Πώς να υπολογίσετε τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας του UPS για ένα πραγματικό φορτίο
“Χρειαζόμαστε ένα UPS 6 kVA για να λειτουργήσει για 20 λεπτά” είναι ένα σημείο εκκίνησης, όχι μια προδιαγραφή μπαταρίας. Το ίδιο UPS μπορεί να τροφοδοτήσει ένα δίκτυο 1,5 kW ή μια ομάδα οργάνων 4 kW. Αυτά τα φορτία θα αντλήσουν πολύ διαφορετικά ποσά από την μπαταρία του.
Η ονομαστική τιμή kVA σας λέει την ικανότητα εξόδου του UPS. Ο χρόνος λειτουργίας εξαρτάται από την ισχύ που παραμένει συνδεδεμένη κατά τη διάρκεια της διακοπής, τη διάταξη της μπαταρίας και πώς αποδίδουν οι επιλεγμένες μπαταρίες σε αυτόν τον ρυθμό εκφόρτισης. Μια ετικέτα με σήμανση 100 Ah δεν επιλύει το ζήτημα ούτε.
Η διαδρομή μεγέθους:
- Μετρήστε τα προστατευόμενα kW και σημειώστε πότε αλλάζει το φορτίο.
- Μετατρέψτε αυτό το φορτίο σε απαίτηση εκφόρτισης μπαταρίας χρησιμοποιώντας τα δεδομένα λειτουργίας μπαταρίας του UPS.
- Ελέγξτε τα απαιτούμενα λεπτά έναντι του πίνακα εκφόρτισης της ακριβούς μπαταρίας και της εγκεκριμένης διαμόρφωσης του UPS. επαληθεύστε το εγκατεστημένο σύστημα υπό φορτίο.
Ο πρώτος υπολογισμός οδηγεί στα δεδομένα της μπαταρίας που αξίζει να ελέγξετε.
Ξεκινήστε με τον εξοπλισμό που πρέπει να συνεχίσει να λειτουργεί μετά την πτώση της τάσης δικτύου. Μετρήστε ή λάβετε τα kW λειτουργίας του και σημειώστε αν το φορτίο αλλάζει κατά τη διάρκεια της διακοπής. Ένα δωμάτιο διακομιστών μπορεί να απορρίψει μη απαραίτητο εξοπλισμό μετά από αρκετά λεπτά. Μια γραμμή παραγωγής μπορεί να έχει έναν κινητήρα που ξεκινά ενώ η τροφοδοσία είναι σε μπαταρία. Ένας σταθερός αριθμός θα χάσει και τις δύο καταστάσεις.
Καταγράψτε επίσης kVA ή συντελεστή ισχύος και τυχόν ρεύμα εκκίνησης ή αιχμής. Ο χρόνος λειτουργίας είναι κυρίως ένα πρόβλημα ενέργειας και ρυθμού εκφόρτισης. Το ίδιο το UPS πρέπει ακόμα να φέρει τα συνεχή kW, kVA και τις βραχύβιες αιχμές του φορτίου. Εάν αυτές οι ονομαστικές τιμές δεν ταιριάζουν, μια μεγαλύτερη μπαταρία δεν θα διορθώσει την επιλογή του UPS. Ο οδηγός μεγέθους UPS για βιομηχανικές και ιατρικές εφαρμογές καλύπτει αυτόν τον πρώτο έλεγχο με περισσότερες λεπτομέρειες.
Για ένα μεταβλητό φορτίο, δώστε στον προμηθευτή ένα σύντομο πρόγραμμα φορτίου: για παράδειγμα, την ισχύ που απαιτείται κατά τα πρώτα πέντε λεπτά, τι μπορεί να απενεργοποιηθεί και τι παραμένει για το υπόλοιπο της διακοπής. Ένας ενιαίος αριθμός χρόνου λειτουργίας που αναφέρεται σε ένα σταθερό φορτίο μπορεί να μην αντιπροσωπεύει αυτήν την ακολουθία.
