زمان کارکرد یو پی اس روی باتری ها محاسبه زمان ذخیره توان بار از یک UPS

29 مارس 2016

محاسبه دقیق عمر باتری با استفاده از محاسبات ریاضی کار بی اهمیتی نیست. در این راستا، با پیاده سازی الگوریتم محاسبه در ماشین حساب کار را ساده کردیم:

با این حال، بیایید به رویکردهای تعیین عمر باتری نگاه کنیم.

1) فرمول ساده

T = E U / P

• E - ظرفیت باتری در Ah
• U - ولتاژ
• P - توان بار در W.

این یک فرمول بسیار ساده است که نتیجه بسیار تقریبی برای تخلیه در محدوده 5-15 ساعت می دهد. برای تخمین سریع زمان خودمختاری در سر شما مناسب است. این الگوریتم کاهش انرژی خروجی باتری در هنگام دشارژهای کوتاه و افزایش در دشارژهای طولانی و همچنین ضرایب مختلف را در نظر نمی گیرد.

یک فرمول بهبود یافته با ضرایب وجود دارد:

T = Uab * Sak * K * h * Kr * Kg / Pnagr

• T - عمر باتری منبع تغذیه بدون وقفه، h;
• Uab – ولتاژ باتری، V;
• ظرفیت باتری ساک، آه;
• K - تعداد باتری در مدار؛
• h – راندمان مبدل (h=0.75-0.9)، اغلب بسته به بار متفاوت است.
• Kr - ضریب عمق دبی 0.8 -0.9 (80%-90%)، باید 80% در نظر گرفته شود.
• Кg - ضریب ظرفیت موجود (بستگی به حالت تخلیه و دما دارد، مشخصات باتری را ببینید)
• Rload – قدرت بار.

این الگوریتم نتایج نسبتاً دقیقی را ارائه می دهد، اما برای تخلیه های طولانی مدت 1 ساعت یا بیشتر. در دشارژهای کوتاه، نتایج به دلیل عملکرد تخلیه غیرخطی باتری‌های سرب اسیدی می‌تواند به شدت مخدوش شود. ما از روش مشابهی در مقاله استفاده کردیم.

2) فرمول پیکرت

T=Cp/I^ n

• T - زمان بر حسب ساعت
• Cp - ظرفیت پکرت (ظرفیت باتری در صورت تخلیه با جریان 1 آمپر)
• I - جریان تخلیه
• n – توان پیکرت

توان Peukert گاهی اوقات در مشخصات باتری نشان داده می شود و بر اساس داده های درجه بندی C باتری (ظرفیت در زمان های تخلیه مختلف) محاسبه می شود. ظرفیت پیکرت با فرمول - Ср=R(C/R)^n محاسبه می شود (R رتبه بندی بر حسب ساعت مربوط به این ظرفیت است، به عنوان مثال، 10).

ماشین حساب های ما بر اساس این فرمول و با در نظر گرفتن کارایی اینورترها و عمق تخلیه هستند. آنها زمان استقلال را با دقت بالا برای تخلیه های کوتاه و طولانی محاسبه می کنند.

3) محاسبه با استفاده از جداول از مشخصات باتری

مرحله 1. محاسبه توان کل به توان بار باتری

Rakb = (Pload*cos(φ)*Knagr)/efficiencyinv

• بارگذاری - توان بر حسب کیلو ولت آمپر
• cos(φ) – مشخصه ضریب توان (مشخصه بار)
• کنگر – سطح بار UPS
• بهره وری inv – راندمان اینورتر

به عنوان مثال، بیایید یک یو پی اس 120 کیلوولت آمپر را در نظر بگیریم که در بار 70 درصد با ضریب توان 0.8 کار می کند:

Rakb= (120000*0.8*0.7)/0.94=71489W -هنگامی که یو پی اس از باتری تغذیه می شود، این بار روی کل بانک باتری می افتد.

مرحله 2. بار روی یک باتری را محاسبه کنید

بیایید بار روی یک باتری را دوباره محاسبه کنیم. به عنوان یک قاعده، در باتری های UPS بزرگ به صورت سری در مقدار 32-40 عدد متصل می شوند. برای محاسبه بار روی یک باتری در 40 باتری:

71489W/40=1788W.

لیست داده های باتری ها معمولاً توان هر سلول (Pel) را نشان می دهد که 6 عدد از آن وجود دارد. در باتری 12 ولت از این رو:

Rel = 1788/6 = 298W.

مرحله 3. مطالعه جداول تخلیه باتری و انتخاب.

