UPS的空开、电缆及电池的配置计算

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安徽信控电气   2019-6-30 05:43   732   0
很多朋友问到关于ups相关的计算,其实关于ups方面的计算还是挺多,ups无论是接空开,还是连接电缆,以及选择电池,都可能需要计算它的电流或功率等,那么今天我们来详细了解下ups的相关计算。


一、ups空开及电缆的配置
一、高频ups与工频ups的区别ups从分类来说,分为高频ups与工频ups,高频机体积小、重量轻,价格低适合单个工作点的小功率设备保护,对干扰不敏感的设备和可靠性要求不很高的场合。
而工频机适合所有设备保护,无论是网点设备还是IDC(数据中心),可靠性较高,但工频机有体积大、重量重、价格高等缺点。


对电力品质和可靠性要求较高的地方,应使用工频机。反之,则可使用高频机。他们空开输入电流和输出电流的计算方法,都是一样的。


我们首先要看下,ups如何计算空开。


二、ups输入电流的计算方法    我们首先要看下输入电流的计算公式:


其中:S:三相UPS=3,单相UPS=1


例1:
已知:UPS功率:100KVA,输入临界电压:176V,输入功率因数:0.99(高频机都可以近似取1,工频机取值0.85),整机效率:0.95,S=3,输出功率因数:0.8。
计算结果如下:
                           100000×0.8   
输入电流(A)= ——————  =160A
                         176×0.95×3*1
这里以工频机输入功率因数作为计算。


例2:
已知:UPS功率:6KVA,输入临界电压:176V,输入功率因数:0.99(高频机都可以近似取1,工频机取值0.85),整机效率:0.90,S=1,输出功率因数:0.7。

计算结果如下:
                         6000×0.8   
输入电流(A)=——————  =30A
                         176×0.9×1
三、ups输出电流的计算方法  我们先来看下输出电流的计算公式:


S:三相UPS=3,单相UPS=1。


举例:
已知:UPS功率:100KVA,输出电压:220V,S=3(三相ups)。


计算结果如下:
                         100000   
输出电流(A)=————=152A
                         220×3


这里面补充下,什么是标称功率?
标称功率是厂家标称的功率,,最大功率是产品的实际最大功率,产品的实际功率一般不是整数, 比如说是511.3瓦, 厂家不可能把这个小数都标出来的, 很有可能就标500瓦,那么标称功率就是500瓦,也就是就近取整。

四、电缆大小计算方法交流电流一般按3-5A/mm2计算,直流电流一般按2-4A/mm2计算;

例如:100KVA 输入电流:160A,输出电流:152A,电池电流200A。

输入线缆(mm2)=160/5=32mm2(实际可采用35 mm2)
                     
输出线缆(mm2)=152/5=30mm2(实际可采用35 mm2)

电池线缆(mm2)=200/4=50mm2(实际可采用60 mm2)

二、ups电池的配置


这里面就看下ups常用的两种计算方法。
一、恒电流法1、计算蓄电池的最大放电电流值:

I最大=Pcosф/(η*E临界*N)
注:
P → UPS电源的标称输出功率
cosф → UPS电源的输出功率因数
η → UPS逆变器的效率,一般为0.88~0.96(根据具体型号\功率取值)
E临界 → 蓄电池组的临界放电电压(12V电池约为10.5V,2V电池约为1.75V)
N →每组电池的数量


2、根据所选的蓄电池组的后备时间,查出所需的电池组的放电速率值C,
然后根据:
电池组的标称容量= I最大/C
算出电池的标称容量。


举例
型号:三进三出高频系列 100KVA,输出功率因数Cosф:0.8   直流电压:480V(电池低压保护:420V)  效率:93%  后备时间:2小时,每一电池组额定节数N:40节。

电流法
I最大=Pcosф/(η*E临界*N)= 100*1000*0.8/0.93*10.5*40 =204.8A
电池组的标称容量AH= I最大/C = 204.8/0.42= 487.6AH
(C值取至于蓄电池的放电时间与放电速率C对应表,0.42对应的是2h,可以查看上表)
   因此, 电池组的标称容量AH487.6AH,需要选用12V100AH 40节 并联5组。


二、恒功率法根据蓄电池功率可以准确地选出蓄电池的型号,首先计算在后备时间内,每个电池至少向UPS提供的恒功率。
恒功率法计算公式如下:
电池组提供的功率W=UPS的负载KVA×功率因数 / 逆变器的效率
需要每节电池提供的功率=电池组提供的功率W / 每组电池额定节数
即:
W={P(VA)×1000×cos}/(×N)
其中:
W----电池组提供的功率
P-----UPS额定功率
cos--功率因数
-----UPS满载时逆变器效率
N--- -UPS每电池组额定节数
举例
台达NT系列80KVA  UPS 后备时间30min,选用DCF126-
12系列电池。计算电池容量?

  台达NT80KVA UPS直流终止电压为300V及U临界=300V,直流电压为348V电池组选用29只12V电池,故N=29,n=6, U终压=1.75v UPS的功率因子Pf =0.8,逆变器转换效率η=0.95,DCF126-12系列电池放电30min终止电压1.75V/CELL是放电速率?=0.98(以上数据均应用台达UPSDCF126电池性能技术参数)



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)
  查台达DCF126-12系列电池恒功率表可知




  DCF126-12/120电池终止电压为1.75v时放电30min电池提供功率为217W(数据是引用上面台达DCF126电池型录恒功率放电特性表)。

  电池组数量=387.2/217=1.78组。
  即:选用2组120AH,共58节120AH电池。


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