Seberapa jauh UPS harus ditempatkan dari kabinet baterai?

Tidak ada aturan universal 5 m untuk jarak antara UPS dan kabinet baterai eksternalnya. Lima manual instalasi mengatakan sesuatu yang lebih berguna: mereka tidak sepakat tentang jaraknya, tetapi empat yang mencakup sistem besar sepakat tentang angka di baliknya.

Batas 5 m memang muncul di beberapa manual UPS DC kecil, tetapi tidak boleh dibawa langsung ke UPS tiga fasa 100 kVA. Apa yang mengatur bank baterai besar adalah arus yang diberikannya dan berapa banyak tegangannya yang hilang dalam perjalanan ke UPS.

Segala sesuatu yang lain mengikuti dari dua hal tersebut.

1. Mengapa loop baterai dua kali jarak yang Anda kira

Sirkuit baterai memiliki dua konduktor. Arus keluar dari baterai pada kabel positif dan kembali pada kabel negatif, jadi kabinet yang berjarak 5 m dari UPS menempatkan10 m konduktor ke dalam perhitungan penurunan tegangan, bukan 5 m.

Ini adalah kesalahan paling umum dalam penentuan ukuran kabel baterai, dan jauh lebih murah untuk memperbaikinya di gambar daripada dalam tembaga.

Penurunan itu sendiri sederhana:

Penurunan tegangan = arus * resistansi kabel

Resistansi kabel meningkat seiring dengan panjang dan menurun seiring dengan bertambahnya penampang. Itu memberikan dua tuas dengan efek yang sama: separuh jarak tempuh, atau gandakan tembaga, dan penurunan separuh di kedua cara.

Dua kabinet berjarak 5 m menempatkan 10 m konduktor antara baterai dan bus DC. Kutip panjang loop, bukan celah.

2. Berapa banyak yang ditarik UPS 100 kVA dari bank baterainya

Arus baterai adalah input untuk setiap perhitungan yang mengikuti, dan lebih besar dari yang diperkirakan kebanyakan orang.

Sebagai ilustrasi, ambil UPS 100 kVA yang diberi peringkat 100 kW pada bank nominal 384 V. Mengabaikan kerugian konversi untuk lintasan pertama:

100.000 W ÷ 384 V ≈ 260 A

Unit dengan faktor daya output yang lebih rendah menghasilkan daya DC yang lebih rendah, jadi ini adalah kondisi contoh, bukan default.

Dua hal mendorong angka sebenarnya di atas itu. Tegangan baterai turun selama pengosongan, jadi daya yang sama membutuhkan arus yang lebih besar di akhir daripada di awal. Inverter juga mengambil kerugiannya sendiri sebelum ada yang mencapai beban.

Arus yang penting untuk pemilihan kabel oleh karena itu adalaharus pengosongan baterai maksimum yang diberi peringkatdalam manual UPS, dihitung dari output yang diberi peringkat, efisiensi, tegangan baterai nominal, dan tegangan baterai minimum di akhir pengosongan. Peringkat kVA dan pembagian tidak cukup.

Mulai dari arus pengosongan, dan mulai darikW yang diberi peringkat di baliknyadaripada kVA di panel depan.

3. Penurunan tegangan adalah angka yang mengatur, bukan meter

Berikut adalah apa yang sebenarnya dikatakan manual yang diterbitkan tentang panjang kabel DC maksimum:

Batas berjalan dari 5 m hingga 50 m — faktor sepuluh. Dalam empat contoh UPS besar, target penurunan tegangan yang diterbitkan adalah di bawah 1%. Manual UPS DC kecil menyatakan panjang tanpa menerbitkan target penurunan di sampingnya.

Itulah intinya. Jarak adalah hasil dari perhitungan penurunan, bukan aturan yang menggantikannya. Oleh karena itu, panjang kabel yang diterbitkan terkait dengan asumsi penentuan ukuran kabel produsen dan batas penurunan tegangan, daripada menjadi aturan jarak universal.

Manual Schneider juga menunjukkan dari mana ukuran kabel itu berasal: tabel B.52.3 dan B.52.5 dari IEC 60364-5-52, dengan asumsi konduktor 90 °C, ambien 30 °C, tembaga, dan metode instalasi C. Ubah suhu ambien atau metode instalasi dan faktor koreksi memindahkan jawabannya.

Sebarannya sepuluh banding satu. Target penurunan di belakang empat sistem besar tidak.