در مقاله ما به انواع زیر باتری ها در زمینه استفاده های مختلف مورد نظر نگاه کردیم. یکی از مشخصه های اساسی تولید انرژی است، یعنی. باتری قادر است در یک زمان معین چه مقدار انرژی ارائه دهد.

بیایید به جداول دشارژ باتری های 100Ah دلتا دو سری مختلف نگاه کنیم.

Delta DTM 12100 l:

Delta HRL 12100:

به یاد داشته باشید که بار ما روی المنت 298 وات است. عمق تخلیه - 10.8 ولت یا 1.80 ولت در هر عنصر. بنابراین، از این جداول، می توان نتیجه گرفت که DTM 12100 l بار را برای حدود 13.8 دقیقه پشتیبانی می کند (می توان به طور متناسب محاسبه کرد، اعوجاج حداقل است)، Delta HRL 12100 - 16.3 دقیقه. تفاوت سفارش 15% . به هر حال، تفاوت قیمت تقریباً یکسان است.

4) انجام تخلیه های واقعی

البته، ایده آل این است که آزمایش های بیت واقعی را انجام دهید. باید در نظر داشت که باتری ها تا دهمین چرخه شارژ-دشارژ به حداکثر ظرفیت خود می رسند.

برای سادگی، ما ماشین حساب های محاسباتی ساخته ایم:

حالا بیایید الگوریتم محاسبه را ارائه کنیم:

1) توان کل بار و جریان تخلیه ثابت را تعیین کنید.

2) ظرفیت باتری مورد نیاز را برای یک استقلال معین محاسبه می کنیم.

3) نوع باتری را تعیین کنید

مثال

داده شده:دو نوار LED با توان 10 وات و با ولتاژ 12 ولت کار می کند. استقلال مورد نیاز: 10 ساعت عمر مفید: یک سال با استفاده روزانه. شرایط عملیاتی: دمای اتاق ثابت 20 درجه.

پیدا کردن:حداقل باتری قابل قبول و بهینه برای حل مشکل.

راه حل

1) توان کل W=10W*2=20W. جریان تخلیه ثابت: I=20/12=1.67A. برای محاسبات دقیق، توصیه می شود مصرف جریان را با استفاده از یک مولتی متر اندازه گیری کنید.

2) برای تعیین ظرفیت مورد نیاز باید نکات زیر را رعایت کنید:

آ)برای پشتیبانی از بار در چنین جریان تخلیه، لازم است حداقل ظرفیت محاسبه شده باتری را تعیین کنید: 1.67 * 10 = 16.7 Ah.

ب)باید در نظر داشت که ظرفیت باتری های قابل شارژ توسط سازندگان بر اساس زمان تخلیه مشخص مشخص می شود. معمولاً 10 ساعت است. اما برخی از تولید کنندگان 20 ساعت را نشان می دهند. در اینجا می توانیم در مورد باتری کمک بگیریم که می توانید در وب سایت ما دریافت کنید. بیایید به مشخصات نگاه کنیم:

در مورد ما، زمان کار از باتری 10 ساعت است، به این معنی که می توانیم ظرفیت را برابر با ظرفیت اسمی در نظر بگیریم. با این حال، اگر این کار به 5 ساعت نیاز دارد، باید به این واقعیت توجه کنید که با چنین زمان تخلیه ظرفیت باتری کمتر می شود (جریان تخلیه را در ساعت ضرب می کنیم - 4.8A * 5h = 24Ah به جای 28 ).

در مشکل می‌توانیم ببینیم که تعداد سیکل‌های برنامه‌ریزی‌شده 365 است. حداکثر عمق تقریبی تخلیه در مورد ما حدود 57٪ است. توصیه می شود آن را با یک ذخیره مصرف کنید.

بنابراین، تصحیح 0.5 را معرفی می کنیم: 16.7/0.8 = 33.4 Ah.

ز)اگر با دمای کاری غیر از دمای بهینه (25 درجه) سروکار داریم، باید یک ضریب تصحیح وارد کنیم که از مشخصات نیز می توانیم آن را بگیریم:

بنابراین در دمای 10 درجه باید ضریب 0.9 را وارد کنید، یعنی. 10% دیگر به ظرفیت محاسبه شده.