Επιλέξτε τον στόχο χρόνου από την εργασία που πρέπει να ολοκληρώσει το UPS: διατηρήστε τον εξοπλισμό ζωντανό για μια ομαλή απενεργοποίηση, γεφυρώστε μια παράδοση γεννήτριας ή υποστηρίξτε συνεχή λειτουργία μέχρι να είναι διαθέσιμη άλλη παροχή. Αυτές είναι διαφορετικές υποσχέσεις. Η μέση διάρκεια διακοπής ενός χώρου είναι χρήσιμο υπόβαθρο, αλλά δεν μπορεί να αντικαταστήσει τον απαιτούμενο χρόνο λειτουργίας για το προστατευμένο φορτίο.
“20 λεπτά” θα πρέπει να σημαίνει 20 λεπτά στο προστατευμένο φορτίο, μέχρι το σημείο όπου αποκαθίσταται η τροφοδοσία ή ο εξοπλισμός έχει απενεργοποιηθεί με ασφάλεια. Εάν εμπλέκεται μια γεννήτρια, μετρήστε ολόκληρη την παράδοση: εκκίνηση, επίτευξη χρησιμοποιήσιμης τάσης και συχνότητας, μεταφορά της τροφοδοσίας και το UPS που δέχεται αυτήν την είσοδο. Ο χρόνος εκκίνησης του κινητήρα από μόνος του δεν είναι ο απαιτούμενος χρόνος μπαταρίας.
Αποφασίστε αν ο στόχος ισχύει μόνο για μια νέα, πλήρως φορτισμένη μπαταρία σε καθορισμένη θερμοκρασία δωματίου ή πρέπει ακόμα να επιτευχθεί αργότερα στη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Αυτές είναι διαφορετικές απαιτήσεις σχεδιασμού. Εάν είναι δυνατές επαναλαμβανόμενες διακοπές, ελέγξτε πόση φόρτιση μπορεί να ανακτήσει το σύστημα μεταξύ των συμβάντων, αντί να υποθέσετε ότι κάθε συμβάν ξεκινά με πλήρη μπαταρία. Ο οδηγός φόρτισης μπαταριών UPS εξηγεί γιατί η χωρητικότητα του φορτιστή και το διαθέσιμο παράθυρο επαναφόρτισης έχουν σημασία.
Ο απλούστερος πρώτος υπολογισμός είναι:
Ισχύς μπαταρίας (kW) ≈ προστατευμένο φορτίο AC (kW) ÷ απόδοση DC σε AC σε λειτουργία μπαταρίας
Χρησιμοποιήστε την απόδοση ή τα δεδομένα ρεύματος εκφόρτισης μπαταρίας για το πραγματικό μοντέλο UPS και το επίπεδο φορτίου. Συμπεριλάβετε βοηθητικά φορτία DC εάν ο κατασκευαστής δεν τα έχει ήδη συμπεριλάβει. Για έναν τελικό σχεδιασμό, χρησιμοποιήστε το εργαλείο χρόνου λειτουργίας του κατασκευαστή ή τα δεδομένα ρεύματος εκφόρτισης: η απόδοση του UPS και η τάση της μπαταρίας μπορούν να αλλάξουν καθώς η μπαταρία εκφορτίζεται.
Ακολουθεί μια επεξεργασμένη απεικόνιση χρησιμοποιώντας υποθετικές παραδοχές:
- Μετρημένο προστατευμένο φορτίο: 3,0 kW
- Απαιτούμενος χρόνος λειτουργίας: 20 λεπτά
- Υποτιθέμενη απόδοση UPS σε λειτουργία μπαταρίας: 90%
- Υποτιθέμενη διάταξη μπαταρίας: μία σειρά από δεκαέξι μπλοκ VRLA 12 V, έξι κυψέλες ανά μπλοκ
Η εκτιμώμενη ισχύς από την πλευρά της μπαταρίας είναι 3,0 ÷ 0,90 = 3,33 kW. Διαιρεμένη σε 16 μπλοκ, είναι περίπου 208 W ανά μπλοκ, ή 34,7 W ανά κυψέλη σε 96 κυψέλες. Αυτή είναι η απαίτηση εκφόρτισης που πρέπει να ελεγχθεί στον πίνακα μπαταριών.
