Kaip apskaičiuoti UPS veikimo laiką: formulė, pavyzdžiai ir akumuliatoriaus dydis 

Kiek laiko UPS veiks įranga nutrūkus elektros tiekimui? Atsakymas priklauso ne tik nuo VA numerio, išspausdinto ant priekinio skydelio. UPS veikimo laikas nustatomas pagal realią prijungtą apkrovą, akumuliatoriaus energiją, keitiklio efektyvumą, naudingą iškrovimo pajėgumą, akumuliatoriaus būklę ir darbinę temperatūrą.

Greitas atsakymas: Praktinė planavimo sąmata yra tokia:

Veikimo laikas (valandomis) ≈ akumuliatoriaus įtampa × ampervalandės × lygiagrečios eilutės × efektyvumas × naudingosios talpos koeficientas ÷ prijungta apkrova vatais

Ši formulė naudinga nustatant ankstyvą dydį, tačiau tai nėra garantuotas vykdymo laikas. Švino rūgšties iškrovos elgsena yra netiesinė, o tikrosios sistemos taip pat turi keitiklio išjungimo ribas, akumuliatoriaus senėjimą, kabelių nuostolius ir temperatūros poveikį. Galutiniam pasirinkimui turėtų būti naudojami UPS gamintojo veikimo laiko duomenys ir konkrečios programos akumuliatoriaus skaičiavimas.

Penkios įvestys, kurių jums reikia

Prieš skaičiuodami UPS akumuliatoriaus atsarginį laiką, surinkite šias reikšmes:

1. Prijungta apkrova vatais: tikroji galia, sunaudota visos įrangos, kuri liks įjungta per gedimą.
2. UPS vatų ir VA reitingai: apkrova turi likti žemiau abiejų ribų.
3. Akumuliatoriaus nuolatinės srovės įtampa: nuosekliai sujungtų baterijų kombinuota įtampa.
4. Baterijos talpa ampervalandomis: vienos serijos eilutės Ah reitingas; lygiagrečios stygos padidina bendrą Ah.
5. Efektyvumas ir sumažinimo veiksniai: inverterio nuostolių, naudingo iškrovimo gylio, akumuliatoriaus amžiaus ir temperatūros pašalpos.

Jei kurios nors iš šių reikšmių trūksta, rezultatas gali būti klaidinantis.

VA, vatai ir vatvalandės nėra vienodi

Daugelis UPS dydžio nustatymo klaidų prasideda tuo, kad VA, vatai ir vatvalandės laikomi keičiamais.

Pagrindinis ryšys tarp vatų ir VA yra:

Vatai = VA × galios koeficientas

Todėl:

Reikalingas VA = apkrovos vatai ÷ galios koeficientas

Pavyzdys: jei įranga sunaudoja 1800 W ir taikomas galios koeficientas yra 0,9:

1 800 W ÷ 0,9 = 2 000 VA

UPS turi palaikyti bent 1800 W ir 2000 VA. Tada prieš pasirenkant galutinį modelį reikėtų pridėti planavimo maržą ir būsimo augimo pašalpą.

Žingsnis po žingsnio UPS veikimo trukmės formulė

1 veiksmas: apskaičiuokite nominalią akumuliatoriaus energiją

Vienai akumuliatoriaus eilutei:

Nominali akumuliatoriaus energija (Wh) = DC magistralės įtampa × akumuliatoriaus Ah

Jei lygiagrečiai sujungtos identiškos eilutės:

Nominali akumuliatoriaus energija (Wh) = nuolatinės srovės magistralės įtampa × Ah × lygiagrečių stygų skaičius

Serijinėje eilutėje akumuliatoriaus įtampa pridedama, bet Ah įvertinimas ne. Lygiagrečiose eilutėse Ah talpa padidėja, o stygos įtampa išlieka tokia pati.

2 veiksmas: taikykite efektyvumą

Inverteris ir vidiniai UPS komponentai naudoja energiją. Atsižvelgiant į sistemą ir apkrovą, planuojant gali būti taikomas efektyvumo koeficientas, pvz., nuo 0,85 iki 0,95.