3) اگر به حالت های تخلیه طولانی نیاز داریم، باید به سری باتری های AGM از تولید کنندگان محبوب در بازار روسیه توجه کنیم:

• باتری دارای سری دلتا می باشد
• در CSB -

برای محاسبه عمر باتری یک منبع تغذیه اضطراری UPS، می توانید از داده های متوسط ​​برای UPS از اکثر سازندگان استفاده کنید. به عنوان مثال، با بار UPS 100٪، زمان استقلال 4...8 دقیقه، 75٪ - 7...12 دقیقه، 50٪ - 12...20 دقیقه است. یا جداول خاصی که عمر باتری منبع تغذیه اضطراری UPS را برای مقادیر مختلف توان بار و ظرفیت باتری های قابل شارژ داخلی نشان می دهد. در نظر گرفتن این نکته مهم است که مقادیر عمر باتری نشان داده شده توسط سازنده تخمین زده می شود و مبنایی برای وقوع تعهدات تامین کننده یا شکایات خریدار نیست. لازم به یادآوری است که تولید کنندگان منابع تغذیه اضطراری UPS مقادیر قدرت UPS، ظرفیت باتری و عمر باتری را برای عملکرد در دمای 20 ... 25 درجه سانتیگراد نشان می دهند. این دما برای عملکرد یو پی اس و باتری بهینه است. اما شرایط عملکرد واقعی منابع تغذیه اضطراری UPS با شرایط ایده آل متفاوت است.

تعیین زمان دقیق استقلال یو پی اس با در نظر گرفتن پارامترهای زیادی که برای هر مورد محاسباتی متفاوت است، کار ساده ای نیست. به طور ساده، عمر تقریبی باتری یک منبع تغذیه بدون وقفه UPS هنگام کار از باتری را می توان با استفاده از فرمول محاسبه کرد:

T=E* U/ پ(ساعت.)

E- ظرفیت باتری (Ah)

U- ولتاژ باتری (V)

پ- قدرت بار UPS (W)

اگر مشخصات فنی خریدار در حین کارکرد منبع تغذیه اضطراری UPS خطاهایی را مجاز می‌داند، می‌توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه را انجام داد.

در صورت وقفه در ولتاژ تغذیه به یک بار بحرانی، لازم است از عملکرد مستقل آن اطمینان حاصل شود. استفاده از یو پی اس (منبع تغذیه اضطراری) در مدار منبع تغذیه به شما این امکان را می دهد که این مشکل را حل کنید. عمر باتری UPS شاخص اصلی هنگام انتخاب چنین دستگاه هایی برای تجهیزات خاص است. عمر باتری یو پی اس به توان بار و ظرفیت باتری باتری بستگی دارد. مصرف کنندگان مسئول عبارتند از سرورها، مدارهای کنترلی برای دیگهای گرمایش، تجهیزات آزمایشگاهی پیچیده برای انجام مطالعات چرخه ای، و تجهیزات پزشکی برای سیستم های پشتیبانی حیات. برای محاسبه دقیق تر عمر باتری یک منبع تغذیه اضطراری UPS هنگام کار از باتری های ذخیره باتری برای مصرف کنندگان مسئول، فرمول محاسبه باید بازده اینورتر را در نظر بگیرد (معمولاً این مقدار 0.75 ... 0.8 است). تعداد باتری در باتری، درجه فرسودگی باتری، عمق تخلیه باتری (0.8...0.9. باتری ها ظرفیت خود را به ازای هر درجه افزایش دما پس از 40 درجه سانتیگراد به 5٪ کاهش می دهند.)، ضریب ظرفیت باتری موجود (مشخص می شود. از نسبت مقادیر ظرفیت در حالت تخلیه باتری و دمای محیط)، دمای محیط (در صورت افزایش دمای محیط از 25 درجه سانتیگراد، لازم است به ازای هر 10 درجه سانتیگراد افزایش دما، توان بار UPS را 20٪ کاهش دهید.).

هنگام انتخاب منبع تغذیه اضطراری بهتر است یک یو پی اس با قابلیت های اضافی به عنوان مثال قابلیت اتصال استابلایزر و بردهای شارژ اضافی خریداری کنید. این پیکربندی UPS به شما این امکان را می دهد که در آینده با افزایش قدرت بار، در هزینه خود صرفه جویی کنید.

بهتر است محاسبه پیکربندی فردی منبع تغذیه بدون وقفه UPS را به متخصصان بسپارید.

برای محاسبه زمان کارکرد یک منبع تغذیه بدون وقفه در حالت آفلاین، از نشانگرهای میانگین برای اکثر UPS ها استفاده کنید. به عنوان مثال، عمر باتری در بار کامل از 4 تا 8 دقیقه متغیر است، با کاهش بار، این دوره با همان پیشرفت افزایش می یابد. یا می توانید از محاسبات اجتناب کنید و از جداول ویژه ای استفاده کنید که مقیاس زمانی را برای انواع UPS ها تعریف می کند که بر اساس توان بار و ظرفیت باتری داخلی تجزیه می شود. باید درک کرد که فقط داده های متوسط ​​نشان داده شده است که توسط تولید کنندگان به عنوان تخمین محاسبه می شود.

