיתי בוואט והספק לכאורה ב-VA. ה-UPS שנבחר חייב לעמוד בשני הדירוגים.

3. הוסף עיצוב מרווח

כלול מרווח הפעלה סביר והרחבה עתידית ידועה.

4. הגדר את יעד זמן הריצה

ציין זמן ריצה בעומס הצפוי - לא באחוז שרירותי המודפס בחוברת.

5. בחר בטופולוגיה של UPS

עבור יישומים רגישים, קריטיים למשימה או רשת גרועה, א מערכת UPS מקוונת יכול לספק מיזוג כוח מתמשך בהמרה כפולה ואפס זמן העברה לסוללה.

6. גודל מערכת הסוללות

חשב דרישת אנרגיה ראשונית, ולאחר מכן אמת אותה באמצעות ה-UPS שנבחרו ונתוני פריקת הסוללה.

7. תכנן התקנה ותחזוקה

כלול סידורי מעקפים, מפסקים, כבלים, מתלים לסוללות, אוורור, ניטור, בדיקות תקופתיות והחלפת סוללה.

גיליון עבודה של RFQ להצעת מחיר בזמן ריצה של UPS

ספק את המידע הבא כדי לקבל הצעה מדויקת:

שאלות נפוצות

האם ניתן לחשב את זמן הריצה של UPS מ-VA בלבד?

מס' VA מתאר קיבולת כוח לכאורה, לא אנרגיה מאוחסנת. חישובי זמן ריצה דורשים את העומס האמיתי בוואטים ומידע על מערכת הסוללות.

האם הכפלת סוללה Ah מכפילה את זמן הריצה?

בתנאים זהים, הכפלת אנרגיית הסוללה השמישה יכולה להכפיל את זמן הריצה בערך. בפועל, יש לבדוק את קצב הפריקה, מגבלות הטעינה של UPS, תצורת הסוללה ואיבודי המערכת.

האם UPS גדול יותר פועל אוטומטית זמן רב יותר?

לא. דירוג הספק גדול יותר אומר שה-UPS יכול לתמוך בעומס גדול יותר. זמן הריצה תלוי בעיקר באנרגיית הסוללה ובעומס המחובר. לשתי מערכות UPS עם אותו דירוג kVA יכולות להיות זמני ריצה שונים מאוד.

כמה זמן סוללת 100Ah תפעיל UPS?

לא ניתן לקבוע זאת מתוך אה בלבד. נדרשים גם מתח סוללה, מספר סוללות, וואט עומס, יעילות UPS, קצב פריקה ומתח חיתוך.

מדוע זמן הריצה של היצרן שונה מהנוסחה שלי?

נתוני היצרן עשויים להסביר עקומות אמיתיות של פריקת סוללה, התנהגות המהפך ומגבלות ניתוק. נוסחה פשוטה היא רק אומדן תכנוני.

האם יש לבדוק את זמן הריצה לאחר ההתקנה?

ההפעלה צריכה לאמת את ה-UPS, האזעקות, המעקף, מערכת הסוללה והניטור. כל בדיקת זמן ריצה מבוקרת חייבת לפעול לפי הוראות היצרן מכיוון שפריקה מלאה עלולה להשאיר זמנית את העומס הקריטי ללא רזרבת סוללה מספקת.

שורה תחתונה

כדי להעריך את זמן הריצה של UPS, המר את בנק הסוללות לוואט-שעה שמיש וחלק בעומס המחובר האמיתי. לאחר מכן התייחס לתוצאה כערך תכנוני - לא ערובה. יש לאמת את זמן הריצה הסופי מול ה-UPS שנבחר, נתוני פריקת הסוללה, מגבלות ניתוק המערכת ותנאי האתר.

לחישוב מותאם, שלח את הוואטים וה-VA בעומס קריטי, זמן הריצה הנדרש, הספק קלט/פלט, יעד יתירות וסביבת התקנה. צור קשר עם USYTU לתמיכה ב-UPS וגודל סוללה.