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        華為ups容量及時間算法你知道嗎

        發布時間:2019-06-16 17:20:06

          《機房UPS容量/電池后備時間快速計算方法》

          1、快速估算機房IT設備功率:知道機柜數量,以1個機柜負載3~5KW計算IT設備總功率;

          2、普通PC功率約200W,蘋果機約300W,服務器約300W~600W,其它請查閱設備說明書;

          3、設計UPS時,計算出UPS容量后,配置UPS數量推薦采用N+1冗余部署;

          4、電池計算,最快捷的方法可以查UPS廠家的電池配置表,簡單快捷;

          1UPS容量快速計算方法

          計算公式:UPS容量KVA=負載功率KW÷功率因數÷0.7;

          1、負載功率KW:需要帶載IT設備的負載功率,一般用KW表示(如10KW)

          2、UPS容量KVA:UPS容量一般用KVA表示(如10KVA,UPS容量KVA*功率因數=KW,一般情況下KVA≧KW,只有當功率因素為1時,KVA=KW)

          3、UPS最大帶載功率KW=UPS容量KVA×功率因數(功率因數一般在0.8~1之間,查UPS參數表可得,一般取0.8)

          4、配置UPS時,建議UPS所帶的負載功率(KW)約為UPS最大帶載功率(KW)的70%為佳;

          計算示例:以10KW負載為例,計算所需要UPS容量步驟如下:

          第一步:套用公式,UPS容量KVA=10KW÷0.8÷0.7=17.85KVA;

          第二步:選用合適的UPS,根據以上結果實際可選用20KVA的UPS滿足要求;

          2UPS電池容量的快速計算方法

          電池計算方法一

          計算所需電池安時數(AH)(此方法簡單快捷,一般的估算,采用此方法即可)

          計算公式:電池安時數(AH)=UPS標稱功率(VA)×功率因素×延時時長(小時數)÷逆變器啟動電壓(電池組電壓)÷逆變器效率;

          1、功率因數一般取0.8;

          2、逆變器效率一般取0.9;

          3、逆變器啟動電壓(電池組電壓)根據不同型號UPS而不同(查UPS參數可得)

          計算示例:以3000VA UPS延時4小時為例,計算步驟如下:

          每一步:查UPS參數,得UPS逆變器啟動電壓(電池組電壓):U=96V,選用電池額定電壓:U1=12V,得出每組電池數量:N=U÷U1=96V÷12=8節/組;

          第二步:套用公式,電池安時數(AH)=3000VA×0.8×4小時÷96V÷0.9=111AH;

          第三步:選用合適的電池,以上結果得出需要111AH的蓄電池才能滿足4小時的供電,但是常規蓄電池一般沒有容量為111AH的,且需要8節/1組,我們可以選擇2組(16節)65AH的蓄電池并聯進行配置,其延時時間為:65AH×2÷3000VA÷0.8×96V×0.9=4.68小時;

          注:以上算出的電池安時數(AH)也常理解為:電池放出容量;如果電池放電效率不為1,參照以下公式換算出電池標稱容量,再選電池。電池放出容量=電池標稱容量×電池放電效率;電池放電效率不同型號參考值有:0.4?/0.5/0.6/0.7/0.8/0.9/1;

          電池計算方法二

          計算電池最大放電電流值(I最大)(此方法相對精確,如果追求更精確的配置,可采用此方法)

          計算公式:I最大=Pcosф/(η*E臨界*N)

          1、P:UPS電源的標稱輸出功率;

          2、cosф:UPS電源的輸出功率因數(UPS一般為0.8)

          3、η:UPS逆變器的效率,一般為0.88~0.94(實際計算中可以取0.9)

          4、E臨界:蓄電池組的臨界放電電壓(12V電池約為10.5V,2V電池約為1.7V)

          5、N:每組電池的數量;

          6、根據所選的蓄電池組的后備時間,查出所需的電池組的放電速率值C,然后根據:電池組的標稱容量=I最大/C,算出電池組的標稱容量;時間與放電速率C示例表如下:

          30分鐘60分鐘90分鐘120分鐘180分鐘

          0.92C 0.61C 0.5C 0.42C 0.29C

          計算示例:以300KVA UPS延時30分鐘為例,計算步驟如下:

          第一步:查UPS參數,得UPS逆變器啟動電壓(電池組電壓):U=360V,選用電池額定電壓:?U1=12V,得出每組電池數量:N=U÷U1=360V÷12=30節/組;

