ระยะห่างระหว่าง UPS กับตู้แบตเตอรี่ควรห่างกันเท่าใด?

ไม่มีกฎสากล 5 เมตรสำหรับระยะห่างระหว่าง UPS กับตู้แบตเตอรี่ภายนอก คู่มือการติดตั้งสี่เล่มกล่าวถึงสิ่งที่น่าจะเป็นประโยชน์มากกว่า: พวกเขาไม่เห็นด้วยกับระยะห่าง แต่สี่เล่มที่ครอบคลุมระบบขนาดใหญ่เห็นด้วยกับตัวเลขที่อยู่เบื้องหลัง

ขีดจำกัด 5 เมตรปรากฏในคู่มือ DC UPS ขนาดเล็กบางเล่ม แต่ไม่ควรนำไปใช้โดยตรงกับ UPS สามเฟส 100 kVA สิ่งที่ควบคุมแบตเตอรี่ขนาดใหญ่คือกระแสที่ส่งออกมาและแรงดันไฟฟ้าที่สูญเสียไปในระหว่างทางไปยัง UPS

ทุกอย่างอื่นเป็นผลมาจากสองสิ่งนั้น

1. ทำไมวงจรแบตเตอรี่จึงมีระยะทางเป็นสองเท่าของที่คุณคิด

วงจรแบตเตอรี่มีตัวนำสองเส้น กระแสจะออกจากแบตเตอรี่ผ่านสายขั้วบวกและกลับมาทางสายขั้วลบ ดังนั้นตู้ที่อยู่ห่างจาก UPS 5 เมตรจะทำให้ตัวนำ 10 เมตรเข้าสู่การคำนวณแรงดันตก ไม่ใช่ 5 เมตร

นี่เป็นข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุดในการคำนวณขนาดสายแบตเตอรี่ และถูกกว่ามากที่จะแก้ไขบนแบบร่างมากกว่าในทองแดง

แรงดันตกเองนั้นง่าย:

แรงดันตก = กระแส * ความต้านทานสายเคเบิล

ความต้านทานสายเคเบิลจะเพิ่มขึ้นตามความยาวและลดลงเมื่อหน้าตัดเพิ่มขึ้น นั่นให้สองคันโยกที่มีผลเหมือนกัน: ลดระยะทางครึ่งหนึ่ง หรือเพิ่มทองแดงเป็นสองเท่า และแรงดันตกจะลดลงครึ่งหนึ่งในทั้งสองกรณี

ตู้สองตู้ห่างกัน 5 เมตร จะมีตัวนำ 10 เมตรระหว่างแบตเตอรี่และบัส DC อ้างอิงความยาววงจร ไม่ใช่ระยะห่าง

2. UPS 100 kVA ดึงกระแสจากแบตเตอรี่เท่าใด

กระแสแบตเตอรี่เป็นอินพุตสำหรับการคำนวณทั้งหมดที่ตามมา และมีค่ามากกว่าที่คนส่วนใหญ่คาดหวัง

เพื่อเป็นภาพประกอบ ให้พิจารณา UPS 100 kVA ที่มีอัตรา 100 kW บนแบตเตอรี่ 384 V โดยทั่วไป หากไม่คำนึงถึงการสูญเสียการแปลงในครั้งแรก:

100,000 W ÷ 384 V ≈ 260 A

หน่วยที่มีตัวประกอบกำลังเอาต์พุตต่ำกว่าจะส่งผลให้กำลังไฟ DC ต่ำลง ดังนั้นนี่เป็นเงื่อนไขตัวอย่าง ไม่ใช่ค่าเริ่มต้น

สองสิ่งทำให้ตัวเลขจริงสูงกว่านั้น แรงดันแบตเตอรี่จะลดลงตลอดการคายประจุ ดังนั้นกำลังไฟเท่ากันจึงต้องการกระแสมากขึ้นในตอนท้ายมากกว่าตอนเริ่มต้น อินเวอร์เตอร์ยังมีการสูญเสียของตัวเองก่อนที่พลังงานจะไปถึงโหลด

