UPS电源的空开、电缆及电池的配置计算

发布时间:2024-09-20 17:07:08  

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很多人问到关于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,那么详细了解下UPS的相关计算。

一、UPS空开及电缆的配置

一、UPS如何计算空开
首先要看下,UPS如何计算空开。

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二、UPS输入电流的计算方法

首先要看下输入电流的计算公式:

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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:

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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 3-5A/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。

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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*0.8/0.93*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AH 487.6AH,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 =电池组提供的功率W / 每组电池额定节数
即:
W={P(VA)×1000×cosØ}/(ŋ×N)
其中:
W----电池组提供的功率
P-----UPS额定功率
cosØ--功率因数
ŋ-----UPS满载时逆变器效率
N--- -UPS每电池组额定节数

举例

某品牌NT系列80KVA  UPS 后备时间30min,选用DCF126-

12系列电池。计算电池容量?

某品牌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

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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)。
文章来源于:电气应用    原文链接
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