UPS—Uninterruptible Power System 是不間斷電源系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，作用是提供不間斷的穩(wěn)定電中斷(停電)時(shí)UPS之所以能不間斷的供電，是有蓄電池儲(chǔ)能的結(jié)果。不管是從事弱電工程或機(jī)房工程的集成商，在設(shè)計(jì)機(jī)房UPS供電系統(tǒng)時(shí)，經(jīng)常會(huì)考慮機(jī)房設(shè)備后備電源UPS的容量計(jì)算、后備電池配置、和使用時(shí)間。從而達(dá)到節(jié)省投資和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性、靈活性，為通信設(shè)備及計(jì)算機(jī)負(fù)載提供有效的保障。以下是教你如何簡(jiǎn)單快速的計(jì)算。
UPS電池供電時(shí)間計(jì)算：
電池供電時(shí)間主要受負(fù)載大小、電池容量、環(huán)境溫度、電池放電截止電壓等因素影響。一般計(jì)算UPS電池供電時(shí)間，可以計(jì)算出電池放電電流,然后根據(jù)電池放電曲線查出其放電時(shí)間。電池放電電流可以按以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:
放電電流=UPS容量(VA)×功率因數(shù)/電池放電平均電壓×效率
如要計(jì)算實(shí)際負(fù)載放電時(shí)間,只需將UPS容量換為實(shí)際負(fù)載容量即可。
從以上的公式780/0.6=1300W=1.3KVA,山特C3KS是3KVA容量的應(yīng)該能維持2小時(shí)電力,如果還怕不夠的話可以選容量5KVA的,當(dāng)然價(jià)格要比3KVA的貴一些。
如果對(duì)以上計(jì)算稍嫌復(fù)雜，還有一個(gè)簡(jiǎn)單的方法：你要計(jì)算的話要把實(shí)際負(fù)載W轉(zhuǎn)換為VA.服務(wù)器等設(shè)備一般功率因素是0.8(如果是8000W的話就是8000/0.8=10000VA)。
電池包的選型,現(xiàn)在主流電池都是12V的不同的是"AH數(shù)",也是就"安時(shí)數(shù)",一般UPS的電池要求都是12的倍數(shù).說到這不知道你理解了沒有,打個(gè)比方如果電池包是24V是話那就要用兩組12V的并聯(lián)(道理你應(yīng)該清楚吧?)另外AH數(shù)是電池上標(biāo)的,有很多種。然后我們就算每組電池的電池?cái)?shù),一個(gè)很簡(jiǎn)單的算法,但是并不是非常精確(電池包電壓數(shù)*AH*電池個(gè)數(shù)=負(fù)載功率*延時(shí)時(shí)間)根據(jù)這個(gè)你算出電池個(gè)數(shù)來就可以了。
UPS后備電池配置計(jì)算
UPS是有蓄電池儲(chǔ)能，所能供電時(shí)間的長(zhǎng)短由UPS蓄電池配置的計(jì)算方法介紹如下：
一、 下列因素影響備用時(shí)間：
① N=36V÷12V=3節(jié)
② I=1000VA÷36V=28A
UPS蓄電池配置計(jì)算方法：
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浮是蓄電池的浮充電壓(V)，2V電池V浮=2.3V；12V電池V浮=13.8V
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)
二、 計(jì)算方法
1、12V單體電池的數(shù)量N：N=V÷12 2V單體電池的數(shù)量為6N
2、電池工作電流I：I=P總÷V
3、實(shí)際電池容量C：C=I×T÷Kh
例如：功率為1KVA的電源備用時(shí)間4小時(shí)，選擇科士達(dá)UPS的型號(hào)為HP9101H，V=36V，則
① N=36V÷12V=3節(jié)
② I=1000VA÷36V=28A
③ C=28A×4H÷0.9=124AH
④ 電池的配量可選用100AH一組3節(jié)，或65AH二組6節(jié)，選用的結(jié)果有偏離，這要看用戶的需求