Υποθετική σύγκριση — όχι προδιαγραφή ή εγγύηση χρόνου λειτουργίας TAFENG. Το φορτίο κάνει ορατή διαφορά ακόμη και με την ίδια υποτιθέμενη απόδοση UPS και την ίδια σειρά μπαταριών:
| Προστατευμένο φορτίο AC | Εκτιμώμενη απαίτηση μπαταρίας | Απαιτούμενη ισχύς ανά κυψέλη |
|---|---|---|
| 1,5 kW | 1,67 kW | 17,4 W |
| 3,0 kW | 3,33 kW | 34,7 W |
| 4,0 kW | 4,44 kW | 46,3 W |
Αυτά τα στοιχεία ορίζουν την απαίτηση της μπαταρίας. Ο πίνακας εκφόρτισης σας λέει στη συνέχεια αν μια δεδομένη μπαταρία μπορεί να καλύψει αυτήν την απαίτηση για 20 λεπτά.
Τώρα ανοίξτε τον πίνακα εκφόρτισης σταθερής ισχύος του προτεινόμενου μοντέλου μπαταρίας. Βρείτε την τιμή των 20 λεπτών στη θερμοκρασία και την τάση τέλους εκφόρτισης που επιτρέπεται από το UPS. Η μπαταρία πρέπει να παρέχει τουλάχιστον την απαιτούμενη ισχύ ανά κυψέλη μετά την εφαρμογή των επιτρεπόμενων ηλικιών του έργου και των θερμοκρασιών. Εάν ο κατασκευαστής παρέχει βατ ανά μπλοκ 12 V αντί αυτού, συγκρίνετε με 208 W ανά μπλοκ. Μην αναμιγνύετε έναν πίνακα ανά κυψέλη με έναν υπολογισμό ανά μπλοκ.
Η υποτιθέμενη απόδοση 90% και η σειρά δεκαέξι μπλοκ καθιστούν την αριθμητική ορατή. πρέπει να αντικατασταθούν με τα πραγματικά δεδομένα του UPS. Συγκεκριμένα, μην συμπεραίνετε ποτέ έναν εγκεκριμένο αριθμό μπαταριών απλώς διαιρώντας μια ονομαστική τάση DC με 12.
Ο πολλαπλασιασμός της ονομαστικής τάσης της μπαταρίας με το Ah δίνει μια ονομαστική τιμή ενέργειας. Δεν σας λέει πόση ενέργεια μπορεί να παραδώσει η τράπεζα σε 20 λεπτά πριν το UPS φτάσει στην τάση αποκοπής του. Μια ονομαστική τιμή Ah μετράται υπό έναν δηλωμένο ρυθμό δοκιμής και θερμοκρασία. μια σύντομη εκφόρτιση UPS μπορεί να είναι πολύ πιο απαιτητική.
Η καλωδίωση σε σειρά και παράλληλα έχει επίσης σημασία. Σε μια σειρά, οι τάσεις των μπλοκ προστίθενται ενώ η ονομαστική τιμή Ah παραμένει αυτή ενός μπλοκ. Μια εγκεκριμένη δεύτερη σειρά παράλληλα αυξάνει τη διαθέσιμη χωρητικότητα, αλλά οι κατασκευαστές UPS και μπαταριών πρέπει να επιτρέπουν τη διάταξη και να καθορίζουν την προστασία της. Μην πολλαπλασιάζετε το Ah με τον αριθμό των μπλοκ σε μία μόνο σειρά.
