Kā aprēķināt UPS darbības laiku: formula, piemēri un akumulatora izmērs 

Cik ilgi UPS nodrošinās iekārtu darbību strāvas padeves pārtraukuma laikā? Atbilde ir atkarīga no vairāk nekā no VA numura, kas uzdrukāts uz priekšējā paneļa. UPS darbības laiku nosaka reālā pievienotā slodze, akumulatora enerģija, invertora efektivitāte, izmantojamā izlādes jauda, ​​akumulatora stāvoklis un darba temperatūra.

Ātrā atbilde: Praktiskā plānošanas tāme ir:

Darbības laiks (stundās) ≈ Akumulatora bankas spriegums × ampērstundas × paralēlās virknes × efektivitāte × izmantojamās jaudas koeficients ÷ pievienotā slodze vatos

Šī formula ir noderīga agrīnai izmēru noteikšanai, taču tā nav garantēta izpildes laiks. Svina-skābes izlādes darbība ir nelineāra, un reālām sistēmām ir arī invertora atslēgšanas robežas, akumulatora novecošanās, kabeļu zudumi un temperatūras ietekme. Galīgajā atlasē jāizmanto UPS ražotāja izpildlaika dati un lietojumprogrammas akumulatora aprēķins.

Piecas jums nepieciešamās ievades

Pirms UPS akumulatora rezerves laika aprēķināšanas ievāciet šīs vērtības:

1. Pievienotā slodze vatos: reālā jauda, ko patērē visas iekārtas, kas paliks ieslēgtas pārtraukuma laikā.
2. UPS vatu un VA reitingi: slodzei jāpaliek zem abām robežām.
3. Akumulatora bankas līdzstrāvas spriegums: virknē savienoto akumulatoru kombinētais spriegums.
4. Akumulatora jauda ampērstundās: vienas sērijas virknes Ah vērtējums; paralēlās virknes palielina kopējo Ah.
5. Efektivitāte un samazināšanas faktori: piemaksas par invertora zudumiem, izmantojamo izlādes dziļumu, akumulatora vecumu un temperatūru.

Ja trūkst kādas no šīm vērtībām, rezultāts var būt maldinošs.

VA, vati un vatstundas nav viens un tas pats

Daudzas UPS izmēra kļūdas sākas, apstrādājot VA, vatus un vatstundas kā savstarpēji aizstājamus.

Pamatattiecības starp vatiem un VA ir:

Vati = VA × jaudas koeficients

Tāpēc:

Nepieciešamais VA = slodzes vati ÷ jaudas koeficients

Piemērs: ja iekārta patērē 1800 W un piemērojamais jaudas koeficients ir 0,9:

1800 W ÷ 0,9 = 2000 VA

UPS jāatbalsta vismaz 1800 W un 2000 VA. Pirms galīgā modeļa izvēles jāpievieno plānošanas rezerve un turpmākās izaugsmes pabalsts.

Soli pa solim UPS izpildlaika formula

1. darbība. Aprēķiniet nominālo akumulatora enerģiju

Vienai akumulatora virknei:

Akumulatora nominālā enerģija (Wh) = līdzstrāvas kopnes spriegums × akumulatora Ah

Ja paralēli ir savienotas identiskas virknes:

Akumulatora nominālā enerģija (Wh) = līdzstrāvas kopnes spriegums × Ah × paralēlo virkņu skaits

Sērijas virknē akumulatora spriegums tiek pievienots, bet Ah reitings nepalielinās. Paralēlajās virknēs Ah jauda tiek pievienota, kamēr virknes spriegums paliek nemainīgs.

2. darbība: izmantojiet efektivitāti

Invertors un iekšējie UPS komponenti patērē enerģiju. Plānošanas aprēķinos atkarībā no sistēmas un slodzes var tikt piemērots efektivitātes koeficients, piemēram, no 0,85 līdz 0,95.

Enerģija pēc pārveidošanas zudumiem = nominālā Wh × UPS efektivitāte

Izmantojiet faktiskos ražotāja datus, kad tie ir pieejami.