Energija po konversijos nuostolių = vardinis Wh × UPS efektyvumas

Jei įmanoma, naudokite tikruosius gamintojo duomenis.

3 veiksmas: pritaikykite naudingo pajėgumo ir būklės veiksnius

Akumuliatorius neturėtų būti traktuojamas taip, lyg 100 % jo vardinėje lentelėje nurodytos energijos visada pasieks apkrovą. Taikykite veiksnius:

• minimali leistina iškrovimo įtampa;
• akumuliatoriaus chemija ir išsikrovimo greitis;
• amžius ir sveikatos būklė;
• aplinkos temperatūra;
• projektinis rezervas;
• kabelio ir ryšio nuostoliai.

Išankstiniam planavimui jie gali būti sujungti į naudingo pajėgumo koeficientą. Teisinga vertė turi būti gauta iš akumuliatoriaus ir UPS konstrukcijos reikalavimų.

4 veiksmas: Padalinkite naudojamą energiją iš apkrovos

Veikimo laikas (valandomis) = naudojama akumuliatoriaus energija (Wh) ÷ apkrova (W)

Padauginkite iš 60 minučių:

Veikimo laikas (minutėmis) = vykdymo laikas (valandomis) × 60

Veikęs 1 pavyzdys: Mažas serverio stovas

Tarkime:

• prijungta apkrova: 800 W;
• akumuliatoriaus baterija: 48 V, 100 Ah;
• viena akumuliatoriaus virvelė;
• planavimo efektyvumas: 90 %;
• naudingos talpos koeficientas: 70%.

Nominali energija:

48 V × 100 Ah = 4800 Wh

Numatoma naudojama energija:

4 800 Wh × 0,90 × 0,70 = 3 024 Wh

Vykdymo laiko planavimas:

3 024 Wh ÷ 800 W = 3,78 valandos arba maždaug 227 minutės

Tai supaprastinta energijos sąmata. Tikrasis veikimo laikas gali būti trumpesnis, nes švino rūgšties talpa keičiasi priklausomai nuo iškrovos greičio, akumuliatoriaus amžiaus ir išjungimo įtampos. Prieš pažadant galutiniam vartotojui 227 minutes, būtina gamintojo vykdymo kreivė.

Veiktas 2 pavyzdys: Trifazis verslo apkrova

Tarkime:

• kritinė apkrova: 10 000 W;
• DC akumuliatoriaus bankas: 384 V, 100 Ah;
• viena akumuliatoriaus virvelė;
• planavimo efektyvumas: 92 %;
• naudingos talpos koeficientas: 70%.

Nominali energija:

384 V × 100 Ah = 38 400 Wh

Numatoma naudojama energija:

38 400 Wh × 0,92 × 0,70 = 24 729,6 Wh

Vykdymo laiko planavimas:

24 729,6 Wh ÷ 10 000 W = 2,47 valandos arba maždaug 148 minutės

Šis pavyzdys rodo, kaip veikia formulė, o ne universalus dizainas. Baterijos kiekis, nuolatinė įtampa ir įkrovimo talpa turi atitikti pasirinktą UPS. Aukštos įtampos akumuliatorių sistemoms reikalinga profesionali inžinerija, apsauginiai įtaisai ir saugios montavimo procedūros.

Kodėl tikras UPS veikimo laikas paprastai yra mažesnis nei idealus skaičiavimas

Idealus skaičiavimas padalija nominalias vatvalandes iš apkrovos vatų. Tikrasis akumuliatoriaus atsarginis laikas priklauso nuo papildomų sąlygų.

Akumuliatoriaus išsikrovimo greitis

Švino rūgšties baterijos, esant dideliam iškrovimo greičiui, užtikrina mažesnę galią, nei gali reikšti paprastas Ah skaičiavimas. Šis elgesys yra viena iš priežasčių, kodėl vykdymo laikas nesikeičia visiškai tiesiškai, kai apkrova.

