UPS種類配置
根據(jù)設(shè)備使用情況和供電要求,本著既經(jīng)濟(jì)又達(dá)目的的原則選擇適合的UPS設(shè)備。一般對電源要求不太高的小功率設(shè)備適宜選擇后備式UPS;對電源要求較高而市電指標(biāo)一般時(shí),應(yīng)選在線互動(dòng)式;用電設(shè)備對電源要求苛刻,不允許有間斷時(shí)間時(shí),要選擇在線式UPS。
UPS容量配置
1)UPS功率配置
一般UPS電源標(biāo)出的功率為視在功率,單位為“VA”,而用電設(shè)備標(biāo)出的功率為有功功率,單位為“W”,它們之間存在一個(gè)無功功率,即視在功率=有功功率+無功功率,有功功率/視在功率=功率因數(shù)。后備式、在線互動(dòng)式功率因數(shù)在0.5~0.7之間,在線式功率因數(shù)在0.8左右。
設(shè)某用電設(shè)備的功率為300W,選擇在線式UPS的功率容量。
則300÷0.8÷0.6=625,通過計(jì)算選擇600VA左右的UPS較合適。其中0.6這個(gè)數(shù)字意味著UPS的負(fù)載不宜超過額定負(fù)載的60%,負(fù)載過重或過輕都會(huì)縮短蓄電池的使用壽命,進(jìn)而影響整個(gè)UPS的使用壽命。
2)UPS電池容量的配置
在市電中斷(停電)時(shí),UPS不間斷電源之所以能不間斷供電,是因?yàn)橛行铍姵貎?chǔ)能,所能供電時(shí)間的長短由蓄電池的容量大小決定,因此電池配置方面在選購UPS不間斷電源產(chǎn)品就顯得尤其重要。
電池容量的大小用安時(shí)數(shù)(AH)表示,例如24AH表示放電電流為24安培時(shí),可以連續(xù)放電1小時(shí);或放電電流為1安培時(shí),可以連續(xù)放電24小時(shí)。即放電電流×放電時(shí)間=電池容量。通常用電壓與安時(shí)數(shù)共同表示電池容量,例如24V/24AH、12V/24AH、12V/7AH等。相同電壓的電池,安時(shí)數(shù)大的容量大;相同安時(shí)數(shù)的電池,電壓高的容量大。
例如某用電設(shè)備的功率為150W,要求放電時(shí)間為0.5小時(shí),請選擇12V電池容量。則電池容量=150÷12×0.5÷0.7=8.9AH,使用12V/9AH左右的蓄電池即可。0.7的意思是設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按放電70%計(jì)算,否則會(huì)影響電池的使用壽命。
UPS蓄電池配置具體計(jì)算方法如下:
1、明確什么因素可以影響備用時(shí)間:
(1)負(fù)載總功率P總(W),考慮到UPS的功率因數(shù),在計(jì)算時(shí)可直接以P總的伏安(VA)為單位來計(jì)算。
(2)V低是蓄電池放電后的終止電壓(V),2V電池V低=1.7V;12V電池V低=10.2V
(3)V低是蓄電池放電后的終止電壓(V),2V電池V低=1.7V;12V電池V低=10.2V
(4)Kh為電池容量換算系數(shù)(Ct/C10),10Hr放電率為1,5Hr放電率0.9,3Hr放電率為0.75,1Hr放電率為0.62
(5)I為電池工作電流(A),T為連續(xù)放電時(shí)間(H),V為UPS外接電池的直流供電電壓(V)
2、UPS電源的電池配置計(jì)算方法
1)恒功率法(查表法)
這種方法是根據(jù)蓄電池恒功率放電參數(shù)可以快速準(zhǔn)確地選出蓄電池的型號。首先計(jì)算在后備時(shí)間內(nèi),每個(gè)2v單體電池至少應(yīng)向UPS提供的恒功率。
P(W)電池組提供的總功率P(VA)UPS標(biāo)稱容量(VA)
PFUPS功率因子n逆變器轉(zhuǎn)換效率
Pnc每cell需要提供的功率n機(jī)器配置的電池?cái)?shù)量
N單體電池cell數(shù)Vmin電子單體終止電壓
計(jì)算步驟:
P(W)={P(VA)*Pf}/η
Pnc=P(W)/(N*n)
UPS不間斷電源廠家往往都會(huì)提供Vmin下的恒功率放電參數(shù)表,我們可以在表中找出等于或者稍大于Pnc的功率值,這一功率值所對應(yīng)的型號即能夠滿足UPS電源系統(tǒng)的要求。如果表中所列的功率值均小于Pnc.可以通過多組電池并聯(lián)的方式達(dá)到要求。
2)估算法
這是根據(jù)蓄電池的恒流放電曲線來確定蓄電池容量和型號的方法,首先計(jì)算PS系統(tǒng)要求的電池 大電流:
Imax電池組提供 大電流Umin電池組的 底電壓
Imax={P(VA)*Pf}/(η*Umin)
可以根據(jù)UPS要求的后備時(shí)間從電池恒流放電曲線中查出放電速率n,然后根據(jù)放電速率的定義:n=Imax/C10,得出配置蓄電池的額定容量C10并確定電池型號。
3)恒流法:
Q=P×T/K×V×η
Q-蓄電池容量(AH)、P-負(fù)載功率、T-備用小時(shí)數(shù)(按2小時(shí)計(jì)算)
K-蓄電池放電系數(shù)(2小時(shí))、V-UPS整流后母線電壓、η-蓄電池逆變效率
配置方法的選擇
根據(jù)設(shè)備的多少和分布情況選擇集中配置方式或分散配置方式。
集中配置方式就是多臺(tái)用電設(shè)備共用一臺(tái)UPS,優(yōu)點(diǎn)是集中維護(hù),便于管理,缺點(diǎn)是如設(shè)備之間距離較遠(yuǎn),必須鋪設(shè)連接電纜,成本較高。一般設(shè)備距離較近,安放集中,能夠較統(tǒng)一的使用同一種類的UPS系統(tǒng),適宜選擇該種方式。
分散配置方式就是對同一系統(tǒng)的不同設(shè)備分別配備不同的UPS。優(yōu)點(diǎn)是配置具有靈活性,成本低可靠性相對較高,是目前比較流行的配備方式,缺點(diǎn)是不易維護(hù),管理不便。一般適合每個(gè)設(shè)備不宜選擇同一類型UPS,設(shè)備安放較分散的系統(tǒng)。
我們在確定了UPS不間斷電源的品牌和所需延長的時(shí)間下??梢愿鶕?jù)蓄電池品牌樣本數(shù)據(jù)中提供的恒功率放電數(shù)據(jù)表或者橫流放電曲線,通過恒功率法,估算法以及恒電流法等計(jì)算方法來計(jì)算確定蓄電池的型號和容量。
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