UPS 런타임 계산 방법: 공식, 예 및 배터리 크기 

정전 중에 UPS는 얼마나 오랫동안 장비 작동을 유지합니까? 대답은 전면 패널에 인쇄된 VA 번호보다 더 많은 것에 달려 있습니다. UPS 런타임은 실제 연결된 부하, 배터리 에너지, 인버터 효율, 사용 가능한 방전 용량, 배터리 상태 및 작동 온도에 따라 결정됩니다.

빠른 답변: 실제 계획 견적은 다음과 같습니다.

런타임(시간) ≒ 배터리 뱅크 전압 × 암페어 시간 × 병렬 스트링 × 효율 × 가용 용량 계수 ¼ 연결 부하(와트)

이 공식은 초기 크기 조정에 유용하지만 런타임이 보장되지는 않습니다. 납산 방전 동작은 비선형적이며 실제 시스템에도 인버터 차단 한계, 배터리 노화, 케이블 손실 및 온도 영향이 있습니다. 최종 선택에서는 UPS 제조업체의 런타임 데이터와 애플리케이션별 배터리 계산을 사용해야 합니다.

필요한 5가지 입력

UPS 배터리 백업 시간을 계산하기 전에 다음 값을 수집하십시오.

1. 연결된 부하(와트): 정전 중에도 켜져 있는 모든 장비가 소비하는 실제 전력입니다.
2. UPS 와트 및 VA 등급: 부하는 두 한계 모두 아래로 유지되어야 합니다.
3. 배터리 뱅크 DC 전압: 직렬로 연결된 배터리의 합산 전압.
4. 배터리 용량(암페어 시간): 한 시리즈 스트링의 Ah 등급; 병렬 문자열은 총 Ah를 증가시킵니다.
5. 효율성 및 경감 요인: 인버터 손실, 사용 가능한 방전 깊이, 배터리 수명 및 온도에 대한 허용치입니다.

이러한 값 중 하나라도 누락되면 결과가 오해될 수 있습니다.

VA, 와트, 와트시는 동일하지 않습니다.

많은 UPS 크기 결정 실수는 VA, 와트 및 와트시를 상호 교환 가능한 것으로 간주하는 것에서 시작됩니다.

와트와 VA의 기본 관계는 다음과 같습니다.

와트 = VA × 역률

따라서:

필요한 VA = 부하 와트 ¼ 역률

예: 장비가 1,800W를 소비하고 적용 가능한 역률이 0.9인 경우:

1,800W ¼ 0.9 = 2,000VA

UPS는 최소 1,800W 및 2,000VA를 지원해야 합니다. 그런 다음 최종 모델을 선택하기 전에 계획 마진과 미래 성장 허용치를 추가해야 합니다.

단계별 UPS 런타임 공식

1단계: 공칭 배터리 에너지 계산

하나의 배터리 스트링의 경우:

공칭 배터리 에너지(Wh) = DC 버스 전압 × 배터리 Ah

동일한 문자열이 병렬로 연결된 경우:

공칭 배터리 에너지(Wh) = DC 버스 전압 × Ah × 병렬 스트링 수

직렬 스트링에서는 배터리 전압이 추가되지만 Ah 정격은 추가되지 않습니다. 병렬 스트링에서는 스트링 전압이 동일하게 유지되는 동안 Ah 용량이 추가됩니다.

2단계: 효율성 적용

인버터와 내부 UPS 구성 요소는 에너지를 소비합니다. 계획 계산에서는 시스템 및 부하에 따라 0.85~0.95와 같은 효율성 요소를 적용할 수 있습니다.

변환 손실 후 에너지 = 공칭 Wh × UPS 효율

가능한 경우 실제 제조업체 데이터를 사용하십시오.

3단계: 가용 용량 및 조건 요소 적용

배터리를 명판 에너지의 100%가 항상 부하에 도달하는 것처럼 취급해서는 안 됩니다. 다음에 대한 요소를 적용합니다.

• 최소 허용 방전 전압;
• 배터리 화학 및 방전율;
• 나이와 건강 상태;
• 주변 온도;
• 디자인 예비;
• 케이블 및 연결 손실.

예비 계획을 위해 이러한 요소는 사용 가능한 용량 요소로 결합될 수 있습니다. 올바른 값은 배터리 및 UPS 설계 요구 사항에서 나와야 합니다.

4단계: 사용 가능한 에너지를 부하로 나누기

런타임(시간) = 사용 가능한 배터리 에너지(Wh) ¼ 부하(W)

분 동안 60을 곱합니다.

런타임(분) = 런타임(시간) × 60

작업 예 1: 소형 서버 랙

가정:

• 연결 부하: 800W;
• 배터리 뱅크: 48V, 100Ah;
• 하나의 배터리 스트링;
• 계획 효율성: 90%;
• 가용 용량 계수: 70%.

