UPS不間斷電源的空開、電纜、電池的配置計算和公式

關於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,那麼今天我們來詳細瞭解下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。

UPS不間斷電源的空開、電纜、電池的配置計算和公式


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:


UPS不間斷電源的空開、電纜、電池的配置計算和公式


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

這裡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:

UPS不間斷電源的空開、電纜、電池的配置計算和公式

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


這裡面補充下,什麼是標稱功率

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,那麼標稱功率就是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(實際可採用35 mm2)

輸出線纜(mm2)=152/5=30mm2(實際可採用35 mm2)

電池線纜(mm2)=200/4=50mm2(實際可採用60 mm2)

二、ups電池的配置


這裡面就看下ups常用的兩種計算方法。

一、恆電流法

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後備時間,查出所需的電池組的放電速率值C,

然後根據:

電池組的標稱容量= I最大/C

算出電池的標稱容量。


UPS不間斷電源的空開、電纜、電池的配置計算和公式


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% 後備時間: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值取至於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 並聯5組


二、恆功率法

根據蓄電池功率可以準確地選出蓄電池的型號,首先計算在後備時間內,每個電池至少向UPS提供的恆功率

恆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}/(ŋ×N)

其中:

W----電池組提供的功率

P-----UPS額定功率

cosØ--功率因數

ŋ-----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 後備時間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)

恆功率法

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系列電池恆功率表可知


UPS不間斷電源的空開、電纜、電池的配置計算和公式


UPS不間斷電源的空開、電纜、電池的配置計算和公式


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電池型錄恆功率放電特性表)。

電池組數量=387.2/217=1.78組。

即:選用2組120AH,共58節120AH電池。


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