注：12V蓄電池常用容量規(guī)格為7Ah、17Ah、24Ah、38Ah、65Ah、100Ah、200Ah等。根據(jù)以上計(jì)算方法，可列表格進(jìn)行計(jì)算，以下表格供參考：
說明：
1.放電率以電池在常溫下計(jì)算,不同品牌的電池其放電率也不同，其值也應(yīng)改變。
2.請(qǐng)?jiān)谒{(lán)色區(qū)域內(nèi)填寫對(duì)應(yīng)的參數(shù)，將光標(biāo)移至對(duì)應(yīng)的紅色單元格按下即可
3.理論電池容量＝總功率*時(shí)間數(shù)/（11*電池?cái)?shù)量*放電系數(shù)）
4.實(shí)際電池容量取理論電池容量的N倍(N可選0.6、0.7、0.8、0.9等。)
UPS電源恒電流模式計(jì)算
根據(jù)能量守恒原理，按如下公式計(jì)算：
C＝（PL×T）/（Vbat×η×K）
其中：
C 為蓄電池容量（Ah)，
PL 為UPS輸出功率（W）；
T 為電池后備時(shí)間（h）；
Vbat是電池組電壓（Vdc）
η―UPS電池逆變效率（0.90-0.95，根據(jù)機(jī)型選?。?/p>
K―電池放電效率（系數(shù)）。
K的選取按照下表：
根據(jù)計(jì)算結(jié)果，確定電池的Ah數(shù)，分別根據(jù)不同品牌電池選取合適的配置。
UPS電源恒功率計(jì)算公式
W = PL÷(N*6*n)（watts/cell）
注：
PL為UPS額定輸出的有功功率(KW)；
N為12V的電池?cái)?shù)量；
Vf為電池組額定電壓，
n為逆變器效率。
即先計(jì)算出單體電池所需功率，再通過電池廠家提供的恒功率放電表查找可滿足要求的電池型號(hào)。
終止放電電壓按照1.75V/cell確定。通常電池廠家給出的功率表為單體2V/Cell的功率，定義為watts/cell。部分廠家給出的功率表為watts/block，則需要再乘6這個(gè)系數(shù)。
電池節(jié)數(shù)32節(jié)（30-40節(jié)偶數(shù)節(jié)可調(diào)），UPS電池逆變效率0.95，按滿載20kVA*0.9=18KW，后備2小時(shí)計(jì)算.
W/cell = PL/(N×6×n)=18000/（32*6*0.95）=98.68 watts/cell
1、根據(jù)負(fù)載功率（即IT設(shè)備功率）快速計(jì)算UPS所需容量）
計(jì)算公式：UPS容量(KVA)＝負(fù)載功率(KW)÷UPS功率因數(shù)÷0.7；(UPS功率因數(shù)一般在0.8～1之間)
1、UPS容量(KVA)：UPS容量一般用KVA表示(如10KVA，UPS容量KVA*UPS功率因數(shù)=KW，一般情況下KVA≥KW，只有當(dāng)UPS功率因素為1時(shí)，KVA=KW)
2、負(fù)載功率(KW)：需要帶載IT設(shè)備的功率，一般用KW表示(如10KW)
3、UPS最大帶載功率(KW)＝UPS容量(KVA)×UPS功率因數(shù)(UPS功率因數(shù)一般在0.8～1之間，查UPS參數(shù)可得，一般取0.8)
4、配置UPS時(shí)，建議UPS所帶的負(fù)載功率(KW)約為UPS最大帶載功率(KW)的70%為佳；
計(jì)算示例：以10KW負(fù)載功率為例，計(jì)算所需要UPS容量步驟如下：
第一步：套用公式，UPS容量KVA＝10KW÷0.8÷0.7=17.85KVA；
第二步：選用合適的UPS，根據(jù)以上結(jié)果實(shí)際可選用20KVA的UPS滿足要求；
注：請(qǐng)關(guān)注“數(shù)高聯(lián)盟”查看智慧秘笈，了解UPS輸入輸出配電快速計(jì)算方法。
2、UPS電池容量的快速計(jì)算方法
電池計(jì)算方法一
計(jì)算所需電池安時(shí)數(shù)(AH)(此方法簡(jiǎn)單快捷，一般的估算，采用此方法即可)。
計(jì)算公式：電池安時(shí)數(shù)(AH)=UPS標(biāo)稱功率(VA)×功率因素×延時(shí)時(shí)長(zhǎng)(小時(shí)數(shù))÷逆變器啟動(dòng)電壓(電池組電壓)÷逆變器效率；
1、功率因數(shù)一般取0.8；
2、逆變器效率一般取0.9；
3、逆變器啟動(dòng)電壓(電池組電壓)根據(jù)不同型號(hào)UPS而不同(查UPS參數(shù)可得)
