Hoe ver moet een UPS van de batterijkast verwijderd zijn?

Er bestaat geen universele regel van 5 m voor de afstand tussen een UPS en de externe batterijbehuizing. Vijf installatiehandleidingen zeggen iets nuttigers: ze zijn het niet eens over de afstand, maar de vier die grote systemen bestrijken zijn het eens over het getal erachter.

In sommige kleine DC UPS-handleidingen wordt wel een limiet van 5 m vermeld, maar deze mag niet rechtstreeks worden overgedragen naar een driefasige UPS van 100 kVA. Wat een grote accubank regelt, is de stroom die deze levert en hoeveel van de spanning verloren gaat op weg naar de UPS.

Al het andere volgt uit die twee.

1. Waarom de batterijlus twee keer zo lang is als je denkt

Een batterijcircuit heeft twee geleiders. De stroom verlaat de batterij via de positieve kabel en keert terug via de negatieve kabel, dus een kast die op 5 meter van de UPS staat10 m geleiderin de berekening van de spanningsval, niet in 5 m.

Dit is de meest voorkomende fout bij het dimensioneren van accukabels, en het is veel goedkoper om dit op een tekening te repareren dan bij koper.

De druppel zelf is eenvoudig:

Spanningsval = stroom * kabelweerstand

De kabelweerstand stijgt met de lengte en daalt naarmate de doorsnede groter wordt. Dat geeft twee hefbomen met hetzelfde effect: halveer de run, of verdubbel het koper, en de drop halveert hoe dan ook.

Twee kasten op 5 m afstand van elkaar plaatsten 10 m geleider tussen de batterij en de DC-bus. Geef de lengte van de lus op, niet de opening.

2. Wat een UPS van 100 kVA uit zijn accubank haalt

De accustroom is de input voor elke berekening die volgt, en is groter dan de meeste mensen verwachten.

Neem ter illustratie een UPS van 100 kVA met een vermogen van 100 kW op een nominale bank van 384 V. Conversieverliezen negeren bij de eerste passage:

100.000 W ÷ 384 V ≈ 260 A

Eenheden met een lagere uitgangsvermogensfactor komen terecht op een lager gelijkstroomvermogen, dus dit is een voorbeeldconditie en geen standaard.

Twee dingen duwen het echte cijfer daarboven. De accuspanning daalt door de ontlading, zodat hetzelfde vermogen aan het eind meer stroom vraagt ​​dan aan het begin. De omvormer neemt ook zijn eigen verliezen op voordat deze de belasting bereiken.

De stroom die van belang is voor de kabelselectie is daarom denominale maximale ontlaadstroom van de batterijin de UPS-handleiding, berekend op basis van het nominale vermogen, het rendement, de nominale batterijspanning en de minimale batterijspanning aan het einde van de ontlading. Een kVA-waarde en een verdeling zijn niet voldoende.

Begin met de ontlaadstroom en begin metde nominale kW erachterin plaats van de kVA op het voorpaneel.

3. Spanningsval is het getal dat van toepassing is, niet meters

Dit is wat de gepubliceerde handleidingen feitelijk zeggen over de maximale DC-kabellengte:

De limieten lopen van 5 m tot 50 m – een factor tien. In de vier grote UPS-voorbeelden ligt het gepubliceerde doel voor spanningsdaling onder de 1%. De kleine DC UPS-handleiding vermeldt een lengte zonder er een droptarget bij te publiceren.

Dat is het hele punt.Afstand is het resultaat van een valberekening, niet de regel die deze vervangt.De gepubliceerde kabellengte is daarom gekoppeld aan de aannames van de fabrikant over de kabelafmetingen en de spanningsvallimiet, in plaats van een universele afstandsregel te zijn.

In de handleiding van Schneider staat ook waar de kabelmaten zelf vandaan komen:tabellen B.52.3 en B.52.5 van IEC 60364-5-52, uitgaande van 90 °C geleiders, 30 °C omgevingstemperatuur, koper en installatiemethode C. Verander de omgevingstemperatuur of de installatiemethode en de correctiefactoren bepalen het antwoord.

De spreiding is tien tegen één. Het droptarget achter de vier grote systemen is dat niet.

Voor een bank van 260 A bij 384 V vertaalt die doelstelling van 1% zich direct in bereik per kabelmaat:

Die balken geven alleen spanningsval aan. De uiteindelijke kabelafmetingen moeten ook voldoen aan de capaciteit, groepering, omgevingstemperatuur, installatiemethode en beschermingseisen.

