Quanto deve essere distante un UPS dall'armadio batterie?

Non esiste una regola universale dei 5 m per la distanza tra un UPS e il relativo armadio batterie esterno. Cinque manuali di installazione dicono qualcosa di più utile: non sono d'accordo sulla distanza, ma i quattro che coprono i grandi sistemi concordano sul numero dietro di essa.

Un limite di 5 m appare in alcuni manuali di piccoli UPS DC, ma non dovrebbe essere trasferito direttamente a un UPS trifase da 100 kVA. Ciò che determina un grande banco di batterie è la corrente che fornisce e quanta tensione viene persa nel percorso verso l'UPS.

Tutto il resto deriva da quei due.

1. Perché il circuito della batteria è il doppio della distanza che pensi

Un circuito della batteria ha due conduttori. La corrente lascia la batteria sul cavo positivo e ritorna su quello negativo, quindi si inserisce un armadio a 5 m dall'UPS10 m di conduttorenel calcolo della caduta di tensione, non 5 m.

Questo è l'errore più comune nel dimensionamento dei cavi della batteria ed è molto più economico correggerlo su disegno piuttosto che su rame.

Il drop in sé è semplice:

Caduta di tensione = corrente * resistenza del cavo

La resistenza del cavo aumenta con la lunghezza e diminuisce con l'aumentare della sezione trasversale. Ciò dà due leve con lo stesso effetto: dimezzare la corsa, o raddoppiare il rame, e la caduta si dimezza in entrambi i casi.

Due armadi distanti 5 m uno dall'altro mettono 10 m di conduttore tra la batteria e il bus CC. Indica la lunghezza del loop, non lo spazio vuoto.

2. Cosa assorbe un UPS da 100 kVA dal suo banco batterie

La corrente della batteria è l'input per ogni calcolo che segue ed è maggiore di quanto la maggior parte delle persone si aspetti.

A titolo illustrativo, prendiamo un UPS da 100 kVA con potenza nominale di 100 kW su un banco da 384 V nominali. Ignorando le perdite di conversione per il primo passaggio:

100.000 W ÷ 384 V ≈ 260 A

Le unità con un fattore di potenza in uscita inferiore utilizzano una potenza CC inferiore, quindi questa è una condizione di esempio, non un'impostazione predefinita.

Due cose spingono la cifra reale al di sopra di quella cifra. La tensione della batteria diminuisce durante la scarica, quindi la stessa potenza richiede più corrente alla fine che all'inizio. L'inverter assorbe anche le proprie perdite prima che queste raggiungano il carico.

La corrente che conta per la scelta del cavo è quindi lacorrente di scarica massima nominale della batterianel manuale dell'UPS, calcolata a partire dalla potenza nominale, dall'efficienza, dalla tensione nominale della batteria e dalla tensione minima della batteria a fine scarica. Una classificazione in kVA e una divisione non sono sufficienti.

Inizia dalla corrente di scarica e inizia dai kW nominali dietro di essoanziché i kVA sul pannello frontale.

3. La caduta di tensione è il numero che governa, non i contatori

Ecco cosa dicono effettivamente i manuali pubblicati sulla lunghezza massima del cavo CC:

I limiti vanno da 5 ma 50 m, un fattore dieci. Nei quattro esempi di UPS di grandi dimensioni, il target di caduta di tensione pubblicato è inferiore all'1%. Il piccolo manuale dell'UPS DC indica una lunghezza senza pubblicare un obiettivo di rilascio accanto ad essa.

Questo è il punto.La distanza è il risultato di un calcolo di caduta, non della regola che la sostituisce.La lunghezza del cavo pubblicata è quindi legata alle ipotesi di dimensionamento del cavo del produttore e al limite di caduta di tensione, piuttosto che essere una regola di distanza universale.

Il manuale di Schneider mostra anche da dove provengono le dimensioni dei cavi stessi:tabelle B.52.3 e B.52.5 della norma IEC 60364-5-52, presupponendo conduttori a 90 °C, ambiente a 30 °C, rame e metodo di installazione C. Modificare la temperatura ambiente o il metodo di installazione e i fattori di correzione spostano la risposta.

Lo spread è dieci a uno. L’obiettivo di rilascio dietro i quattro grandi sistemi non lo è.