به طور خاص، پارامترهای زمانی برای ایده آل ترین شرایط عملکرد UPS، از جمله در دمای 20-25 درجه سانتیگراد، داده شده است. اما در واقعیت، شرایط کار ممکن است به طور قابل توجهی متفاوت باشد، که همچنین بر کارایی باتری های منبع تغذیه بدون وقفه تأثیر می گذارد.

برای تعیین دقیق ترین زمان ممکن دوره زمانی استقلال باتری و یو پی اس، لازم است پارامترهای زیادی را در نظر بگیرید که در هر مورد خاص متفاوت است. برای به دست آوردن داده های مربوط به عمر تقریبی باتری UPS باید از فرمول خاصی استفاده شود:

E - نشانگر ظرفیت باتری (Ah)

U - نشانگر ولتاژ باتری (V)

P - نشانگر قدرت نصب بار UPS (W)

عمر باتری یک یو پی اس تا حد زیادی به سطح توان و ظرفیت باتری آن بستگی دارد. سخت ترین بارها شامل مدارهای کنترل برای دیگهای گرمایش، سرورها، تجهیزات آزمایشگاهی پیچیده برای انجام آزمایشات چرخه ای و همچنین تجهیزات پزشکی مختلف است. به هر حال، ترکیب این دو ویژگی است که به دلیل وجود مدل‌هایی با نسبت‌های مختلف، به این تجهیزات اجازه می‌دهد تا با شرایط بسیار متنوعی سازگار شوند.

در اینجا می توانید به وضوح تنوع مدل ها را ارزیابی کنید

مهم! به منظور انجام شایسته ترین محاسبات عملکرد مستقل یک UPS از باتری های قابل شارژ برای چنین مصرف کنندگانی، باید در فرمول فوق تخفیف برای موارد زیر اعمال شود:

• راندمان اینورتر که مقدار آن در محدوده 0.75 - 0.8 متغیر است.
• تعداد باتری در یک دستگاه
• درجه فرسودگی باتری
• عمق تخلیه - 0.8 - 0.9

علاوه بر این، ظرفیت نیز بسته به افزایش دمای اتاق - 1 درجه پس از 40 درجه سانتیگراد - 5٪ کاهش می یابد. کارشناسان به طور کلی توصیه می کنند که پس از 25 درجه سانتیگراد، برای هر ده نقطه دمایی بعدی، 20 درصد قدرت بار منبع تغذیه اضطراری را کاهش دهید.

برای اینکه بتوانید تا حد امکان از یو پی اس استفاده کنید، توصیه می شود در هنگام انتخاب دستگاه به عملکردهای اضافی آن توجه کنید. به ویژه، اتصال تخته های شارژ اضافی یا تثبیت کننده. در نتیجه استفاده از چنین ویژگی هایی می توانید عملکرد یو پی اس را به میزان قابل توجهی افزایش دهید که در آینده صرفه جویی خوبی را به همراه خواهد داشت. در این مورد، بهتر است به متخصصان سپرده شود تا محاسبه فردی پارامترهای پیکربندی UPS را انجام دهند.

نحوه انتخاب پیکربندی بهینه UPS برای سازماندهی منبع تغذیه بدون وقفه تجهیزات و لوازم خانگی در خانه

پاسخ به این سوال در مورد انتخاب پیکربندی منبع تغذیه اضطراری برای اطمینان از تامین برق قابل اعتماد سیستم های گرمایشی و مهندسی و لوازم الکتریکی خانگی بسیار دشوار است. در اصل، این معادله ای با مجهولات فراوان است. از این گذشته ، از قبل مشخص نیست که منبع تغذیه شبکه چقدر بد خواهد بود و مدت زمان قطع برق چقدر خواهد بود.

در مرحله اول، تعیین توان کل تمام مصرف کنندگان انرژی ضروری است که عملکرد آن در صورت عدم وجود منبع تغذیه شبکه باید تضمین شود. بر اساس این مقدار لازم است یک یو پی اس با توان 20 درصد بالاتر از حداکثر مقدار بار انتخاب شود. پس از این، باید ظرفیت باتری های خارجی را بر اساس زمان پشتیبان مورد نیاز تعیین کنید.