ดังนั้น กระแสที่สำคัญสำหรับการเลือกสายเคเบิลคือกระแสคายประจุแบตเตอรี่สูงสุดที่กำหนดในคู่มือ UPS ซึ่งคำนวณจากเอาต์พุตที่กำหนด ประสิทธิภาพ แรงดันแบตเตอรี่ทั่วไป และแรงดันแบตเตอรี่ต่ำสุดเมื่อสิ้นสุดการคายประจุ การให้คะแนน kVA และการหารไม่เพียงพอ

เริ่มต้นจากกระแสคายประจุ และเริ่มต้นจากกำลังวัตต์ที่กำหนดอยู่เบื้องหลังแทนที่จะเป็น kVA ที่อยู่ด้านหน้า

3. แรงดันตกคือตัวเลขที่ควบคุม ไม่ใช่เมตร

นี่คือสิ่งที่คู่มือที่เผยแพร่กล่าวถึงเกี่ยวกับความยาวสาย DC สูงสุด:

ขีดจำกัดมีตั้งแต่ 5 เมตรถึง 50 เมตร ซึ่งเป็นปัจจัยสิบเท่า ในตัวอย่าง UPS ขนาดใหญ่สี่ตัว เป้าหมายแรงดันตกที่เผยแพร่คือต่ำกว่า 1% คู่มือ DC UPS ขนาดเล็กระบุความยาวโดยไม่เผยแพร่เป้าหมายแรงดันตกควบคู่ไปด้วย

นั่นคือประเด็นทั้งหมดระยะทางเป็นผลมาจากการคำนวณแรงดันตก ไม่ใช่กฎที่มาแทนที่ดังนั้น ความยาวสายเคเบิลที่เผยแพร่จึงเชื่อมโยงกับสมมติฐานการคำนวณขนาดสายเคเบิลและขีดจำกัดแรงดันตกของผู้ผลิต แทนที่จะเป็นกฎระยะทางสากล

คู่มือของ Schneider ยังแสดงให้เห็นว่าขนาดสายเคเบิลมาจากไหน:ตาราง B.52.3 และ B.52.5 ของ IEC 60364-5-52โดยสมมติว่าตัวนำ 90 °C, สภาพแวดล้อม 30 °C, ทองแดง และวิธีการติดตั้ง C เปลี่ยนอุณหภูมิแวดล้อมหรือวิธีการติดตั้ง และปัจจัยการแก้ไขจะทำให้คำตอบเคลื่อนที่

การกระจายตัวเป็นสิบต่อหนึ่ง เป้าหมายแรงดันตกเบื้องหลังระบบขนาดใหญ่สี่ระบบไม่ใช่

สำหรับแบตเตอรี่ 260 A ที่ 384 V เป้าหมาย 1% นั้นแปลโดยตรงเป็นระยะทางต่อขนาดสายเคเบิล:

แถบเหล่านี้แสดงเฉพาะแรงดันตก การคำนวณขนาดสายเคเบิลขั้นสุดท้ายต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความสามารถในการรับกระแส การจัดกลุ่ม อุณหภูมิแวดล้อม วิธีการติดตั้ง และการป้องกัน

4. สิ่งที่ระยะทาง DC ยาวๆ มีค่าใช้จ่าย

แรงดันตกกินเวลาทำงานในช่วงเวลาที่ไม่เหมาะสม

เมื่อสิ้นสุดการคายประจุ แรงดันแบตเตอรี่ก็ลดลงอยู่แล้ว แรงดันตกของสายเคเบิลที่เพิ่มเข้ามาหมายความว่า UPS เห็นค่าที่น้อยกว่าที่ขั้วแบตเตอรี่วัดได้ และจะถึงเกณฑ์การปิดระบบแรงดันต่ำก่อนที่แบตเตอรี่จะหมดจริง

แบตเตอรี่ถูกปรับขนาดสำหรับเวลาทำงาน สายเคเบิลจะค่อยๆ ดึงส่วนหนึ่งกลับคืนมา

ทองแดง ขั้วต่อ และพื้นที่ถาด

ระยะทางที่ยาวขึ้นต้องการหน้าตัดที่ใหญ่ขึ้น และผลที่ตามมาไม่ใช่แค่ราคาของสายเคเบิล:

• หางปลาที่ใหญ่ขึ้นและรัศมีการโค้งงอที่ใหญ่ขึ้น
• ใช้พื้นที่มากขึ้นในถาด ซึ่งแข่งขันกับสิ่งอื่นๆ ทั้งหมดในนั้น
• การต่อสายที่หนักขึ้นและยากขึ้น
• ภาระทางกลที่มากขึ้นต่อขั้วแบตเตอรี่และ UPS
• ข้อต่อมากขึ้นหากไม่สามารถดึงสายได้ในครั้งเดียว

บนUPS 120 kVAที่มีระยะทางแบตเตอรี่ไกล ทองแดง ขั้วต่อ และงานติดตั้งเพิ่มเติมสามารถมีค่าใช้จ่ายมากกว่าการปรับปรุงการจัดวางอุปกรณ์ระหว่างการออกแบบได้อย่างรวดเร็ว

กระแสลัดวงจรและสายเคเบิลที่ไม่มีการป้องกัน

แบตเตอรี่เป็นแหล่งพลังงาน การลัดวงจรบนสาย DC จะดึงกระแสเท่าที่แบตเตอรี่สามารถส่งได้ และสายเคเบิลที่ยาวก็เป็นเส้นทางลัดวงจรที่ยาวเช่นกัน ซึ่งมีอิมพีแดนซ์ที่อาจทำให้การป้องกันทำงานได้ไม่เร็วพอ

นี่คือเหตุผลที่สามที่คำถามเรื่องระยะทางเป็นเรื่องของการจัดวาง

5. ทำไมตู้แบตเตอรี่จึงมักต้องวางห่างออกไป

หากระยะทางสั้นๆ เป็นเพียงเรื่องของการเลือก ทุกคนก็จะสร้างมันขึ้นมา พวกเขาไม่ใช่

IEC 62485-2ซึ่งครอบคลุมข้อกำหนดด้านความปลอดภัยสำหรับการติดตั้งแบตเตอรี่ทุติยภูมิแบบอยู่กับที่สูงสุด 1,500 V DC กล่าวถึงการระบายอากาศ อันตรายทางไฟฟ้า การป้องกันการลัดวงจร และระยะห่างในการติดตั้ง ในทางปฏิบัติ การรับน้ำหนักพื้น การจัดวางห้อง และข้อกำหนดอุณหภูมิแบตเตอรี่ก็ส่งผลต่อตำแหน่งที่ตู้แบตเตอรี่สามารถวางได้

ตู้แบตเตอรี่มีน้ำหนักมากพอที่โครงสร้างพื้นจะกลายเป็นข้อจำกัดในการวางตำแหน่งก่อนความยาวสายเคเบิล และห้องที่ต้องมีการระบายอากาศก็ไม่ใช่ห้องที่อยู่ติดกับ UPS เสมอไป ข้อกำหนดเหล่านั้นจะดึงแบตเตอรี่ออกจาก UPS เป้าหมายแรงดันตกจะดึงกลับ การจัดวางคือการเจรจาระหว่างสิ่งเหล่านั้น และขนาดสายเคเบิลคือสิ่งที่คุณจ่ายสำหรับผลลัพธ์