공칭 에너지:

48V × 100Ah = 4,800Wh

예상 사용 가능한 에너지:

4,800Wh × 0.90 × 0.70 = 3,024Wh

계획 실행 시간:

3,024Wh ¼ 800W = 3.78시간, 즉 약 227분

이는 단순화된 에너지 추정치입니다. 납산 용량은 방전율, 배터리 수명 및 차단 전압에 따라 변경되므로 실제 런타임은 더 짧을 수 있습니다. 최종 사용자에게 227분을 약속하기 전에 제조업체 런타임 곡선이 필요합니다.

작업 예 2: 3단계 비즈니스 부하

가정:

• 임계 부하: 10,000W;
• DC 배터리 뱅크: 384V, 100Ah;
• 하나의 배터리 스트링;
• 계획 효율성: 92%;
• 가용 용량 계수: 70%.

공칭 에너지:

384V × 100Ah = 38,400Wh

예상 사용 가능한 에너지:

38,400Wh × 0.92 × 0.70 = 24,729.6Wh

계획 실행 시간:

24,729.6Wh ¼ 10,000W = 2.47시간, 즉 약 148분

이 예는 유니버설 디자인이 아닌 공식이 어떻게 작동하는지 보여줍니다. 배터리 수량, DC 전압 및 충전 용량은 선택한 UPS와 일치해야 합니다. 고전압 배터리 시스템에는 전문적인 엔지니어링, 보호 장치 및 안전한 설치 절차가 필요합니다.

실제 UPS 런타임이 일반적으로 이상적인 계산보다 낮은 이유

이상적인 계산은 공칭 와트시를 부하 와트로 나눕니다. 실제 배터리 백업 시간은 추가 조건의 영향을 받습니다.

배터리 방전율

납축 배터리는 단순한 Ah 계산이 제시하는 것보다 높은 방전율에서 더 적은 가용 용량을 제공합니다. 이 동작은 런타임이 로드에 따라 완벽하게 선형 방식으로 변경되지 않는 한 가지 이유입니다.

배터리 수명

배터리 용량은 시간이 지남에 따라 감소합니다. 새 배터리 성능만을 위해 크기가 조정된 시스템은 교체 간격이 끝날 무렵에 필요한 런타임을 충족하지 못할 수 있습니다.

온도

온도가 낮으면 사용 가능한 용량이 줄어들 수 있습니다. 온도가 높으면 일시적으로 출력이 증가하지만 배터리 노화가 가속화될 수 있습니다. 배터리실은 권장 작동 범위 내에 있어야 합니다.

UPS 컷오프 및 예약

이론적인 배터리 에너지가 0이 되기 전에 인버터는 방전을 멈춥니다. 이는 배터리를 보호하고 시스템 제어를 유지합니다.

변경사항 로드

서버, 냉각 팬, 모터 및 산업용 장비가 항상 일정한 전력을 끌어오는 것은 아닙니다. 설계에는 시동 전류와 부하 피크가 포함되어야 합니다.

UPS 헤드룸을 얼마나 추가해야 합니까?

연결부하를 계산한 후 영업이익률과 예상성장률에 대한 용량을 추가합니다. 일반적으로 사용되는 시작점은 현재 부하보다 약 20~25% 높지만 적절한 마진은 애플리케이션에 따라 다릅니다.

두 가지 극단을 모두 피하십시오.

• 헤드룸이 너무 적음: 과부하 위험이 증가하고 확장 용량이 감소하며 런타임이 단축될 수 있습니다.
• 과도한 크기: 구매 비용을 높이고 UPS를 효율적인 설계 범위보다 훨씬 낮게 작동할 수 있습니다.

모듈식 설치의 경우 용량을 단계적으로 확장할 수 있습니다. USYTU의 YT-UM 랙 모듈형 UPS 10–200kVA 증가하는 중요 부하에 대한 모듈식 구성을 지원합니다.

애플리케이션별 UPS 런타임 계획

런타임은 운영 목표를 기반으로 해야 합니다. "가능한 한 오랫동안"은 완전한 엔지니어링 요구 사항이 아닙니다.

UPS 런타임용 배터리 선택

배터리 선택은 UPS 충전 시스템, DC 전압, 방전 전류 및 설치 환경과 일치해야 합니다.

USYTU는 배터리 제품 카테고리 다양한 12V 저장 배터리 용량을 갖추고 있습니다. 확장 런타임 시스템을 평가하는 구매자는 다음을 검토할 수 있습니다. 12V 100Ah 축전지 그리고 12V 200Ah 축전지 참고 제품으로.