Οι κατασκευαστές μπαταριών δημοσιεύουν επομένως δεδομένα εκφόρτισης ανά χρόνο, τάση τέλους και θερμοκρασία. Ένας σχεδιασμός 20 λεπτών θα πρέπει να χρησιμοποιεί μια ονομαστική τιμή 20 λεπτών ή μια μέθοδο μεγέθους εγκεκριμένη από τον κατασκευαστή, όχι μια ονομαστική τιμή Ah δέκα ή είκοσι ωρών που τεντώνεται σε μια υπόσχεση 20 λεπτών. Ελέγξτε το ακριβές μοντέλο μπαταρίας: δύο μπαταρίες με την ίδια σήμανση Ah μπορεί να έχουν διαφορετική απόδοση υψηλού ρυθμού.
Πριν από την προσφορά, ελέγξτε την τράπεζα μπαταριών έναντι της εγκεκριμένης τάσης DC του UPS, των ρυθμίσεων του φορτιστή και του επιτρεπόμενου αριθμού σειράς. Μια μπαταρία που φαίνεται σωστή στο χαρτί μπορεί ακόμα να είναι η λάθος διαμόρφωση για το UPS. Στη συνέχεια, ελέγξτε τις συσκευές προστασίας, το μέγεθος του καλωδίου και την απόσταση από το ντουλάπι. Ο οδηγός απόστασης ντουλαπιού μπαταρίας εξηγεί γιατί το ρεύμα DC και η πτώση τάσης του καλωδίου έχουν σημασία, ειδικά κοντά στο τέλος της εκφόρτισης.
Για ένα online UPS που χρειάζεται εκτεταμένο χρόνο λειτουργίας, αυτό το μοντέλο online UPS με εξωτερική μπαταρία είναι μια επιλογή για συζήτηση με την TAFENG. Η διάταξη της μπαταρίας πρέπει να είναι εγκεκριμένη για το συγκεκριμένο μοντέλο UPS, το φορτίο και τον χώρο. Η προσθήκη αποθήκευσης δεν αυξάνει την ονομαστική τιμή εξόδου του UPS και δεν καθιστά τον χρόνο λειτουργίας απεριόριστο.
Πριν από την τελική έγκριση, δοκιμάστε το εγκατεστημένο σύστημα με το προστατευμένο φορτίο και μια συμφωνημένη διαδικασία δοκιμής. Καταγράψτε την αρχική φόρτιση της μπαταρίας, τη θερμοκρασία δωματίου, το προφίλ φορτίου και το σημείο στο οποίο το UPS σταματά να το τροφοδοτεί. Οι καμπύλες του κατασκευαστή είναι η βάση για την επιλογή. μια δοκιμή θέσης σε λειτουργία ελέγχει την εγκατάσταση που χτίσατε πραγματικά.
Για ένα σύστημα εφεδρικής μπαταρίας online UPS, στείλτε στον προμηθευτή τις λεπτομέρειες που θα καθορίσουν το μέγεθος της μπαταρίας:
- Μετρημένα λειτουργικά kW και kVA, συν τυχόν αλλαγές φορτίου κατά τη διάρκεια της διακοπής
- Αιχμή ή ρεύμα εκκίνησης και πόσο διαρκεί
- Απαιτούμενα λεπτά και το συμβάν που τερματίζει την εργασία της μπαταρίας
- Προτεινόμενο μοντέλο μπαταρίας ή χημεία, εάν έχει ήδη επιλεγεί
- Η πραγματική θερμοκρασία δωματίου στο ντουλάπι της μπαταρίας, όχι μόνο το σημείο ρύθμισης άνεσης, και το μοντέλο του UPS
Με αυτές τις λεπτομέρειες, ένας προμηθευτής μπορεί να ξεκινήσει έναν υπερασπίσιμο υπολογισμό. Χωρίς αυτές, “6 kVA, 100 Ah, 20 λεπτά” δεν δίνει στον προμηθευτή αρκετά για να κάνει προσφορά.