          第二步:套用公式,I最大=P×cosф÷(η×N×E)=300000VA×0.8÷(0.9×30×10.5)=846A;

          第三步:套用公式,得出電池組的標稱容量=I最大/C=846÷0.92=919AH;

          第四步:選用合適的電池,以上結果得出電池組的總容量=919AH×30節×12V=330840AH,可采用電池150AH 30節6組;

          電池計算方法三

          電池恒功率計算法(此方法相對精確,快捷,計算出恒功率數值后,查電池廠家恒功率表)

          恒功率計算公式:W=(P·cosΦ)/(ηN·6)

          2V單體電池放電截止電壓:1.70V;

          UPS輸出功率因數cosΦ:0.8;

          UPS逆變效率η:0.95;

          UPS電池節數:N(一般為12V電池的節數,查電池恒功率表一般是電池2V對應的W數,換算成2V電池節數:N*6)

          計算示例:以400KVA UPS延時30分鐘為例,計算步驟如下:

          第一步:套用公式,W=(400×1000×0.8)/(0.95×32pcs×6)=1754.39W

          第二步:計算出W值后,查電池恒功率表如下(可選977.7的2組,滿足要求):

          補充說明:UPS后備蓄電池的容量計算方法很多(電源法、恒功率法、恒流法、估算法等),各種計算方法各有側重點,在實際應用中需要綜合考慮蓄電池的使用情況,UPS所帶負載情況以及應用的場合來選擇適合的電池容量計算方法。

          3UPS分類:工頻機和高頻機區別

          一、工頻機和高頻機的原理分析

          1、工頻機和高頻機是按UPS的設計電路工作頻率來區分的。工頻機是以傳統的模擬電路原理設計,由晶閘管(SCR)整流器、IGBT逆變器、旁路和工頻升壓隔離變壓器組成。因其整流器和變壓器工作頻率均為工頻50Hz,顧名思義叫工頻UPS。

          2、高頻機通常由IGBT高頻整流器、電池變換器、逆變器和旁路組成。IGBT可以通過控制加在門極的驅動來控制其開通與關斷,IGBT整流器開關頻率通常在幾千赫到幾十千赫,甚至高達上百千赫,遠遠高于工頻機,因此稱為高頻UPS。高頻機輸出沒有變壓器隔離,如果逆變功率器件發生短路,則直流母線(DC BUS)上的高直流電壓直接加到負載上,這是安全隱患,而工頻機則不存在此問題。

          二、從工頻機和高頻機的性能對比來分析

          1、在可靠性方面,工頻機要優于高頻機:工頻機采用晶閘管(SCR)整流器,該技術經過半個多世紀的發展和革新,已經非常成熟,其抗電流沖擊能力非常強。由于SCR屬于半控器件,不會出現直通、誤觸發等故障。相比而言,高頻機采用的IGBT高頻整流器雖然開關頻率較高,但是IGBT工作時有嚴格的電壓、電流工作區域,抗沖擊能力較低。因此在總體可靠性方面,IGBT整流器比SCR整流器低。

          2、在環境適應性方面,高頻機要優于工頻機:高頻機是以微處理器作為處理控制中心,將繁雜的硬件模擬電路燒錄于微處理器中,以軟件程序的方式來控制UPS的運行。因此,體積、重量等方面都有明顯的降低,噪音也較小,對空間、環境影響小,因此比較適合于對可靠性要求不太苛刻的辦公場所。正因為如此,許多廠家的中小功率UPS普遍推出了高頻機。

          3、在負載對零地電壓的要求方面,工頻機要優于高頻機:大功率三相高頻機零線會引入整流器并作為正負母線的中性點,這種結構就不可避免地造成整流器和逆變器高頻諧波耦合在零線上,抬升零地電壓,造成負載端零地電壓抬高,很難滿足IBM、HP等服務器廠家對零地電壓小于1V的場地需求。另外,在市電和發電機切換時,高頻機往往因零線缺失而必須轉旁路工作,在特定工況下可能造成負載閃斷的重大故障。工頻機因整流器不需要零線參與工作,在零線斷開時,UPS可以保持正常供電。

          4、綜上所述,工頻機UPS和高頻機UPS的差異主要表現在隔離變壓器上,而工頻機對隔離變壓器的使用,在很大程度上提升了UPS的可靠性。從綜合性能方面來講,工頻機和高頻機則各有優劣,至少在當前,不存在誰取代誰的問題。用戶在選購設備的時候應當立足于自身的實際需要,而不是盲目跟從。