4. Wat een lange DC-run u kost

Een spanningsval vreet de looptijd op het verkeerde moment op

Aan het einde van de ontlading daalt de accuspanning al. Bovendien betekent het vallen van de kabel dat de UPS minder ziet dan de accupolen meten, en dat hij de uitschakeldrempel voor een bijna lege batterij eerder bereikt dan de batterij daadwerkelijk leeg is.

De bank was geschikt voor een looptijd. De kabel neemt stilletjes een deel ervan terug.

Koper, aansluitingen en laderuimte

Een langere looptijd heeft een grotere doorsnede nodig, en de gevolgen zijn niet alleen de kabelprijs:

• grotere nokken en een grotere buigradius
• meer ruimte ingenomen in de lade, die concurreert met al het andere erin
• zwaardere, hardere beëindiging
• meer mechanische belasting van de accu en de UPS-terminals
• meer verbindingen als de run niet in één lengte kan worden getrokken

Op een120 kVA UPSbij een lange batterijduur kunnen het extra koper-, aansluit- en installatiewerk snel opwegen tegen de kosten van het verbeteren van de lay-out van de apparatuur tijdens het ontwerp.

Foutstroom en onbeschermde kabel

Een accubank is een bron. Een kortsluiting in de DC-kabel trekt alles aan wat de bank kan leveren, en een lange kabel is ook een lang foutpad met impedantie waardoor een beveiligingsapparaat mogelijk niet snel wordt hersteld.

Dit is de derde reden waarom de afstandsvraag eigenlijk een lay-outvraag is.

5. Waarom de batterijkast vaak verder weg moet zitten

Als korte runs alleen maar een kwestie van keuze waren, zou iedereen ze bouwen. Dat zijn ze niet.

IEC 62485-2, waarin de veiligheidseisen voorstationaire secundaire batterij-installatiestot 1.500 V DC, behandelt ventilatie, elektrische gevaren, kortsluitbeveiliging en installatieafstanden. In de praktijk zijn ook de vloerbelasting, de indeling van de ruimte en de vereisten voor de batterijtemperatuur van invloed op de plaats waar de batterijkast kan komen te staan.

Een batterijkast is zo zwaar dat de vloerconstructie eerder een belemmering wordt voor de plaatsing dan de kabellengte, en een ruimte die moet worden geventileerd is niet altijd de ruimte naast de UPS. Deze vereisten trekken de batterij weg van de UPS. Het drop-target trekt het terug. De lay-out is de onderhandeling tussen hen, en de kabelmaat is wat u betaalt voor het resultaat.

6. Vier controles voordat u een langere run accepteert

1. Bevestig de maximale ontlaadstroom.Neem dit uit de UPS-handleiding, bij minimale batterijspanning, en niet uit de kVA-waarde.
2. Controleer de capaciteit en de spanningsval afzonderlijk.Een kabel moet de stroom kunnen transporteren zonder oververhittingEnhoud de druppel binnen het doel. Groepering, omgevingstemperatuur, lade of leiding, isolatiewaarde en aansluitgrootte bepalen allemaal het antwoord op de capaciteit. Er is geen regel die zegt dat een bepaalde kVA altijd een bepaalde kabelgrootte nodig heeft; de runlengte en het DC-busontwerp wegen even zwaar als de nominale waarde.
3. Houd parallelle kabels identiek.Waar een polariteit twee of meer kabels parallel nodig heeft, moeten ze delengelijke lengte, doorsnede en route, plus hetzelfde geleidermateriaal en -type. Een kortere of anders geleide kabel heeft een lagere weerstand, draagt ​​meer dan zijn aandeel en wordt heter. Testen met lichte belasting zullen dit niet aantonen.
4. Lees de installatiehandleiding.Batterijspanningen, ontlaadstroomlimieten, terminalafmetingen en beveiligingsvoorzieningen verschillen per fabrikant, en de handleiding heeft voorrang op elke locatieregel over meters.

7. Leid het positieve en het negatieve samen

Positief en negatief moeten dezelfde route volgen en dicht bij elkaar blijven. Door er één langs elke kant van een kamer te laten lopen, omdat dit handig is, wordt het lusgebied vergroot, wordt de inductantie toegevoegd en wordt de installatie moeilijker te inspecteren en later fouten op te sporen.