Untuk bank 260 A pada 384 V, target 1% itu diterjemahkan langsung ke jangkauan per ukuran kabel:

Batang-batang ini hanya menunjukkan penurunan tegangan. Penentuan ukuran kabel akhir juga harus memenuhi persyaratan ampacity, pengelompokan, suhu ambien, metode instalasi, dan perlindungan.

4. Berapa biaya yang ditimbulkan oleh jalur DC yang panjang

Penurunan tegangan menggerogoti waktu berjalan pada saat yang salah

Di akhir pengosongan, tegangan baterai sudah turun. Penurunan kabel di atas itu berarti UPS melihat lebih sedikit dari yang diukur oleh terminal baterai, dan mencapai ambang batas shutdown baterai rendah lebih awal daripada baterai benar-benar habis.

Bank berukuran untuk waktu berjalan. Kabel diam-diam mengambil bagian darinya kembali.

Tembaga, terminasi, dan ruang baki

Jalur yang lebih panjang membutuhkan penampang yang lebih besar, dan konsekuensinya bukan hanya harga kabel:

• lug yang lebih besar dan radius tekukan yang lebih besar
• lebih banyak ruang yang diambil di baki, yang bersaing dengan segala sesuatu yang lain di dalamnya
• terminasi yang lebih berat dan lebih sulit
• beban mekanis yang lebih besar pada terminal baterai dan UPS
• lebih banyak sambungan jika jalur tidak dapat ditarik dalam satu panjang

Pada UPS 120 kVA dengan jalur baterai yang panjang, tambahan tembaga, terminasi, dan pekerjaan instalasi dapat dengan cepat melebihi biaya peningkatan tata letak peralatan selama desain.

Arus hubung singkat dan kabel yang tidak terlindungi

Bank baterai adalah sumber. Hubung singkat pada kabel DC menarik apa pun yang dapat diberikan bank, dan kabel panjang juga merupakan jalur hubung singkat yang panjang dengan impedansi yang dapat mencegah perangkat pelindung terputus dengan cepat.

Ini adalah alasan ketiga mengapa pertanyaan jarak sebenarnya adalah pertanyaan tata letak.

5. Mengapa kabinet baterai seringkali harus ditempatkan lebih jauh

Jika jalur pendek hanya masalah pilihan, semua orang akan membuatnya. Mereka tidak.

IEC 62485-2, yang mencakup persyaratan keselamatan untuk instalasi baterai sekunder stasioner hingga 1.500 V DC, membahas ventilasi, bahaya listrik, perlindungan hubung singkat, dan jarak instalasi. Dalam praktiknya, beban lantai, tata letak ruangan, dan persyaratan suhu baterai juga memengaruhi di mana kabinet baterai dapat ditempatkan.

Kabinet baterai cukup berat sehingga struktur lantai menjadi kendala penempatan sebelum panjang kabel, dan ruangan yang harus berventilasi tidak selalu ruangan di sebelah UPS. Persyaratan tersebut menarik baterai menjauh dari UPS. Target penurunan menariknya kembali. Tata letak adalah negosiasi di antara mereka, dan ukuran kabel adalah apa yang Anda bayar untuk hasilnya.

6. Empat pemeriksaan sebelum Anda menerima jalur yang lebih panjang

1. Konfirmasikan arus pengosongan maksimum. Ambil dari manual UPS, pada tegangan baterai minimum, bukan dari peringkat kVA.
2. Periksa ampacity dan penurunan tegangan secara terpisah. Kabel harus membawa arus tanpa terlalu panas dan menjaga penurunan di dalam target. Pengelompokan, suhu ambien, baki atau saluran, peringkat isolasi, dan ukuran terminal semuanya memindahkan jawaban ampacity. Tidak ada aturan yang mengatakan kVA tertentu selalu mengambil ukuran kabel tertentu — panjang jalur dan desain bus DC memiliki bobot sebanyak peringkat.
3. Jaga agar kabel paralel tetap identik. Di mana polaritas membutuhkan dua atau lebih kabel secara paralel, mereka harus berbagi panjang, penampang, dan rute yang sama, ditambah bahan dan jenis konduktor yang sama. Kabel yang lebih pendek atau dirutekan secara berbeda memiliki resistansi lebih rendah, membawa lebih dari bagiannya, dan berjalan lebih panas. Pengujian beban ringan tidak akan menunjukkannya.
4. Baca manual instalasi. Tegangan baterai, batas arus pengosongan, ukuran terminal, dan pengaturan perlindungan berbeda antar produsen, dan manual menggantikan aturan situs tentang meter.