Baterijos amžius

Laikui bėgant akumuliatoriaus talpa mažėja. Sistema, pritaikyta tik naujos baterijos veikimui, gali neatitikti reikalaujamo veikimo laiko, kai baigiasi keitimo intervalas.

Temperatūra

Žema temperatūra gali sumažinti turimą pajėgumą. Aukšta temperatūra gali laikinai padidinti našumą, bet pagreitinti akumuliatoriaus senėjimą. Akumuliatoriaus patalpa turi neviršyti rekomenduojamo veikimo diapazono.

UPS atjungimas ir rezervas

Inverteris nustoja išsikrauti, kol teorinė akumuliatoriaus energija nepasiekia nulio. Tai apsaugo akumuliatorių ir palaiko sistemos valdymą.

Įkelti pakeitimus

Serveriai, aušinimo ventiliatoriai, varikliai ir pramoninė įranga ne visada naudoja nuolatinę galią. Paleidimo srovės ir apkrovos smailės turi būti įtrauktos į projektą.

Kiek UPS vietos turėtumėte pridėti?

Apskaičiavę prijungtą apkrovą, pridėkite pajėgumą prie veiklos maržos ir numatomo augimo. Paprastai naudojamas pradinis taškas yra maždaug 20–25 % didesnis už esamą apkrovą, tačiau atitinkama atsarga priklauso nuo taikymo srities.

Venkite abiejų kraštutinumų:

• Per mažai vietos galvai: padidina perkrovos riziką, sumažina išplėtimo pajėgumą ir gali sutrumpinti veikimo laiką.
• Per didelis dydis: padidina pirkimo išlaidas ir gali naudoti UPS daug žemiau efektyvaus dizaino diapazono.

Modulinių įrenginių pajėgumai gali būti didinami etapais. USYTU YT-UM Rack-Modular UPS 10–200kVA palaiko modulines konfigūracijas, skirtas didinti kritines apkrovas.

UPS veikimo laiko planavimas pagal programą

Veikimo laikas turėtų būti pagrįstas veiklos tikslu. „Kol įmanoma ilgiau“ nėra visiškas inžinerinis reikalavimas.

Baterijų pasirinkimas UPS veikimo laikui

Akumuliatoriaus pasirinkimas turi atitikti UPS įkrovimo sistemą, nuolatinę įtampą, iškrovimo srovę ir įrengimo aplinką.

USYTU teikia a akumuliatoriaus gaminio kategorija su daugybe 12 V akumuliatoriaus talpos. Pirkėjai, vertinantys pailginto veikimo sistemas, gali peržiūrėti 12V 100Ah talpos baterija ir 12V 200Ah talpos baterija kaip referenciniai produktai.

Nesirinkite akumuliatoriaus vien pagal Ah. Patvirtinti:

• akumuliatoriaus chemija ir numatytas naudojimas budėjimo režimu;
• vardinė ir įkrovimo įtampa;
• pastovios galios arba nuolatinės srovės iškrovos duomenys;
• gnybtų ir kabelių srovės talpa;
• serijinė ir lygiagreti konfigūracija;
• numatoma ciklo trukmė ir plūduriavimo trukmė;
• darbinė temperatūra;
• lentynos arba spintelės vieta;
• vėdinimo ir saugos reikalavimai;
• stebėjimo ir priežiūros metodas;
• suderinamumas su UPS įkrovikliu.

Skirtingo amžiaus, talpos ar būklės baterijų maišymas vienoje eilutėje gali sumažinti patikimumą.

Praktiška UPS dydžio nustatymo darbo eiga

1. Sudarykite kritinių apkrovų sąrašą

Įrašykite kiekvieną įrenginį, jo išmatuotus vatus, VA arba galios koeficientą, paleidimo elgseną ir prioritetą. Pašalinkite įrangą, kuriai nereikia atsarginės baterijos.

2. Apskaičiuokite vatus ir VA

Pridėkite tikrąją galią vatais ir tariamą galią VA. Pasirinktas UPS turi atitikti abu reitingus.

3. Pridėti dizaino paraštę

Įtraukite pagrįstą darbo erdvę ir žinomą būsimą plėtrą.