3. darbība. Lietojiet izmantojamās ietilpības un stāvokļa faktorus

Ar akumulatoru nevajadzētu izturēties tā, it kā 100% no tā datu plāksnītes enerģijas vienmēr sasniegtu slodzi. Izmantojiet faktorus:

• minimālais pieļaujamais izlādes spriegums;
• akumulatora ķīmija un izlādes ātrums;
• vecums un veselības stāvoklis;
• apkārtējās vides temperatūra;
• projektēšanas rezerve;
• kabeļa un savienojuma zudumi.

Iepriekšējai plānošanai tos var apvienot izmantojamās jaudas koeficientā. Pareizajai vērtībai ir jābūt no akumulatora un UPS konstrukcijas prasībām.

4. solis: sadaliet izmantojamo enerģiju ar slodzi

Darbības laiks (stundas) = izmantojamā akumulatora enerģija (Wh) ÷ Slodze (W)

Reiziniet ar 60 minūtēm:

Izpildes laiks (minūtes) = izpildes laiks (stundas) × 60

Darbojas 1. piemērs: mazs servera plaukts

Pieņemsim:

• pievienotā slodze: 800 W;
• akumulatora banka: 48 V, 100 Ah;
• viena akumulatora virkne;
• plānošanas efektivitāte: 90%;
• izmantojamās jaudas koeficients: 70%.

Nominālā enerģija:

48 V × 100 Ah = 4800 Wh

Paredzamā izmantojamā enerģija:

4800 Wh × 0,90 × 0,70 = 3024 Wh

Plānošanas laiks:

3024 Wh ÷ 800 W = 3,78 stundas jeb aptuveni 227 minūtes

Šis ir vienkāršots enerģijas aprēķins. Faktiskais darbības laiks var būt īsāks, jo svina-skābes kapacitāte mainās atkarībā no izlādes ātruma, akumulatora vecuma un izslēgšanas sprieguma. Lai gala lietotājam solītu 227 minūtes, ir nepieciešama ražotāja izpildlaika līkne.

Nostrādāts 2. piemērs: Trīsfāzu biznesa slodze

Pieņemsim:

• kritiskā slodze: 10 000 W;
• Līdzstrāvas akumulatora banka: 384 V, 100 Ah;
• viena akumulatora virkne;
• plānošanas efektivitāte: 92%;
• izmantojamās jaudas koeficients: 70%.

Nominālā enerģija:

384 V × 100 Ah = 38 400 Wh

Paredzamā izmantojamā enerģija:

38 400 Wh × 0,92 × 0,70 = 24 729,6 Wh

Plānošanas laiks:

24 729,6 Wh ÷ 10 000 W = 2,47 stundas jeb aptuveni 148 minūtes

Šis piemērs parāda, kā darbojas formula, nevis universāls dizains. Akumulatora daudzumam, līdzstrāvas spriegumam un uzlādes jaudai ir jāatbilst izvēlētajam UPS. Augstsprieguma akumulatoru sistēmām nepieciešama profesionāla inženierija, aizsargierīces un drošas uzstādīšanas procedūras.

Kāpēc reālais UPS darbības laiks parasti ir mazāks par ideālo aprēķinu?

Ideāls aprēķins nominālās vatstundas dala ar slodzes vatiem. Reālo akumulatora rezerves laiku ietekmē papildu nosacījumi.

Akumulatora izlādes ātrums

Svina-skābes akumulatori nodrošina mazāku izmantojamo jaudu pie lieliem izlādes ātrumiem, nekā varētu liecināt vienkāršs Ah aprēķins. Šī uzvedība ir viens no iemesliem, kāpēc izpildlaiks nemainās pilnīgi lineāri ar slodzi.

Akumulatora vecums

Akumulatora jauda laika gaitā samazinās. Sistēma, kas paredzēta tikai jauna akumulatora veiktspējai, var nesasniegt nepieciešamo darbības laiku, tuvojoties nomaiņas intervāla beigām.