7. Rutekan positif dan negatif bersama-sama

Positif dan negatif harus mengikuti rute yang sama dan tetap berdekatan. Menjalankan satu di setiap sisi ruangan karena nyaman memperbesar area loop, menambah induktansi, dan membuat instalasi lebih sulit untuk diperiksa dan dicari kesalahannya nanti.

Pada DC arus tinggi, perutean adalah bagian dari desain listrik.

8. Tempatkan perlindungan di sebelah baterai

Pemutus baterai, sekering DC, atau sakelar isolasi harus berada di dekat terminal baterai. Tugasnya adalah memperpendek panjang kabel yang berada di antara sumber energi dan perangkat yang dapat memutusnya. Perangkat pelindung di ujung UPS meninggalkan bagian terpanjang dari jalur yang tidak terlindungi.

Perangkat mana, dan apakah itu berada di dalam kabinet baterai atau di penutup DC terpisah, diatur oleh desain sistem UPS dan baterai. Uji coba sederhana: tidak ada bentangan kabel panjang antara baterai dan sesuatu yang akan terbuka.

Mulai dengan tata letak, bukan kabel

Di mana ruangan memungkinkan, tempatkan UPS dan kabinet baterai berdekatan sambil menjaga jarak layanan yang dibutuhkan peralatan. Jalur DC pendek memberikan penurunan lebih rendah, kabel lebih kecil, biaya lebih rendah, lebih sedikit sambungan, dan inspeksi lebih mudah — itulah sebabnya insinyur berpengalaman mendorongnya pada tahap gambar daripada setelah pengiriman.

Angka lima meter adalah pengingat yang berguna. Itu bukan spesifikasi.

Saat Anda meninjau tata letak, ajukan empat pertanyaan alih-alih mengukur celah: berapa arus DC maksimum, penampang apa yang membawanya, berapa penurunan yang dihitung di sepanjang panjang loop, dan di mana perlindungan berada. Dapatkan keempatnya dengan benar dan jalur yang lebih panjang baik-baik saja. Salah menanganinya dan jalur pendek pun masih menyebabkan masalah.

Kirim pemasok daftar beban, waktu berjalan, dan ruangan yang Anda miliki — tegangan baterai, rute kabel yang tersedia, lantai tempat kabinet harus berdiri, dan jarak yang dibutuhkan — dan ukuran kabel akan kembali sebagai hasil perhitungan. Insinyur TAFENG menentukan ukuran kabel DC dari tegangan baterai UPS, arus pengosongan maksimum, panjang kabel, dan kondisi instalasi situs daripada menerapkan satu aturan jarak tetap.

FAQ

Seberapa jauh UPS dari kabinet baterai? Batas produsen yang diterbitkan berkisar dari 5 m pada beberapa sistem UPS DC kecil hingga 50 m pada instalasi UPS besar. Untuk beberapa rentang UPS besar, target desain yang dinyatakan adalah penurunan tegangan DC di bawah 1%. Selalu periksa manual instalasi untuk model tertentu.

Mengapa loop kabel baterai dua kali jaraknya? Arus mengalir ke UPS pada konduktor positif dan kembali pada konduktor negatif. Kabinet berjarak 5 m oleh karena itu menempatkan 10 m konduktor dalam perhitungan penurunan tegangan, dan resistansi — bukan celah — adalah apa yang menghasilkan penurunan.

Berapa penurunan tegangan yang dapat diterima pada kabel baterai UPS? Di bawah 1% dari tegangan DC nominal adalah konvensi di seluruh manual UPS besar yang diperiksa di sini, biasanya dinyatakan pada arus baterai yang diberi peringkat. Angka itu adalah target desain produsen, jadi manual untuk unit Anda lebih diutamakan.

Berapa banyak arus yang ditarik UPS 100 kVA dari baterainya? Sekitar 260 A untuk unit 100 kVA yang diberi peringkat 100 kW pada bank nominal 384 V, sebelum kerugian konversi. Angka sebenarnya lebih tinggi, karena tegangan baterai turun selama pengosongan dan inverter mengambil kerugiannya sendiri, jadi ukur dari arus pengosongan maksimum yang diberi peringkat dalam manual.

Di mana pemutus baterai harus dipasang? Dekat dengan baterai. Perlindungan yang berada di ujung UPS meninggalkan seluruh jalur kabel antara terminal baterai dan perangkat yang dapat menginterupsi hubung singkat.

Apakah kabel baterai paralel harus memiliki panjang yang sama? Ya — panjang, penampang, rute, bahan, dan jenis kabel yang sama. Konduktor yang lebih pendek atau dirutekan secara berbeda memiliki resistansi lebih rendah dan membawa lebih dari bagian arusnya.