6. การตรวจสอบสี่ประการก่อนยอมรับระยะทางที่ยาวขึ้น

1. ยืนยันกระแสคายประจุสูงสุดนำมาจากคู่มือ UPS ที่แรงดันแบตเตอรี่ต่ำสุด ไม่ใช่จากอัตรา kVA
2. ตรวจสอบความสามารถในการรับกระแสและแรงดันตกแยกกันสายเคเบิลต้องสามารถรับกระแสได้โดยไม่เกิดความร้อนสูงเกินไปและรักษาแรงดันตกให้อยู่ในเป้าหมาย การจัดกลุ่ม อุณหภูมิแวดล้อม ถาดหรือท่อร้อยสาย ฉนวน และขนาดขั้วต่อ ล้วนส่งผลต่อคำตอบด้านความสามารถในการรับกระแส ไม่มีกฎใดที่ระบุว่า kVA ที่กำหนดจะใช้ขนาดสายเคเบิลที่กำหนดเสมอไป ความยาวของสายและดีไซน์ของบัส DC มีน้ำหนักเท่ากับอัตรา
3. รักษาความเหมือนกันของสายเคเบิลแบบขนานเมื่อขั้วหนึ่งต้องการสายเคเบิลตั้งแต่สองเส้นขึ้นไป สายเหล่านั้นต้องแชร์ความยาว หน้าตัด และเส้นทางที่เท่ากันรวมถึงวัสดุตัวนำและประเภทเดียวกัน สายที่สั้นกว่าหรือมีเส้นทางต่างกันจะมีความต้านทานต่ำกว่า รับกระแสมากกว่าส่วนแบ่ง และทำงานร้อนกว่า การทดสอบโหลดเบาจะไม่แสดงให้เห็น
4. อ่านคู่มือการติดตั้งแรงดันแบตเตอรี่ ขีดจำกัดกระแสคายประจุ ขนาดขั้วต่อ และการจัดเรียงการป้องกันจะแตกต่างกันไปในแต่ละผู้ผลิต และคู่มือจะมีผลเหนือกว่ากฎของสถานที่เกี่ยวกับเมตร

7. เดินสายขั้วบวกและขั้วลบไปพร้อมกัน

ขั้วบวกและขั้วลบควรใช้เส้นทางเดียวกันและอยู่ใกล้กัน การเดินสายหนึ่งลงแต่ละด้านของห้องเพราะสะดวกจะเพิ่มพื้นที่วงจร เพิ่มอินดักแตนซ์ และทำให้การติดตั้งตรวจสอบและแก้ไขข้อผิดพลาดได้ยากขึ้นในภายหลัง

สำหรับ DC กระแสสูง การเดินสายเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบทางไฟฟ้า

8. วางการป้องกันไว้ใกล้แบตเตอรี่

เบรกเกอร์แบตเตอรี่ ฟิวส์ DC หรือสวิตช์แยก ควรอยู่ใกล้ขั้วแบตเตอรี่ หน้าที่ของมันคือการลดความยาวของสายเคเบิลที่อยู่ระหว่างแหล่งพลังงานและอุปกรณ์ที่สามารถตัดการเชื่อมต่อได้ อุปกรณ์ป้องกันที่ปลาย UPS จะทำให้ส่วนที่ยาวที่สุดของสายเคเบิลไม่ได้รับการป้องกัน

อุปกรณ์ใด และไม่ว่าจะอยู่ภายในตู้แบตเตอรี่หรือในตู้ DC แยกต่างหาก จะถูกกำหนดโดยการออกแบบระบบ UPS และแบตเตอรี่ การทดสอบนั้นง่าย: ไม่มีส่วนของสายเคเบิลที่ยาวระหว่างแบตเตอรี่กับสิ่งที่สามารถเปิดได้

เริ่มต้นด้วยการจัดวาง ไม่ใช่สายเคเบิล

หากห้องเอื้ออำนวย ให้วาง UPS และตู้แบตเตอรี่ไว้ใกล้กัน โดยยังคงรักษาพื้นที่บริการที่อุปกรณ์ต้องการไว้ ระยะทาง DC สั้นๆ ให้แรงดันตกต่ำลง สายเคเบิลเล็กลง ต้นทุนต่ำลง ข้อต่อน้อยลง และตรวจสอบได้ง่ายขึ้น ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมวิศวกรที่มีประสบการณ์จึงผลักดันสิ่งนี้ในขั้นตอนการออกแบบ แทนที่จะเป็นหลังจากการส่งมอบ

ตัวเลขห้าเมตรเป็นตัวกระตุ้นที่มีประโยชน์ ไม่ใช่ข้อกำหนด

เมื่อคุณตรวจสอบการจัดวาง ให้ถามสี่คำถามแทนการวัดระยะห่าง: กระแส DC สูงสุดคือเท่าใด หน้าตัดใดที่รับกระแสได้ แรงดันตกที่คำนวณได้ตลอดความยาววงจรคือเท่าใด และการป้องกันอยู่ที่ใด ทำให้สี่อย่างนี้ถูกต้อง และระยะทางที่ยาวขึ้นก็ใช้ได้ ทำให้ผิด และระยะทางสั้นๆ ก็ยังก่อให้เกิดปัญหา