Temperatūra

Zema temperatūra var samazināt pieejamo jaudu. Augsta temperatūra var īslaicīgi palielināt jaudu, bet paātrināt akumulatora novecošanos. Akumulatora telpai jāpaliek ieteicamajā darbības diapazonā.

UPS pārtraukšana un rezerve

Invertors pārstāj izlādēties, pirms teorētiskā akumulatora enerģija sasniedz nulli. Tas aizsargā akumulatoru un saglabā sistēmas vadību.

Ielādēt izmaiņas

Serveri, dzesēšanas ventilatori, motori un rūpnieciskās iekārtas ne vienmēr patērē pastāvīgu jaudu. Projektā ir jāiekļauj palaišanas strāvas un slodzes maksimumi.

Cik daudz UPS telpas vajadzētu pievienot?

Pēc pievienotās slodzes aprēķināšanas pievienojiet jaudu darbības peļņai un paredzamajam pieaugumam. Parasti izmantotais sākumpunkts ir aptuveni par 20–25% virs pašreizējās slodzes, taču atbilstošā rezerve ir atkarīga no pielietojuma.

Izvairieties no abām galējībām:

• Pārāk maz vietas: palielina pārslodzes risku, samazina paplašināšanas spēju un var saīsināt darbības laiku.
• Pārmērīgs lielums: palielina iegādes izmaksas un var darbināt UPS daudz zem tā efektīvā dizaina diapazona.

Moduļu instalācijām jaudu var palielināt pakāpeniski. USYTU YT-UM Rack-Modular UPS 10–200kVA atbalsta modulāras konfigurācijas kritisko slodžu palielināšanai.

UPS darbības laika plānošana pēc lietojumprogrammas

Izpildlaikam jābūt balstītam uz darbības mērķi. “Cik ilgi vien iespējams” nav pilnīga inženiertehniskā prasība.

Bateriju izvēle UPS darbības laikam

Akumulatora izvēlei jāatbilst UPS uzlādes sistēmai, līdzstrāvas spriegumam, izlādes strāvai un uzstādīšanas videi.

USYTU nodrošina a akumulatoru produktu kategorija ar vairākām 12 V akumulatoru ietilpībām. Pircēji, kuri novērtē pagarinātā izpildlaika sistēmas, var pārskatīt 12V 100Ah uzglabāšanas akumulators un 12V 200Ah uzglabāšanas akumulators kā atsauces produkti.

Neizvēlieties akumulatoru tikai pēc Ah. Apstiprināt:

• akumulatora ķīmija un paredzētā izmantošana gaidīšanas režīmā;
• nominālais un uzlādes spriegums;
• pastāvīgas jaudas vai pastāvīgas strāvas izlādes dati;
• termināla un kabeļa strāvas jauda;
• sērijveida un paralēlā konfigurācija;
• paredzamais cikla kalpošanas laiks un peldēšanas laiks;
• darba temperatūra;
• plaukta vai skapja telpa;
• ventilācijas un drošības prasības;
• uzraudzības un uzturēšanas metode;
• saderība ar UPS lādētāju.

Dažāda vecuma, jaudas vai apstākļu bateriju sajaukšana vienā virknē var samazināt uzticamību.

Praktiska UPS izmēru noteikšanas darbplūsma

1. Izveidojiet kritisko slodžu sarakstu

Reģistrējiet katru ierīci, tās izmērītos vatus, VA vai jaudas koeficientu, palaišanas darbību un prioritāti. Noņemiet aprīkojumu, kam nav nepieciešama akumulatora dublēšana.

2. Aprēķiniet vatus un VA

Pievienojiet reālo jaudu vatos un šķietamo jaudu VA. Izvēlētajam UPS ir jāatbilst abiem vērtējumiem.

3. Pievienojiet noformējuma rezervi

Iekļaujiet saprātīgu darbības telpu un zināmu turpmāko paplašināšanos.

