UPS的空開、電纜及電池的配置計算

很多朋友問到關於ups相關的計算，其實關於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了解下ups的相關計算。

ups從分類來說，分為高頻ups與工頻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，對幹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。

   我們首先要看下輸入電流的計算公式：

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

  我們先來看下輸出電流的計算公式： 

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。

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)

 

這裡面就看下ups常用的兩種計算方法。

1、計算蓄電池的最大放電電流值：

 I最大=Pcosф/（η*E臨界*N）

註：

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。

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。

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

PUPS額定功率

cosØ--功率因數

ŋUPS滿載時逆變器效率

N--- -UPS每電池組額定節數

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隻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

　　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。