2018-05-09
UPS—Uninterruptible Power System 是不間斷電源系統的簡稱，作用是提供不間斷的穩定電中斷(停電)時UPS之所以能不間斷的供電，是有蓄電池儲能的結果。不管是從事弱電工程或機房工程的集成商，在設計機房UPS供電系統時，經常會考慮機房設備后備電源UPS的容量計算、后備電池配置和使用時間。從而達到節省投資和實現系統的可靠性、靈活性，為通信設備及計算機負載提供有效的保障。以下是教你如何簡單快速的計算。
UPS電池供電時間計算：
電池供電時間主要受負載大小、電池容量、環境溫度、電池放電截止電壓等因素影響。一般計算UPS電池供電時間，可以計算出電池放電電流,然后根據電池放電曲線查出其放電時間。電池放電電流可以按以下經驗公式計算:
放電電流=UPS容量(VA)×功率因數/電池放電平均電壓×效率
如要計算實際負載放電時間,只需將UPS容量換為實際負載容量即可。
從以上的公式780/0.6=1300W=1.3KVA,3KVA容量的應該能維持2小時電力,如果還怕不夠的話可以選容量5KVA的,當然價格要比3KVA的貴一些。
如果對以上計算稍嫌復雜，還有一個簡單的方法：你要計算的話要把實際負載W轉換為VA.服務器等設備一般功率因素是0.8(如果是8000W的話就是8000/0.8=10000VA)。
電池包的選型,現在主流電池都是12V的不同的是"AH數",也是就"安時數",一般UPS的電池要求都是12的倍數.說到這不知道你理解了沒有,打個比方如果電池包是24V是話那就要用兩組12V的并聯(道理你應該清楚吧?)另外AH數是電池上標的,有很多種。然后我們就算每組電池的電池數,一個很簡單的算法,但是并不是非常精確(電池包電壓數*AH*電池個數=負載功率*延時時間)根據這個你算出電池個數來就可以了。
UPS后備電池配置計算
UPS是有蓄電池儲能，所能供電時間的長短由UPS蓄電池配置的計算方法介紹如下：
一、 下列因素影響備用時間：
① N=36V÷12V=3節
② I=1000VA÷36V=28A
UPS蓄電池配置計算方法：
1、 負載總功率P總(W)，考慮到UPS的功率因數，在計算時可直接以P總的伏安(VA)為單位來計算。
2、 V低是蓄電池放電后的終止電壓(V)，2V電池V低=1.7V； 12V電池V低=10.2V
3、 V浮是蓄電池的浮充電壓(V)，2V電池V浮=2.3V；12V電池V浮=13.8V
4、 Kh為電池容量換算系數(Ct/C10)，10Hr放電率為1，5Hr放電率0.9，3Hr放電率為0.75，1Hr放電率為0.62
5、 I為電池工作電流(A)，T為連續放電時間(H)，V為UPS外接電池的直流供電電壓(V)
二、 計算方法
1、12V單體電池的數量N：N=V÷12 2V單體電池的數量為6N
2、電池工作電流I：I=P總÷V
3、實際電池容量C：C=I×T÷Kh
例如：功率為1KVA的電源備用時間4小時，選擇科士達UPS的型號為HP9101H，V=36V，則
① N=36V÷12V=3節
② I=1000VA÷36V=28A
③ C=28A×4H÷0.9=124AH
④ 電池的配量可選用100AH一組3節，或65AH二組6節，選用的結果有偏離，這要看用戶的需求
注：12V蓄電池常用容量規格為7Ah、17Ah、24Ah、38Ah、65Ah、100Ah、200Ah等。根據以上計算方法，可列表格進行計算，以下表格供參考：
說明：
1.放電率以電池在常溫下計算,不同品牌的電池其放電率也不同，其值也應改變。
2.請在藍色區域內填寫對應的參數，將光標移至對應的紅色單元格按下即可
3.理論電池容量＝總功率*時間數/（11*電池數量*放電系數）
4.實際電池容量取理論電池容量的N倍(N可選0.6、0.7、0.8、0.9等。)
UPS電源恒電流模式計算
根據能量守恒原理，按如下公式計算：
C＝（PL×T）/（Vbat×η×K）
其中：
C 為蓄電池容量（Ah)，
PL 為UPS輸出功率（W）；
T 為電池后備時間（h）；
Vbat是電池組電壓（Vdc）
η―UPS電池逆變效率（0.90-0.95，根據機型選取）。
K―電池放電效率（系數）。
K的選取按照下表：
根據計算結果，確定電池的Ah數，分別根據不同品牌電池選取合適的配置。
UPS電源恒功率計算公式
W = PL÷(N*6*n)（watts/cell）
注：
PL為UPS額定輸出的有功功率(KW)；
N為12V的電池數量；
Vf為電池組額定電壓，
n為逆變器效率。
即先計算出單體電池所需功率，再通過電池廠家提供的恒功率放電表查找可滿足要求的電池型號。
終止放電電壓按照1.75V/cell確定。通常電池廠家給出的功率表為單體2V/Cell的功率，定義為watts/cell。部分廠家給出的功率表為watts/block，則需要再乘6這個系數。
電池節數32節（30-40節偶數節可調），UPS電池逆變效率0.95，按滿載20kVA*0.9=18KW，后備2小時計算.
W/cell = PL/(N×6×n)=18000/（32*6*0.95）=98.68 watts/cell
1、根據負載功率（即IT設備功率）快速計算UPS所需容量）
計算公式：UPS容量(KVA)＝負載功率(KW)÷UPS功率因數÷0.7；(UPS功率因數一般在0.8～1之間)
1、UPS容量(KVA)：UPS容量一般用KVA表示(如10KVA，UPS容量KVA*UPS功率因數=KW，一般情況下KVA≥KW，只有當UPS功率因素為1時，KVA=KW)
2、負載功率(KW)：需要帶載IT設備的功率，一般用KW表示(如10KW)
3、UPS最大帶載功率(KW)＝UPS容量(KVA)×UPS功率因數(UPS功率因數一般在0.8～1之間，查UPS參數可得，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負載功率為例，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；
注：請關注“數高聯盟”查看智慧秘笈，了解UPS輸入輸出配電快速計算方法。
2、UPS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：
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(此方法精確，快捷，計算出恒功率數值后，查電池廠家恒功率表。推薦！推薦！推薦！)
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，查電池廠家恒功率表如下（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。