4. Iestatiet izpildlaika mērķi

Norādiet izpildlaiku ar paredzamo slodzi, nevis ar patvaļīgu procentuālo daļu, kas drukāta brošūrā.

5. Izvēlieties UPS topoloģiju

Sensitīvām, kritiskām vai vāja tīkla lietojumprogrammām, an tiešsaistes UPS sistēma var nodrošināt nepārtrauktu divkāršas pārveidošanas jaudas kondicionēšanu un nulles pārsūtīšanas laiku uz akumulatoru.

6. Nosakiet akumulatora sistēmas izmēru

Aprēķiniet sākotnējo enerģijas pieprasījumu, pēc tam pārbaudiet to, izmantojot atlasīto UPS un akumulatora izlādes datus.

7. Plānojiet uzstādīšanu un apkopi

Iekļaujiet apvedceļa izkārtojumus, slēdžus, kabeļus, akumulatoru statīvus, ventilāciju, uzraudzību, periodiskas pārbaudes un bateriju nomaiņu.

RFQ darblapa UPS izpildlaika piedāvājumam

Lai iegūtu precīzu piedāvājumu, sniedziet šādu informāciju:

Bieži uzdotie jautājumi

Vai UPS darbības laiku var aprēķināt tikai no VA?

Nē. VA apraksta šķietamo jaudu, nevis uzkrāto enerģiju. Lai veiktu darbības laika aprēķinus, ir nepieciešama reālā slodze vatos un informācija par akumulatora sistēmu.

Vai dubultā akumulatora Ah darbības laiks palielinās?

Identiskos apstākļos, divkāršojot izmantojamo akumulatora enerģiju, darbības laiks var aptuveni dubultot. Praksē ir jāpārbauda izlādes ātrums, UPS uzlādes ierobežojumi, akumulatora konfigurācija un sistēmas zudumi.

Vai lielāks UPS automātiski darbojas ilgāk?

Nē. Lielāka jauda nozīmē, ka UPS var atbalstīt lielāku slodzi. Darbības laiks galvenokārt ir atkarīgs no akumulatora enerģijas un pievienotās slodzes. Divām UPS sistēmām ar vienādu kVA reitingu var būt ļoti atšķirīgs darbības laiks.

Cik ilgi 100Ah akumulators darbinās UPS?

To nevar noteikt tikai pēc Ah. Nepieciešams arī akumulatora spriegums, akumulatoru skaits, slodzes vati, UPS efektivitāte, izlādes ātrums un izslēgšanas spriegums.

Kāpēc ražotāja izpildlaiks atšķiras no manas formulas?

Ražotāja dati var atspoguļot reālas akumulatora izlādes līknes, invertora darbību un izslēgšanas robežas. Vienkārša formula ir tikai plānošanas tāme.

Vai pēc instalēšanas ir jāpārbauda izpildlaiks?

Nodošanā ekspluatācijā jāpārbauda UPS, trauksmes signāli, apvedceļš, akumulatora sistēma un uzraudzība. Jebkurā kontrolētā darbības laika pārbaudē ir jāievēro ražotāja norādījumi, jo pilnīga izlāde var īslaicīgi atstāt kritisko slodzi bez atbilstošas ​​​​akumulatora rezerves.

Bottom Line

Lai novērtētu UPS darbības laiku, pārveidojiet akumulatora banku izmantojamās vatstundās un izdaliet ar reālo pievienoto slodzi. Pēc tam uzskatiet rezultātu par plānošanas vērtību, nevis garantiju. Galīgais darbības laiks ir jāpārbauda attiecībā pret izvēlēto UPS, akumulatora izlādes datiem, sistēmas atslēgšanas ierobežojumiem un vietas apstākļiem.

Lai veiktu pielāgotu aprēķinu, nosūtiet kritiskās slodzes vatus un VA, nepieciešamo darbības laiku, ieejas/izejas jaudu, dublēšanas mērķi un instalācijas vidi. Sazinieties ar USYTU, lai saņemtu atbalstu UPS un akumulatora izmēra noteikšanai.