Per una banca da 260 A a 384 V, l'obiettivo dell'1% si traduce direttamente in portata per dimensione del cavo:

Quelle barre mostrano solo la caduta di tensione. Il dimensionamento finale del cavo deve inoltre soddisfare i requisiti di portata, raggruppamento, temperatura ambiente, metodo di installazione e protezione.

4. Quanto ti costa una lunga corsa in DC

La caduta di tensione consuma l'autonomia nel momento sbagliato

Al termine della scarica la tensione della batteria è già in calo. Inoltre, la caduta del cavo significa che l'UPS vede meno di quanto misurano i terminali della batteria e raggiunge la soglia di spegnimento per batteria scarica prima che la batteria sia effettivamente scarica.

La banca è stata dimensionata per un runtime. Il cavo ne riprende silenziosamente una parte.

Rame, terminazioni e spazio vassoio

Una corsa più lunga richiede una sezione trasversale maggiore e le conseguenze non sono solo il prezzo del cavo:

• alette più grandi e un raggio di curvatura più ampio
• più spazio occupato nel vassoio, che compete con tutto il resto
• terminazione più pesante e più dura
• maggiore carico meccanico sulla batteria e sui terminali dell'UPS
• più giunti se la corsa non può essere tirata in una sola lunghezza

Su unGruppo di continuità da 120 kVAcon una lunga autonomia della batteria, il rame aggiuntivo, le terminazioni e il lavoro di installazione possono rapidamente superare il costo del miglioramento della disposizione delle apparecchiature durante la progettazione.

Corrente di guasto e cavo non protetto

Una batteria è una fonte. Un cortocircuito sul cavo CC attira tutto ciò che la banca può fornire, e un cavo lungo è anche un lungo percorso di guasto con impedenza che può impedire a un dispositivo di protezione di attivarsi rapidamente.

Questo è il terzo motivo per cui la questione della distanza è in realtà una questione di layout.

5. Perché spesso l'armadio delle batterie deve essere posizionato più lontano

Se le tirature brevi fossero solo una questione di scelta, tutti le costruirebbero. Non lo sono.

CEI 62485-2, che copre i requisiti di sicurezza perinstallazioni di batterie secondarie stazionariefino a 1.500 V CC, gestisce la ventilazione, i rischi elettrici, la protezione da cortocircuiti e gli spazi liberi di installazione. In pratica, anche il carico sul pavimento, la disposizione della stanza e i requisiti di temperatura della batteria influiscono sulla posizione in cui può essere posizionato l’armadio delle batterie.

Un armadio batteria è abbastanza pesante da rendere la struttura del pavimento un vincolo di installazione prima che la lunghezza dei cavi, e una stanza che deve essere ventilata non è sempre quella accanto all'UPS. Tali requisiti allontanano la batteria dall'UPS. Il bersaglio a caduta lo tira indietro. Il layout è la negoziazione tra di loro e la dimensione del cavo è ciò che paghi per il risultato.

6. Quattro controlli prima di accettare una corsa più lunga

1. Confermare la corrente di scarica massima.Prenderlo dal manuale dell'UPS, alla tensione minima della batteria, non dalla potenza nominale in kVA.
2. Controllare separatamente la portata e la caduta di tensione.Un cavo deve trasportare la corrente senza surriscaldarsiEmantenere la goccia all'interno del bersaglio. Il raggruppamento, la temperatura ambiente, il vassoio o il condotto, il grado di isolamento e le dimensioni del terminale determinano tutti la risposta all'ampiezza. Non esiste una regola che imponga che un dato kVA richieda sempre una determinata dimensione del cavo: la lunghezza del percorso e il design del bus CC hanno lo stesso peso della potenza nominale.
3. Mantenere identici i cavi paralleli.Laddove una polarità richiede due o più cavi in ​​parallelo, devono condividerliuguale lunghezza, sezione e percorso, oltre allo stesso materiale e tipo di conduttore. Un cavo più corto o con un percorso diverso ha una resistenza inferiore, trasporta più della sua quota e si surriscalda. I test a carico leggero non lo mostreranno.
4. Leggere il manuale di installazione.Le tensioni della batteria, i limiti della corrente di scarica, le dimensioni dei terminali e le modalità di protezione differiscono da produttore a produttore e il manuale prevale su qualsiasi regola del sito relativa ai contatori.