ส่งซัพพลายเออร์รายการโหลด เวลาทำงาน และห้องที่คุณมีแรงดันแบตเตอรี่ เส้นทางสายเคเบิลที่มีอยู่ พื้นที่ที่ตู้ต้องวาง และระยะห่างที่ต้องการ และขนาดสายเคเบิลจะกลับมาเป็นผลลัพธ์ที่คำนวณได้วิศวกร TAFENGคำนวณขนาดสาย DC จากแรงดันแบตเตอรี่ UPS กระแสคายประจุสูงสุด ความยาวสายเคเบิล และเงื่อนไขการติดตั้งหน้างาน แทนที่จะใช้กฎระยะทางคงที่หนึ่งข้อ

คำถามที่พบบ่อย

UPS สามารถอยู่ห่างจากตู้แบตเตอรี่ได้ไกลแค่ไหน?ขีดจำกัดของผู้ผลิตที่เผยแพร่มีตั้งแต่ 5 เมตรในระบบ DC UPS ขนาดเล็กบางระบบ ไปจนถึง 50 เมตรในการติดตั้ง UPS ขนาดใหญ่ สำหรับ UPS หลายรุ่น เป้าหมายการออกแบบที่ระบุคือแรงดันตก DC ต่ำกว่า 1% ตรวจสอบคู่มือการติดตั้งสำหรับรุ่นเฉพาะเสมอ

ทำไมวงจรสายแบตเตอรี่จึงมีระยะทางเป็นสองเท่า?กระแสจะเดินทางไปยัง UPS ผ่านตัวนำขั้วบวกและกลับมาทางขั้วลบ ดังนั้นตู้ที่อยู่ห่างออกไป 5 เมตรจึงทำให้มีตัวนำ 10 เมตรในการคำนวณแรงดันตก และความต้านทาน ไม่ใช่ระยะห่าง คือสิ่งที่ทำให้เกิดแรงดันตก

แรงดันตกเท่าใดจึงจะยอมรับได้บนสายแบตเตอรี่ UPS?ต่ำกว่า 1% ของแรงดัน DC ทั่วไปเป็นธรรมเนียมปฏิบัติในคู่มือ UPS ขนาดใหญ่ที่ตรวจสอบที่นี่ โดยปกติจะระบุที่กระแสแบตเตอรี่ที่กำหนด ตัวเลขนั้นเป็นเป้าหมายการออกแบบของผู้ผลิต ดังนั้นคู่มือสำหรับยูนิตของคุณจึงมีความสำคัญสูงสุด

UPS 100 kVA ดึงกระแสจากแบตเตอรี่เท่าใด?ประมาณ 260 A สำหรับยูนิต 100 kVA ที่มีอัตรา 100 kW บนแบตเตอรี่ 384 V โดยทั่วไป ก่อนการสูญเสียการแปลง ตัวเลขจริงจะสูงกว่า เนื่องจากแรงดันแบตเตอรี่ลดลงตลอดการคายประจุ และอินเวอร์เตอร์มีการสูญเสียของตัวเอง ดังนั้นให้คำนวณจากกระแสคายประจุสูงสุดที่กำหนดในคู่มือ

ควรติดตั้งเบรกเกอร์แบตเตอรี่ที่ใด?ใกล้กับแบตเตอรี่ การป้องกันที่ปลาย UPS จะทำให้สายเคเบิลทั้งหมดระหว่างขั้วแบตเตอรี่และอุปกรณ์ที่สามารถขัดขวางการลัดวงจรได้

สายแบตเตอรี่แบบขนานต้องมีความยาวเท่ากันหรือไม่?ใช่ - ความยาว หน้าตัด เส้นทาง วัสดุ และประเภทสายเคเบิลต้องเหมือนกัน ตัวนำที่สั้นกว่าหรือมีเส้นทางต่างกันจะมีความต้านทานต่ำกว่าและรับกระแสมากกว่าส่วนแบ่ง