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老电工都应该知道UPS的空开,电缆及电池的配置计算技巧

作者:机械网
文章来源:本站

  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。

老电工都应该知道UPS的空开,电缆及电池的配置计算技巧

  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:

老电工都应该知道UPS的空开,电缆及电池的配置计算技巧

  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

   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:

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  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3-5Amm2计算,直流电流一般按2-4Amm2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)=1605=32mm2(实际可采用35 mm2)

  输出线缆(mm2)=1525=30mm2(实际可采用35 mm2)

   电池线缆(mm2)=2004=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。

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  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*0.8.93*10.5*40 =204.8A

  电池组的标称容量AH= I最大C = 204.8.42= 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1.75VCELL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}.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

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  DCF126-12120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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