بهینه ترین راه حل برای منبع تغذیه بدون وقفه، تقسیم بار به چندین گروه کوچکتر از مصرف کنندگان است. و مشکل تامین ذخایر را به صورت جداگانه برای گروه های مختلف مصرف کنندگان بسته به اهمیت آنها حل کنید. هنگام انتخاب پیکربندی منبع تغذیه اضطراری و باتری ها، باید در نظر داشت که افزایش ذخیره برق UPS منجر به افزایش خطی مدت زمان ذخیره نمی شود. برای تامین توان بار بالا، به یک یو پی اس قدرتمندتر نیاز است و برای اطمینان از زمان ذخیره طولانی، باید ظرفیت باتری های خارجی را افزایش داد.

یک راه ساده برای محاسبه زمان پشتیبان منبع تغذیه بدون وقفه

زمان ذخیره انرژی در درجه اول توسط دو پارامتر تعیین می شود: قدرت بار و ظرفیت کل تمام باتری ها.

البته باید توجه داشت که وابستگی زمان ذخیره به این پارامترها خطی نیست. اما برای تخمین تقریبی سریع زمان سستی، می توانید از یک فرمول ساده استفاده کنید.

T=E*U/P(ساعت ها)،

جایی کهE - ظرفیتباتری ها،U - ولتاژباتری ها،P - قدرت بارهمه دستگاه های متصل.

یک روش تصفیه شده برای محاسبه زمان پشتیبان منبع تغذیه بدون وقفه

برای روشن شدن محاسبه زمان ذخیره، ضرایب خاصی نیز اضافه شده است: راندمان اینورتر، ضریب تخلیه باتری، ضریب ظرفیت موجود بسته به دمای محیط.

با در نظر گرفتن این ضرایب، فرمول محاسبه به شکل زیر است.

تی=E*U/P*KPD * KRA * KDE(ساعت ها)،

که در آن KPD (بازده اینورتر) در محدوده 0.7-0.8 است،

KRA (نسبت تخلیه باتری) در محدوده 0.7-0.9 است.

KDE (نسبت ظرفیت موجود) در محدوده 0.7-1.0 است.

ضریب ظرفیت موجود وابستگی پیچیده ای به مقدار دما و سرعت اعمال بار دارد. هر چه دمای هوا سردتر باشد، نسبت ظرفیت موجود کمتر است. هر چه انرژی باتری کندتر مصرف شود، ضریب ظرفیت موجود بالاتر است.

جداول آماده مقادیر زمان ذخیره برای سیستم های منبع تغذیه اضطراری سری SKAT و TEPLOCOM

یک باتری خارجی 12 ولت مورد نیاز است

جدول زمان های ذخیره تقریبی

به دو باتری خارجی 12 ولتی نیاز دارد

جدول زمان های ذخیره تقریبی

به 8 باتری خارجی با ولتاژ 12 ولت نیاز دارد

خط تولید برندهای یو پی اس S.K.A.T.و TEPLOCOMتوانایی سازماندهی منبع تغذیه بدون وقفه قابل اعتماد را برای مصرف کنندگان با ظرفیت ها و اهداف مختلف فراهم می کند. منابع تغذیه اضطراری سازماندهی منبع تغذیه بدون وقفه از یک دیگ گرمایش کوچک یا پمپ گردش خون تا تامین برق کل خانه یا محل کار را ممکن می سازد. یو پی اس های تخصصی سازماندهی منبع تغذیه بدون وقفه را برای اشیاء به خصوص مهم مانند سیستم های ارتباطی، تجهیزات ارتباطی، سیستم های امنیتی و کنترل ممکن می سازند.

چگونه زمان پشتیبان گیری بار را افزایش دهیم؟

راه های مختلفی برای افزایش زمان ذخیره انرژی محموله وجود دارد. همه این روش ها از فرمول محاسبه زمان رزرو پیروی می کنند.

برای افزایش زمان رزرو می توان ظرفیت باتری های خارجی را افزایش داد، بار محموله را کاهش داد و شرایط کارکرد بهینه را برای یو پی اس و باتری ها ایجاد کرد.

گزینه اول- ساده ترین، اما گران ترین. برای افزایش ظرفیت باتری، باید باتری‌های گران‌تر و یک یو پی‌اس بخرید که به آنها امکان شارژ کارآمد را بدهد. علاوه بر هزینه تجهیزات، شما همچنین باید اتاق مخصوصی را که برای نگهداری و کارکرد باتری ها طراحی شده است، مجهز به سیستم تهویه خوب اختصاص دهید.