山東科普:一文看懂如何配置機(jī)房UPS電源和蓄電池
如何由機(jī)房的負(fù)載功率算出UPS的容量:選一個(gè)相同或接近容量的UPS,看這個(gè)UPS就知道它的直流輸入電壓。確定要后備的時(shí)間就可以計(jì)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(shí)間的放電電流大小知道線纜的大小(每個(gè)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(shí)間T=2小時(shí) 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(shí)的數(shù)據(jù),蓄電池的容量=850AH 100A19(美國(guó)GNB IIP蓄電池?cái)?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(jì)如下:
數(shù)字硬盤監(jiān)控記錄主機(jī):350W,6臺(tái),計(jì)2100W 顯示器:120W,6臺(tái),計(jì)720W; 攝像機(jī):平均2W,86只,計(jì)172W 監(jiān)視器:150W,6臺(tái),計(jì)900W 矩陣主機(jī):180W
以上設(shè)備功率總計(jì):4072W。
這里4072W是有用功率,當(dāng)有用功率轉(zhuǎn)換成VA數(shù)時(shí),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(shí)際用電量的1.5倍,照此計(jì)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(shí)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(shí)內(nèi)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。我們?nèi)砸砸曨l系統(tǒng)的電源為例來計(jì)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(jì)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(jì)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(yùn)行的時(shí)間: 12V*65AH*20塊*0.7/4072W≈2.7小時(shí) 也就是說市電斷電后本系統(tǒng)可以繼續(xù)運(yùn)行2個(gè)多小時(shí),完全滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。值班人員可以利用這一段時(shí)間從容地進(jìn)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(zhǎng)UPS電源電池配置的計(jì)算方法
對(duì)于使用者來說,怎樣去配置長(zhǎng)延時(shí)UPS電池容量是一個(gè)必須了解的問題, 放電電流的大小與電池的實(shí)際容量關(guān)系頗大,蓄電池的放電時(shí)間定義為:當(dāng)蓄 電池以規(guī)定的放電電流進(jìn)行恒流放電時(shí),蓄電池的端電壓下降到所允許的臨界 電壓(終了電壓)時(shí)所經(jīng)過的時(shí)間。比如12V24AH /20R Panasonic電池以0.4C放 電時(shí),可提供使用的效率(容量)為73.3%,可放電2小時(shí),而以7C放電時(shí),可提供使用的效率(容量)為4%,放電時(shí)間50秒。因此,要計(jì)算UPS電源的時(shí)間必須先計(jì)算出放電電流,再通過查驗(yàn)廠家提供的放電時(shí)間表計(jì)算出準(zhǔn)確時(shí)間。
計(jì)算放電電流的公式是:
放電電流=UPS容量(VA) 負(fù)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:?jiǎn)沃浑姵亟K了電壓×UPS電池組電池個(gè)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(fù)載,它還包含了把電池能量轉(zhuǎn)換為負(fù)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(shí)間,以求得自己所要求合 適容量的電池,在這里提出一點(diǎn),以上我們的計(jì)算都是認(rèn)為UPS為滿負(fù)載,對(duì)用戶而言,重要的是了解在實(shí)際負(fù)載下UPS電源提供的實(shí)際使用時(shí)間,從經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的角度而言,了解自己的負(fù)載數(shù)量,計(jì)算一個(gè)實(shí)際放電電流再查表方是正確做法。
蓄電池使用及維護(hù)
免維護(hù)電池所指的是電池的內(nèi)環(huán)境無需維護(hù),而不是說可以任意使用,因 此,在以下幾個(gè)方面應(yīng)加以注意:
為了保證電池良好的工作狀態(tài),對(duì)于長(zhǎng)期擱置不用的蓄電池必須每隔一定時(shí)間充電一次,以達(dá)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(duì)于運(yùn)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(gè)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(shí)間的一半,再重新充電,這樣會(huì)延長(zhǎng)電池的使用壽命。
對(duì)于不同容量的電池,絕對(duì)不可以在同一組中串聯(lián)混合使用,應(yīng)特別注意的是,對(duì)于不同容量的電池,并聯(lián)使用也是很不好的,這樣會(huì)大大降低電池的 使用壽命,很簡(jiǎn)單地說,不同容量的電池組并聯(lián)使用時(shí),由于放電電流的不同 分配,放電速率則對(duì)于它們來說一定是不同的,但由于并聯(lián)關(guān)系又會(huì)產(chǎn)生相互補(bǔ)充的關(guān)系,在充電時(shí)亦會(huì)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(duì)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(shí),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(zhǎng)延時(shí)UPS時(shí),對(duì)于電池容量的計(jì)算應(yīng)是以實(shí)際負(fù)載為準(zhǔn), 而非是以滿負(fù)載計(jì)算來量度,也就是說并非UPS容量和電池容量越大越好。
對(duì)UPS電池來說,溫度亦是一個(gè)非常主要的因素,當(dāng)環(huán)境溫度每升高8攝氏度時(shí),電池的壽命會(huì)降低一半,而在使用時(shí),當(dāng)環(huán)境溫度下降時(shí),電池所提供利用的容量,即安時(shí)數(shù)也會(huì)明顯的下降。因此,在低溫下使用UPS電源時(shí),備用時(shí)間的考虛應(yīng)有溫度因素,所以對(duì)UPS電池使用時(shí)保持室溫(指25攝氏度)也 是十分必要的。