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    ups的空開、電纜及電池的配置計算

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    很多朋友問到關于ups相關的計算,其實關于ups方面的計算還是挺多,ups無論是接空開,還是連接電纜,以及選擇電池,都可能需要計算它的電流或功率等,那么今天我們來詳細了解下ups的相關計算。

     

    一、ups空開及電纜的配置

    一、高頻ups與工頻ups的區別

    ups從分類來說,分為高頻ups工頻ups,高頻機體積小、重量輕,價格低適合單個工作點的小功率設備保護,對干擾不敏感的設備和可靠性要求不很高的場合。

    而工頻機適合所有設備保護,無論是網點設備還是IDC(數據中心),可靠性較高,但工頻機有體積大、重量重、價格高等缺點。

    對電力品質和可靠性要求較高的地方,應使用工頻機。反之,則可使用高頻機。他們空開輸入電流和輸出電流的計算方法,都是一樣的。

    我們首先要看下,ups如何計算空開。

     

    二、ups輸入電流的計算方法 

       我們首先要看下輸入電流的計算公式:

    其中:S:三相UPS=3,單相UPS=1

    例1:

    已知:UPS功率:100KVA,輸入臨界電壓:176V,輸入功率因數:0.99(高頻機都可以近似取1,工頻機取值0.85),整機效率:0.95,S=3,輸出功率因數:0.8。

    計算結果如下:

                      100000×0.8   

    輸入電流(A)= ———————  =160A

                   176×0.95×3*1

    這里以工頻機輸入功率因數作為計算。

     

    例2:

    已知:UPS功率:6KVA,輸入臨界電壓:176V,輸入功率因數:0.99(高頻機都可以近似取1,工頻機取值0.85),整機效率:0.90,S=1,輸出功率因數:0.7。

    計算結果如下:

                      6000×0.8   

    輸入電流(A)=——————  =30A

                    176×0.9×1

     

    三、ups輸出電流的計算方法

       我們先來看下輸出電流的計算公式:    

    S:三相UPS=3,單相UPS=1。

     

    舉例:

    已知:UPS功率:100KVA,輸出電壓:220V,S=3(三相ups)。

     

    計算結果如下:

                       100000   

    輸出電流(A)=——————=152A

                     220×3

     

    這里面補充下,什么是標稱功率?

    標稱功率是廠家標稱的功率,,最大功率是產品的實際最大功率,產品的實際功率一般不是整數, 比如說是511.3瓦, 廠家不可能把這個小數都標出來的, 很有可能就標500瓦,那么標稱功率就是500瓦,也就是就近取整。

     

    四、電纜大小計算方法

    交流電流一般按3-5A/mm2計算,直流電流一般按2-4A/mm2計算;

    例如:100KVA 輸入電流:160A,輸出電流:152A,電池電流200A。

    輸入線纜(mm2)=160/5=32mm2(實際可采用35 mm2)

    輸出線纜(mm2)=152/5=30mm2(實際可采用35 mm2)

    電池線纜(mm2)=200/4=50mm2(實際可采用60 mm2)

     

    二、ups電池的配置

    這里面就看下ups常用的兩種計算方法。

    一、恒電流法

    1、計算蓄電池的最大放電電流值:

     I最大=Pcosф/(η*E臨界*N)

    注:

    P → UPS電源的標稱輸出功率

    cosф → UPS電源的輸出功率因數

    η → UPS逆變器的效率,一般為0.88~0.96(根據具體型號\功率取值)

    E臨界 → 蓄電池組的臨界放電電壓(12V電池約為10.5V,2V電池約為1.75V)

    N →每組電池的數量

     

    2、根據所選的蓄電池組的后備時間,查出所需的電池組的放電速率值C,

    然后根據:

    電池組的標稱容量= I最大/C

    算出電池的標稱容量。

    舉例

    型號:三進三出高頻系列 100KVA,輸出功率因數Cosф:0.8   直流電壓:480V(電池低壓保護:420V)  效率:93%  后備時間:2小時,每一電池組額定節數N:40節。

    電流法

    I最大=Pcosф/(η*E臨界*N)= 100*1000*0.8/0.93*10.5*40 =204.8A

    電池組的標稱容量AH= I最大/C = 204.8/0.42= 487.6AH 

     (C值取至于蓄電池的放電時間與放電速率C對應表,0.42對應的是2h,可以查看上表)

       因此, 電池組的標稱容量AH487.6AH,需要選用12V100AH 40節 并聯5組。

     

    二、恒功率法

    根據蓄電池功率可以準確地選出蓄電池的型號,首先計算在后備時間內,每個電池至少向UPS提供的恒功率。

    恒功率法計算公式如下:

    電池組提供的功率W=UPS的負載KVA×功率因數 / 逆變器的效率

    需要每節電池提供的功率=電池組提供的功率W / 每組電池額定節數

    即: 

     W={P(VA)×1000×cosØ}/(?×N)

    其中:

    W----電池組提供的功率

    P-----UPS額定功率

    cosØ--功率因數

    ?-----UPS滿載時逆變器效率

    N--- -UPS每電池組額定節數

     

    舉例

    臺達NT系列80KVA  UPS 后備時間30min,選用DCF126-12系列電池。計算電池容量?

      臺達NT80KVA UPS直流終止電壓為300V及U臨界=300V,直流電壓為348V電池組選用29只12V電池,故N=29,n=6, U終壓=1.75v UPS的功率因子Pf =0.8,逆變器轉換效率η=0.95,DCF126-12系列電池放電30min終止電壓1.75V/CELL是放電速率?=0.98(以上數據均應用臺達UPSDCF126電池性能技術參數)

     

    恒功率法

    P(W)={P(VA)*Pf}/η
    ={80*1000*0.8}/0.95=67368.4(W)

    Pnc=P(W)/(N*n)

    =67368.4 /(29*6)=387.2(W)

     查臺達DCF126-12系列電池恒功率表可知

    DCF126-12/120電池終止電壓為1.75v時放電30min電池提供功率為217W(數據是引用上面臺達DCF126電池型錄恒功率放電特性表)。

      電池組數量=387.2/217=1.78組。
      即:選用2組120AH,共58節120AH電池。

     

    轉載自“數據中心運維管理”公眾號

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