          5、補充說明:工頻機是中國的說法,就是指帶工頻變壓器的??梢岳斫鉃?,1000升的水,用1000升的水桶來倒,提水費力,但一次搞定,因此桶子也貴,水里頭雜質也多。高頻機是由高頻的小變壓器模擬工頻的??梢岳斫鉃?000升的水,用1升的水桶來倒,倒1000次才滿足了用水需求,還不能潑出水來,技術難度高了,水桶小了,便宜了,而且水質更好。因為高頻技術牽涉到對市電實時監控和補充能量難度較高,很多廠家做不好,所以,變得不耐沖擊(水潑出來)。工頻機本身就是大諧波源,傷害設備,還費電,不節能。所以,目前有的說工頻機比高頻機好,只是針對國內現有技術能力來看的,說穿了,就是國內的高頻電源技術還不太成熟。相比某本國的高頻技術就沒這個問題,省電,還抗諧波。

          4UPS其它常見分類介紹

          UPS電源按其工作原理可分為后備式、在線式以及在線互動式三種。從備用時間分,UPS分為標準型(內置電池)和長效型兩種(可靈活配置電池)

          一、后備式UPS

          平時處于蓄電池充電狀態,在停電時逆變器緊急切換到工作狀態,將電池提供的直流電轉變為穩定的交流電輸出,因此后備式UPS也被稱為離線式UPS。后備式UPS電源的優點是:運行效率高、噪音低、價格相對便宜,主要適用于市電波動不大,對供電質量要求不高的場合,比較適合家庭使用。然而這種UPS存在一個切換時間問題,因此不適合用在關鍵性的供電不能中斷的場所。不過實際上這個切換時間很短,一般介于2至10毫秒,而計算機本身的交換式電源供應器在斷電時應可維持10毫秒左右,所以個人計算機系統一般不會因為這個切換時間而出現問題。后備式UPS一般只能持續供電幾分鐘到幾十分鐘,主要是讓您有時間備份數據,并盡快結束手頭工作,其價格也較低。對不是太關鍵的電腦應用,比如個人家庭用戶,就可配小功率的后備式UPS。

          二、在線式UPS

          這種UPS一直使其逆變器處于工作狀態,它首先通過電路將外部交流電轉變為直流電,再通過高質量的逆變器將直流電轉換為高質量的正弦波交流電輸出給計算機。在線式UPS在供電狀況下的主要功能是穩壓及防止電波干擾;在停電時則使用備用直流電源(蓄電池組)給逆變器供電。由于逆變器一直在工作,因此不存在切換時間問題,適用于對電源有嚴格要求的場合。在線式UPS不同于后備式的一大優點是供電持續長,一般為幾個小時,也有大到十幾個小時的,它的主要功能是可以讓您在停電的情況可像平常一樣工作,顯然,由于其功能的特殊,價格也明顯要貴一大截。這種在線式UPS比較適用于計算機、交通、銀行、證券、通信、醫療、工業控制等行業,因為這些領域的電腦一般不允許出現停電現象。

          三、在線互動式UPS

          這是一種智能化的UPS,所謂在線互動式UPS,是指在輸入市電正常時,UPS的逆變器處于反向工作(即整流工作狀態),給電池組充電;在市電異常時逆變器立刻轉為逆變工作狀態,將電池組電能轉換為交流電輸出,因此在線互動式UPS也有轉換時間。同后備式UPS相比,在線互動式UPS的保護功能較強,逆變器輸出電壓波形較好,一般為正弦波,而其最大的優點是具有較強的軟件功能,可以方便地上網,進行UPS的遠程控制和智能化管理??勺詣觽蓽y外部輸入電壓是否處于正常范圍之內,如有偏差可由穩壓電路升壓或降壓,提供比較穩定的正弦波輸出電壓。而且它與計算機之間可以通過數據接口(如RS-232串口)進行數據通訊,通過監控軟件,用戶可直接從電腦屏幕上監控電源及UPS狀況,簡化、方便管理工作,并可提高計算機系統的可靠性。這種UPS集中了后備式UPS效率高和在線式UPS供電質量高的優點,但其穩頻特性能不是十分理想,不適合做常延時的UPS電源。

          四、UPS分為標準型和長效型兩種

          一般來說,標準型機內帶有電池組,在停電后可以維持較短時間的供電(一般不超過25分鐘);長效型機內不帶電池,但增加了充電器,用戶可以根據自身需要配接多組電池以延長供電時間,廠商在設計時會加大充電器容量或加裝并聯的充電器。

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