Ah만으로 배터리를 선택하지 마십시오. 확인:

• 배터리 화학 및 의도된 대기 사용;
• 공칭 및 충전 전압;
• 정전력 또는 정전류 방전 데이터;
• 터미널 및 케이블 전류 용량;
• 직렬 및 병렬 구성;
• 예상 사이클 수명 및 플로트 수명;
• 작동 온도;
• 랙 또는 캐비닛 공간;
• 환기 및 안전 요구 사항;
• 모니터링 및 유지관리 방법;
• UPS 충전기와 호환됩니다.

한 스트링에 수명, 용량 또는 조건이 다른 배터리를 혼합하면 신뢰성이 떨어질 수 있습니다.

실용적인 UPS 크기 조정 작업 흐름

1. 중요 부하 목록 작성

각 장치, 측정된 와트, VA 또는 역률, 시작 동작 및 우선 순위를 기록합니다. 배터리 백업이 필요하지 않은 장비를 제거하십시오.

2. 와트와 VA 계산

실제 전력(와트)과 피상 전력(VA)을 더합니다. 선택한 UPS는 두 등급을 모두 충족해야 합니다.

3. 디자인 마진 추가

합리적인 운영 헤드룸과 알려진 향후 확장을 포함합니다.

4. 런타임 목표 설정

브로셔에 인쇄된 임의의 백분율이 아닌 예상 로드에 따라 실행 시간을 지정합니다.

5. UPS 토폴로지를 선택하세요

민감하고 미션 크리티컬하거나 그리드가 부족한 애플리케이션의 경우 온라인 UPS 시스템 지속적인 이중 변환 전력 조절을 제공하고 배터리로의 전환 시간이 전혀 없습니다.

6. 배터리 시스템 크기 조정

예비 에너지 요구 사항을 계산한 다음 선택한 UPS 및 배터리 방전 데이터를 사용하여 이를 확인합니다.

7. 계획 설치 및 유지 관리

바이패스 배열, 차단기, 케이블, 배터리 랙, 환기, 모니터링, 정기 테스트 및 배터리 교체를 포함합니다.

UPS 런타임 견적을 위한 RFQ 워크시트

정확한 제안을 얻으려면 다음 정보를 제공하십시오.

자주 묻는 질문

VA만으로 UPS 런타임을 계산할 수 있습니까?

아니요. VA는 저장된 에너지가 아닌 피상 전력 용량을 나타냅니다. 런타임 계산에는 실제 부하(와트)와 배터리 시스템에 대한 정보가 필요합니다.

배터리를 두 배로 늘리면 런타임도 두 배로 늘어나나요?

동일한 조건에서 사용 가능한 배터리 에너지를 두 배로 늘리면 런타임이 약 두 배로 늘어납니다. 실제로 방전율, UPS 충전 제한, 배터리 구성 및 시스템 손실을 확인해야 합니다.

더 큰 UPS는 자동으로 더 오래 작동합니까?

아니요. 전력 정격이 크다는 것은 UPS가 더 큰 부하를 지원할 수 있다는 것을 의미합니다. 런타임은 주로 배터리 에너지와 연결된 부하에 따라 달라집니다. kVA 등급이 동일한 두 UPS 시스템의 런타임은 매우 다를 수 있습니다.

100Ah 배터리는 얼마나 오랫동안 UPS를 작동합니까?

아만으로는 판단할 수 없습니다. 배터리 전압, 배터리 수, 부하 와트, UPS 효율, 방전율 및 차단 전압도 필요합니다.

제조업체의 런타임이 내 공식과 다른 이유는 무엇입니까?

제조업체 데이터는 실제 배터리 방전 곡선, 인버터 동작 및 차단 한계를 설명할 수 있습니다. 간단한 공식은 단지 계획 견적일 뿐입니다.

설치 후 런타임을 테스트해야 합니까?

시운전에서는 UPS, 경보, 바이패스, 배터리 시스템 및 모니터링을 검증해야 합니다. 제어된 런타임 테스트는 제조업체의 지침을 따라야 합니다. 왜냐하면 완전 방전은 적절한 배터리 예비 없이 일시적으로 임계 부하를 남길 수 있기 때문입니다.

결론

UPS 런타임을 추정하려면 배터리 뱅크를 사용 가능한 와트시로 변환하고 실제 연결된 부하로 나눕니다. 그런 다음 결과를 보장이 아닌 계획 가치로 취급하십시오. 최종 런타임은 선택한 UPS, 배터리 방전 데이터, 시스템 차단 한계 및 현장 조건에 대해 확인되어야 합니다.

맞춤형 계산을 위해 임계 부하 와트 및 VA, 필요한 런타임, 입력/출력 전력, 이중화 목표 및 설치 환경을 보내십시오. UPS 및 배터리 크기 조정 지원은 USYTU에 문의하세요..