4. Nustatykite vykdymo laiką

Nurodykite vykdymo laiką esant numatomai apkrovai, o ne tam tikru procentiniu dydžiu, išspausdintu brošiūroje.

5. Pasirinkite UPS topologiją

Jautrioms, itin svarbioms arba prasto tinklo programoms, an internetinė UPS sistema gali užtikrinti nuolatinį dvigubos konversijos energijos kondicionavimą ir nulinį perdavimo laiką į akumuliatorių.

6. Nustatykite akumuliatoriaus sistemos dydį

Apskaičiuokite preliminarų energijos poreikį, tada patikrinkite jį naudodami pasirinktą UPS ir akumuliatoriaus išsikrovimo duomenis.

7. Suplanuokite įrengimą ir priežiūrą

Apima aplinkkelio įrenginius, pertraukiklius, laidus, akumuliatorių lentynas, vėdinimą, stebėjimą, periodinį bandymą ir baterijų keitimą.

RFQ darbalapis UPS vykdymo laiko pasiūlymui

Pateikite šią informaciją, kad gautumėte tikslų pasiūlymą:

Dažnai užduodami klausimai

Ar UPS veikimo laiką galima apskaičiuoti tik iš VA?

Ne. VA apibūdina tariamąją galią, o ne sukauptą energiją. Veikimo laiko skaičiavimams reikalinga reali apkrova vatais ir informacija apie akumuliatoriaus sistemą.

Ar padvigubėjus Ah akumuliatoriaus veikimo laikas padvigubėja?

Esant identiškoms sąlygoms, padvigubinus naudojamą akumuliatoriaus energiją, veikimo laikas gali pailgėti maždaug dvigubai. Praktiškai turi būti patikrintas iškrovos greitis, UPS įkrovimo ribos, akumuliatoriaus konfigūracija ir sistemos nuostoliai.

Ar didesnis UPS automatiškai veikia ilgiau?

Ne. Didesnė galia reiškia, kad UPS gali palaikyti didesnę apkrovą. Veikimo laikas pirmiausia priklauso nuo akumuliatoriaus energijos ir prijungtos apkrovos. Dvi UPS sistemos, turinčios tą patį kVA reitingą, gali turėti labai skirtingą veikimo laiką.

Kiek laiko 100Ah baterija veiks UPS?

To negalima nustatyti vien iš Ah. Taip pat reikalinga akumuliatoriaus įtampa, baterijų skaičius, apkrovos vatai, UPS efektyvumas, iškrovos greitis ir išjungimo įtampa.

Kodėl gamintojo veikimo laikas skiriasi nuo mano formulės?

Gamintojo duomenys gali atspindėti realias akumuliatoriaus išsikrovimo kreives, keitiklio elgesį ir išjungimo ribas. Paprasta formulė yra tik planavimo sąmata.

Ar po įdiegimo reikia išbandyti veikimo laiką?

Pradedant eksploatuoti reikia patikrinti UPS, signalizacijas, aplinkkelį, akumuliatoriaus sistemą ir stebėjimą. Bet koks kontroliuojamas veikimo laikas turi atitikti gamintojo nurodymus, nes visiškai išsikrovus, kritinė apkrova gali laikinai palikti be tinkamo akumuliatoriaus rezervo.

Apatinė eilutė

Norėdami apskaičiuoti UPS veikimo laiką, konvertuokite akumuliatorių į naudingąsias vatvalandes ir padalykite iš tikrosios prijungtos apkrovos. Tada vertinkite rezultatą kaip planavimo vertę, o ne garantiją. Galutinis veikimo laikas turi būti patikrintas pagal pasirinktą UPS, akumuliatoriaus išsikrovimo duomenis, sistemos išjungimo ribas ir vietos sąlygas.

Norėdami atlikti pritaikytą skaičiavimą, atsiųskite kritinės apkrovos vatus ir VA, reikalingą veikimo laiką, įvesties / išvesties galią, atleidimo tikslą ir diegimo aplinką. Dėl UPS ir akumuliatoriaus dydžio palaikymo kreipkitės į USYTU.