Bij DC met hoge stroomsterkte maakt routing deel uit van het elektrische ontwerp.

8. Plaats de bescherming naast de batterij

De accuschakelaar, DC-zekering of werkschakelaar bevinden zich dichtbij de accupolen. Zijn taak is om de lengte van de kabel tussen een energiebron en het apparaat dat deze kan loskoppelen, in te korten. Een beveiligingsapparaat aan de UPS-kant laat het langst mogelijke deel van de run onbeschermd.

Welk apparaat, en of het zich in de batterijkast of in een aparte DC-behuizing bevindt, wordt bepaald door het ontwerp van de UPS en het batterijsysteem. De test is eenvoudig: geen lang stuk kabel tussen de accu en iets dat opengaat.

Begin met de lay-out, niet met de kabel

Plaats, waar de ruimte dit toelaat, de UPS en de batterijbehuizing dicht bij elkaar, terwijl u de onderhoudsruimten behoudt die de apparatuur nodig heeft. Korte DC-runs zorgen voor een lagere uitval, kleinere kabels, lagere kosten, minder verbindingen en eenvoudiger inspectie. Daarom streven ervaren ingenieurs ernaar in de tekenfase in plaats van na levering.

Het getal van vijf meter is een nuttige aanwijzing. Het is niet de specificatie.

Wanneer u een lay-out bekijkt, vraag dan vier dingen in plaats van de opening te meten: wat is de maximale gelijkstroom, welke doorsnede voert deze, wat is de berekende daling over de luslengte en waar zit de bescherming. Als je die vier goed hebt, is een langere run prima. Als je ze verkeerd begrijpt, veroorzaakt een korte nog steeds problemen.

Stuur een leverancierde laadlijst, de looptijd en de ruimte die je hebt— de accuspanning, het beschikbare kabeltraject, de vloer waarop de kast moet staan ​​en de benodigde ruimte — en de kabelmaat komt terug als een berekend resultaat.TAFENG-ingenieursHoud bij het bepalen van de DC-kabel rekening met de accuspanning van de UPS, de maximale ontlaadstroom, de kabellengte en de installatieomstandigheden ter plaatse, in plaats van één vaste afstandsregel toe te passen.

Veelgestelde vragen

Hoe ver mag een UPS van de batterijkast verwijderd zijn?Gepubliceerde fabrikantlimieten variëren van 5 m op sommige kleine DC UPS-systemen tot 50 m op grote UPS-installaties. Voor diverse grote UPS-series is het gestelde ontwerpdoel een DC-spanningsdaling van minder dan 1%. Raadpleeg altijd de installatiehandleiding voor het specifieke model.

Waarom is de lus van de accukabel tweemaal zo lang?De stroom gaat via de positieve geleider naar de UPS en keert terug via de negatieve. Een kast op 5 meter afstand neemt dus 10 meter geleider mee in de berekening van de spanningsval, en de weerstand (niet de opening) veroorzaakt de spanningsval.

Welke spanningsval is acceptabel op een UPS-batterijkabel?Minder dan 1% van de nominale DC-spanning is de conventie in de hier gecontroleerde handleidingen voor grote UPS'en, meestal aangegeven bij nominale batterijstroom. Dat cijfer is het ontwerpdoel van de maker, dus de handleiding van uw apparaat heeft voorrang.

Hoeveel stroom trekt een 100 kVA UPS uit de batterij?Ongeveer 260 A voor een eenheid van 100 kVA met een vermogen van 100 kW op een nominale bank van 384 V, vóór conversieverliezen. Het werkelijke cijfer ligt hoger, omdat de accuspanning door de ontlading daalt en de omvormer zijn eigen verliezen opvangt, dus afhankelijk van de nominale maximale ontlaadstroom in de handleiding.

Waar moet de batterijschakelaar worden geïnstalleerd?Dicht bij de batterij. De beveiliging aan het UPS-uiteinde laat de volledige kabelloop tussen de accupolen en het apparaat over, waardoor een storing kan worden onderbroken.

Moeten parallelle accukabels dezelfde lengte hebben?Ja — dezelfde lengte, doorsnede, route, materiaal en kabeltype. Een kortere of anders gerouteerde geleider heeft een lagere weerstand en voert meer dan zijn deel van de stroom.