計(jì)算示例：以3000VA UPS 延時(shí)4小時(shí)為例，計(jì)算步驟如下：
每一步：查UPS參數(shù)，得UPS逆變器啟動(dòng)電壓(電池組電壓)：U=96V，選用電池額定電壓：U1=12V，得出每組電池?cái)?shù)量：N=U÷U1=96V÷12=8節(jié)/組；
第二步：套用公式，電池安時(shí)數(shù)(AH)=3000VA×0.8×4小時(shí)÷96V÷0.9=111AH；
第三步：選用合適的電池，以上結(jié)果得出需要111AH的蓄電池才能滿足4小時(shí)的供電，但是常規(guī)蓄電池一般沒有容量為111AH的，且需要8節(jié)/1組，我們可以選擇2組(16節(jié))65AH的蓄電池并聯(lián)進(jìn)行配置，其延時(shí)時(shí)間為:65AH×2÷3000VA÷0.8×96V×0.9=4.68小時(shí)；
注：以上算出的電池安時(shí)數(shù)(AH)也常理解為：電池放出容量；如果電池放電效率不為1，參照以下公式換算出電池標(biāo)稱容量，再選電池。電池放出容量=電池標(biāo)稱容量×電池放電效率；電池放電效率不同型號(hào)參考值有： 0.4 /0.5/0.6/0.7/0.8/0.9/1；
電池計(jì)算方法二
計(jì)算電池最大放電電流值(I最大)(此方法相對(duì)精確，如果追求更精確的配置，可采用此方法)
計(jì)算公式：I最大=Pcosф/(η*E臨界*N)
1、P：UPS電源的標(biāo)稱輸出功率；
2、cosф：UPS電源的輸出功率因數(shù)(UPS一般為0.8)
3、η：UPS逆變器的效率，一般為0.88~0.94(實(shí)際計(jì)算中可以取0.9)
4、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1.7V)
5、N：每組電池的數(shù)量；
6、根據(jù)所選的蓄電池組的后備時(shí)間，查出所需的電池組的放電速率值C，然后根據(jù)：電池組的標(biāo)稱容量= I最大/C，算出電池組的標(biāo)稱容量；時(shí)間與放電速率C示例表如下：
計(jì)算示例：以300KVA UPS延時(shí)30分鐘為例，計(jì)算步驟如下：
第一步：查UPS參數(shù)，得UPS逆變器啟動(dòng)電壓(電池組電壓)：U=360V，選用電池額定電壓： U1=12V，得出每組電池?cái)?shù)量：N=U÷U1=360V÷12=30節(jié)/組；
第二步：套用公式，I最大=P×cosф÷(η×N×E)=300000VA×0.8÷(0.9×30×10.5)=846A；
第三步：套用公式，得出電池組的標(biāo)稱容量=I最大/C=846÷0.92=919AH；
第四步：選用合適的電池，以上結(jié)果得出電池組的總?cè)萘?919AH×30節(jié)×12V=330840AH，可采用電池150AH 30節(jié)6組；
電池計(jì)算方法三
電池恒功率計(jì)算法(此方法精確，快捷，計(jì)算出恒功率數(shù)值后，查電池廠家恒功率表。推薦！推薦！推薦！)
恒功率計(jì)算公式：W=(P·cosΦ)/(ηN·6)
2V單體電池放電截止電壓：1.70V；
UPS輸出功率因數(shù)cosΦ：0.8；
UPS逆變效率η：0.95；
UPS電池節(jié)數(shù)：N(一般為12V電池的節(jié)數(shù)，查電池恒功率表一般是電池2V對(duì)應(yīng)的W數(shù)，換算成2V電池節(jié)數(shù)：N*6)
計(jì)算示例：以400KVA UPS延時(shí)30分鐘為例，計(jì)算步驟如下：
第一步：套用公式，W=(400×1000×0.8)/(0.95×32pcs×6)=1754.39W
第二步：計(jì)算出W值后，查電池廠家恒功率表如下（可選977.7的2組，滿足要求）：
補(bǔ)充說明：UPS后備蓄電池的容量計(jì)算方法很多(電源法、恒功率法、恒流法、估算法等)，各種計(jì)算方法各有側(cè)重點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中需要綜合考慮蓄電池的使用情況，UPS所帶負(fù)載情況以及應(yīng)用的場(chǎng)合來選擇適合的電池容量計(jì)算方法。
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