7. Instradare insieme il positivo e il negativo

Positivo e negativo dovrebbero seguire lo stesso percorso e stare vicini l’uno all’altro. Farne scorrere uno lungo ciascun lato della stanza perché è conveniente allarga l'area del circuito, aggiunge induttanza e rende l'installazione più difficile da ispezionare e da individuare successivamente i guasti.

Su CC ad alta corrente, il routing fa parte della progettazione elettrica.

8. Posiziona la protezione accanto alla batteria

L'interruttore della batteria, il fusibile CC o l'interruttore di isolamento si trovano vicino ai terminali della batteria. Il suo compito è ridurre la lunghezza del cavo che collega una fonte di energia e il dispositivo che può disconnetterlo. Un dispositivo di protezione all'estremità dell'UPS lascia non protetta la sezione più lunga possibile del percorso.

Quale dispositivo, e se si trova all'interno dell'armadio batteria o in un armadio CC separato, viene stabilito dalla progettazione del sistema UPS e batteria. Il test è semplice: nessun lungo tratto di cavo tra la batteria e qualcosa che si apra.

Inizia con il layout, non con il cavo

Laddove la stanza lo consenta, posizionare l'UPS e l'armadio batterie vicini tra loro mantenendo gli spazi di servizio necessari all'apparecchiatura. I brevi tratti CC garantiscono cadute inferiori, cavi più piccoli, costi inferiori, meno giunti e ispezioni più facili: ecco perché ingegneri esperti spingono per questo nella fase di disegno anziché dopo la consegna.

La figura dei cinque metri è un suggerimento utile. Non è la specifica.

Quando esamini un layout, chiediti quattro cose invece di misurare il divario: qual è la corrente CC massima, quale sezione trasversale la trasporta, qual è la caduta calcolata sulla lunghezza del circuito e dove si trova la protezione. Se li prendi bene, una corsa più lunga va bene. Sbagliateli e uno corto causa ancora problemi.

Invia un fornitorela lista di carico, il tempo di esecuzione e la stanza di cui disponi— la tensione della batteria, il percorso dei cavi disponibile, il pavimento su cui deve poggiare l'armadio e lo spazio di cui ha bisogno — e la dimensione del cavo risulta come risultato calcolato.Ingegneri TAFENGdimensionare il cavo CC in base alla tensione della batteria dell'UPS, alla corrente di scarica massima, alla lunghezza del cavo e alle condizioni di installazione del sito anziché applicare una regola di distanza fissa.

Domande frequenti

Quanto può essere distante un UPS dall'armadio batterie?I limiti pubblicati dal produttore vanno da 5 m su alcuni piccoli sistemi UPS CC a 50 m su installazioni UPS di grandi dimensioni. Per diverse gamme di UPS di grandi dimensioni, l'obiettivo di progettazione dichiarato è una caduta di tensione CC inferiore all'1%. Controllare sempre il manuale di installazione per il modello specifico.

Perché il cavo della batteria copre una distanza doppia?La corrente viaggia verso l'UPS sul conduttore positivo e ritorna su quello negativo. Un armadio a 5 m di distanza inserisce quindi 10 m di conduttore nel calcolo della caduta di tensione e la resistenza, non l'intervallo, è ciò che produce la caduta.

Quale caduta di tensione è accettabile su un cavo della batteria UPS?La convenzione utilizzata nei manuali degli UPS di grandi dimensioni qui controllati è inferiore all'1% della tensione CC nominale, solitamente indicata alla corrente nominale della batteria. Quella cifra è l'obiettivo di progettazione del produttore, quindi il manuale della tua unità ha la priorità.

Quanta corrente assorbe un UPS da 100 kVA dalla batteria?Circa 260 A per un'unità da 100 kVA da 100 kW su batteria nominale da 384 V, prima delle perdite di conversione. La cifra reale è più alta, perché la tensione della batteria diminuisce durante la scarica e l'inverter assorbe le proprie perdite, quindi dimensionare dalla corrente di scarica massima nominale nel manuale.

Dove dovrebbe essere installato l'interruttore della batteria?Vicino alla batteria. La protezione posta all'estremità dell'UPS lascia correre l'intero cavo tra i terminali della batteria e il dispositivo che può interrompere un guasto.

I cavi della batteria paralleli devono avere la stessa lunghezza?Sì, stessa lunghezza, sezione, percorso, materiale e tipo di cavo. Un conduttore più corto o percorso diversamente ha una resistenza inferiore e trasporta più della sua quota di corrente.