Как да изчислим броя на батериите за UPS системи

Системата за непрекъсваемо токозахранване (UPS) е важен компонент на съвременната защита на електрозахранването, който осигурява краткотрайно резервно захранване, за да гарантира непрекъснатата работа на важни устройства при прекъсване на електрозахранването. Броят на батериите, необходими за една UPS система, е пряко свързан с времето за резервиране, което тя може да предложи. Капацитетът и броят на необходимите батерии зависят от няколко ключови параметъра, като например номиналната мощност на UPS, времето за архивиране и напрежението на батерията. Нека да разгледаме как да изчислим необходимия брой батерии за една UPS система.

1. Основни фактори, влияещи върху количеството на батериите на UPS

При изчисляването на броя на батериите, необходими за UPS, решаваща роля играят следните фактори:

1. Мощност на натоварването
   Мощността на товара на UPS определя необходимия капацитет на батерията. При изчисляване на нуждите от батерии UPS системите обикновено използват привидна мощност (измерена във VA) вместо реална мощност (W).
2. Напрежение на прекратяване (V_low)
   Това е напрежението, при което батерията вече не може да осигурява използваема енергия. За батерия с напрежение 2 V V_low обикновено се определя на 1,7 V; за батерия с напрежение 12 V - на 10,2 V.
3. Напрежение на поплавъка (V_float)
   Напрежението на поплавъка е напрежението, което се използва за поддържане на батерията в режим на готовност и за осигуряване на нейната дълготрайност. За батерии с напрежение 2 V V_float се задава на 2,3 V, а за батерии с напрежение 12 V то обикновено е 13,8 V.
4. Коефициент на преобразуване на капацитета на батерията (Kh)
   Този коефициент варира в зависимост от продължителността на разряда. При 10-часово разтоварване Kh е 1, при 5-часово - 0,9, при 3-часово - 0,75, а при 1-часово - 0,6.
5. Ток на батерията (I)
   Това е токът, необходим за захранване на товара на UPS, който оказва пряко влияние върху необходимия капацитет и брой на батериите.
6. Време за архивиране (T)
   Времето за архивиране определя колко дълго UPS може да захранва без променлив ток. По-дългото време за архивиране изисква повече батерии.
7. Постоянно напрежение на UPS (V)
   UPS системите обикновено работят с постоянни напрежения от 24 до 384 V. Необходимата конфигурация на батерията зависи от напрежението на системата.

2. Основен метод за изчисляване на количеството батерии на UPS

Като се използват горните параметри, броят на необходимите батерии може да се изчисли по следните формули:

1. Брой батерии (N):
   За 12V акумулаторна система броят на необходимите акумулатори се изчислява по следния начин:
   N=V12VN = \frac{V}{12V}N=12VV
   Например за UPS със система 36 V са необходими 3 батерии по 12 V всяка.
2. Ток на батерията (I):
   Необходимият ток от батерията е:
   I=PtotalVI = \frac{P_{\text{total}}}{V}I=VPtotal
   За 1000VA UPS с 36V токът ще бъде:
   I=100036=28AI = \frac{1000}{36} = 28AI=361000=28A.
3. Действителен капацитет на батерията (C):
   Необходимият капацитет на батерията се изчислява по следния начин:
   C=I×TKhC = \frac{I \times T}{K_h}C=KhI×T
   Например при ток 28 А и време за архивиране 4 часа при Kh = 0,9 необходимият капацитет на батерията е:
   C=28×40,9=124AHC = \frac{28 \ пъти 4}{0,9} = 124AHC=0,928×4=124AH.

3. Пример за конфигурация на батерията на UPS

За UPS с мощност 1 kVA, изискващ 4 часа време за архивиране при система 36 V и батерии 100 Ah, изчисленията са следните:

1. Брой батерии:
   N=36V12V=3N = \frac{36V}{12V} = 3N=12V36V=3
   Необходими са три 12V батерии.
2. Ток на батерията:
   I=100036=28AI = \frac{1000}{36} = 28AI=361000=28A
3. Капацитет на батерията:
   C=28×40,9=124AHC = \frac{28 \ пъти 4}{0,9} = 124AHC=0,928×4=124AH

Следователно UPS системата може да бъде конфигурирана с 3 батерии x 100AH или 6 батерии x 65AH, в зависимост от разходите и нуждите на потребителя.

4. Заключение

Изчисляването на броя на батериите за една UPS система е сложна задача, която включва няколко параметъра, включително мощност на UPS, напрежение на батерията, време за архивиране и капацитет на батерията. Чрез извършване на внимателни изчисления може да се гарантира, че UPS системата може да осигури стабилно резервно захранване по време на прекъсвания, като ефективно отговаря на изискванията на потребителите.