山東科普:一文看懂如何配置機房UPS電源和蓄電池
如何由機房的負載功率算出UPS的容量:選一個相同或接近容量的UPS,看這個UPS就知道它的直流輸入電壓。確定要后備的時間就可以計算蓄電池的AH容量,根據(jù)蓄電池的壽命選用12V、6V、2V的哪一種蓄電池,再根據(jù)后備時間的放電電流大小知道線纜的大?。總€品牌的蓄電池它的放電功率和放電電流可能有出入的)。
如: UPS=200KVA, 后備時間T=2小時 直流電壓=384V, UPS的功率因數(shù)=0.8 UPS的逆變效率=0.93 蓄電池的終止電壓=1.75V
蓄電池的功率=2000*0.8*1000/((384/2)*0.93)=538W 電流=307A 384V/2=192節(jié)
根據(jù)蓄電池的技術(shù)資料在2小時的數(shù)據(jù),蓄電池的容量=850AH 100A19(美國GNB IIP蓄電池數(shù)據(jù))。 線纜=75-90平方米
1、電源容量的選配 主控設(shè)備的功率統(tǒng)計如下:
數(shù)字硬盤監(jiān)控記錄主機:350W,6臺,計2100W 顯示器:120W,6臺,計720W; 攝像機:平均2W,86只,計172W 監(jiān)視器:150W,6臺,計900W 矩陣主機:180W
以上設(shè)備功率總計:4072W。
這里4072W是有用功率,當(dāng)有用功率轉(zhuǎn)換成VA數(shù)時,還需考慮其功率因數(shù)COSφ。一般COSφ的取值為0.65~0.7,則系統(tǒng)VA數(shù)為 4072÷0.7=5817VA
根據(jù)公安部GA/T367-2001文件的要求,系統(tǒng)總的配電容量需為實際用電量的1.5倍,照此計算5817VA*1.5=8726VA
因此,必須配8.8KVA以上的電源才能保證系統(tǒng)的供電,按照UPS的實際規(guī)格,我們配置了10KVA的UPS。
2、蓄電池的選配
根據(jù)公安部相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求,視頻系統(tǒng)所配電源需保證系統(tǒng)在市電斷電后1小時內(nèi)能夠正常運轉(zhuǎn)。我們?nèi)砸砸曨l系統(tǒng)的電源為例來計算。
10KVA的電源輸出電壓標(biāo)稱值為240VDC。故每組至少需配20塊12V蓄電池,才能保證其輸出電壓為240V。
下面我們來計算需要的電池容量: 10000VAH/(12V*20塊)=41.7AH 因此,我們需選擇65AH的電池來作為后備電池使用。 我們可以計算一下20塊12V/38AH的電池在市電斷電以后可以維持系統(tǒng)運行的時間: 12V*65AH*20塊*0.7/4072W≈2.7小時 也就是說市電斷電后本系統(tǒng)可以繼續(xù)運行2個多小時,完全滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。值班人員可以利用這一段時間從容地進行必要的操作,而不致使硬盤中的數(shù)量因突然斷電而丟失。
延長UPS電源電池配置的計算方法
對于使用者來說,怎樣去配置長延時UPS電池容量是一個必須了解的問題, 放電電流的大小與電池的實際容量關(guān)系頗大,蓄電池的放電時間定義為:當(dāng)蓄 電池以規(guī)定的放電電流進行恒流放電時,蓄電池的端電壓下降到所允許的臨界 電壓(終了電壓)時所經(jīng)過的時間。比如12V24AH /20R Panasonic電池以0.4C放 電時,可提供使用的效率(容量)為73.3%,可放電2小時,而以7C放電時,可提供使用的效率(容量)為4%,放電時間50秒。因此,要計算UPS電源的時間必須先計算出放電電流,再通過查驗廠家提供的放電時間表計算出準(zhǔn)確時間。
計算放電電流的公式是:
放電電流=UPS容量(VA) 負載功率因素/(逆變器效率*UPS終止電壓)
以山特10KVA為例: UPS容量:10KVA UPS輸出功率因素:0.8
UPS終止電壓:單只電池終了電壓×UPS電池組電池個數(shù)=10.5V×16只=168VDC ?逆變器效率:0.85
注意:電池的能量并非都能直接提供給負載,它還包含了把電池能量轉(zhuǎn)換為負載可使用的能量的轉(zhuǎn)換效率,即逆變器效率。
放電電流=10000VA*0.8/(0.85*168)V=56A
查表
可查詢不同AH的電池在同樣放電電流下的使用時間,以求得自己所要求合 適容量的電池,在這里提出一點,以上我們的計算都是認為UPS為滿負載,對用戶而言,重要的是了解在實際負載下UPS電源提供的實際使用時間,從經(jīng)濟和實用的角度而言,了解自己的負載數(shù)量,計算一個實際放電電流再查表方是正確做法。
蓄電池使用及維護
免維護電池所指的是電池的內(nèi)環(huán)境無需維護,而不是說可以任意使用,因 此,在以下幾個方面應(yīng)加以注意:
為了保證電池良好的工作狀態(tài),對于長期擱置不用的蓄電池必須每隔一定時間充電一次,以達到激活電池的目的,恢復(fù)電池原有的容量數(shù)。另外,特別 應(yīng)注意的是,對于運行于供電質(zhì)量高、很少發(fā)生停電的UPS電源來說,也應(yīng)每 隔一定的周期(3個月)人為地中斷交流電的輸入,使電池放電至少在UPS電池組 可提供時間的一半,再重新充電,這樣會延長電池的使用壽命。
對于不同容量的電池,絕對不可以在同一組中串聯(lián)混合使用,應(yīng)特別注意的是,對于不同容量的電池,并聯(lián)使用也是很不好的,這樣會大大降低電池的 使用壽命,很簡單地說,不同容量的電池組并聯(lián)使用時,由于放電電流的不同 分配,放電速率則對于它們來說一定是不同的,但由于并聯(lián)關(guān)系又會產(chǎn)生相互補充的關(guān)系,在充電時亦會是同樣情況,因此,并聯(lián)使用的方法是不科學(xué)的。
以上我們說過,大電流放電對電池的影響是很不好的,那么是否越小的電流放電就越好呢?答案是否定的。我們知道,放電電流小,電池可以放電的深度就深,當(dāng)放電深度大于某一程度時,電池則很容易死掉,失去回復(fù)能力。這再次說明用戶在使用長延時UPS時,對于電池容量的計算應(yīng)是以實際負載為準(zhǔn), 而非是以滿負載計算來量度,也就是說并非UPS容量和電池容量越大越好。
對UPS電池來說,溫度亦是一個非常主要的因素,當(dāng)環(huán)境溫度每升高8攝氏度時,電池的壽命會降低一半,而在使用時,當(dāng)環(huán)境溫度下降時,電池所提供利用的容量,即安時數(shù)也會明顯的下降。因此,在低溫下使用UPS電源時,備用時間的考虛應(yīng)有溫度因素,所以對UPS電池使用時保持室溫(指25攝氏度)也 是十分必要的。