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数据中心UPS系统常用的计算公式

在之前的文章中我们介绍过制冷系统的计算方式大全,里面有很多关于制冷量和新风量的计算方法,没看过和不熟悉的小伙伴可以再次阅读。 


作为同样是数据中心里举足轻重的UPS系统,今天我们来介绍系统里常用的计算公式,有经验算法,也有根据公式计算的方法,希望能给大家带来参考价值。


1.负载功率因数计算


PF=P÷S


注:

①PF表示功率因数

②P表示给定非线性负载两端的有功功率,单位为kW

③S表示负载视在功率,单位为kV●A


2.负载功率计算


线性负载的基本计算公式


非线性负载的基本计算公式


注:

①u(t)表示瞬时电压,i(t)表示瞬时电流

②U表示对应的有效电压,I表示对应的有效电流

③ω =角频率=2πf,其中f为频率(50Hz或60Hz)

④φ表示基波电压和基波电流之间的相位差


3.UPS额定有功功率计算


P=S x cosφ


注:

①P表示UPS额定有功功率

②S表示UPS的额定视在功率

③cosφ表示UPS的额定功率因数,对线性负载来说,一般cosφ=0.9


4.UPS额定视在功率计算


对三相系统:S=√3xUI

对单相系统:S=VI


注:

①S表示额定视在功率

②U表示线电压,I表示线电流

③V表示相线到中线的相电压,U=√3V


5.UPS总容量计算


公式算法:

E=UPS实际容量 ÷ 功率因数


经验算法:

确定UPS的总容量时有时会考虑冗余,一般是在实际容量上多预留20%~30%的量(因为UPS的最佳工作状态是负载70%~80%),UPS的总容量可按下列方法计算:


E≥1.3 X UPS实际容量


注:

①E表示UPS总容量,不包含备份,单位KW/KVA

②1.3表示UPS的最大冗余倍数


6.UPS的蓄电池容量计算


C=UPS容量 X 功率因数X 后备时间 ÷ 启动电压


7.蓄电池相关参数计算


UPS所需的直流功率计算

Pdc=(UPS容量x功率因数)÷逆变器效率


UPS每组蓄电池的串联只数计算

N=UPS终止电压÷电池终止电压


UPS蓄电池组数计算

G= Pdc÷(单体放电功率x单体只数)


注:

①Pdc表示UPS所需的直流功率,单位为kW或W

②N表示UPS每只蓄电池的串联只数,单位为cell

③G表示UPS的蓄电池组数,单位为组

④C表示UPS的蓄电池容量,单位为Ah


8.空开电流计算


空开电流=线缆电流X (1.3~1.7)


注:

考虑电机的启动电流的时间不是很长,一般在选择导线时只按1.3~1.7的系数考虑


9.UPS电流计算


输入电流计算公式

I1=PF÷ηβUX


输出电流计算公式

I2=P÷UX


电池电流计算公式

Id=PF÷KV


注:

①一般情况下,每平方毫米线缆电流为3~5A

②I1表示UPS额定输入电流,单位为A

③I2表示UPS输出额定电流,单位为A

④Id表示电池最大电流

⑤P表示UPS额定功率,单位为VA

⑥F表示负载功率因数,η表示UPS整机效率,β表示UPS输入功率因数

⑦U表示UPS输入额定电压,单位为V

⑧X表示三相或单相,三相时X表示3,单相时X表示1

⑨K表示逆变器效率

⑩V表示UPS电池关机点电压,每节取1


【注意事项】


① 对于配线长度大于10米以上的电缆,请将线径放大1.5~3倍


②电池的配线既指电池柜与UPS端连接线,同时也指电池柜内各电池之间的连接线


③对于开关容量大于100A的最好采用塑壳开关


④电池箱标配6平米线,如果机型功率比较大时,需要自己制作线材


⑤对于三进单出的UPS输入,输入A相火线与零线需要与输出同样大小的线缆


【学以致用】


已知UPS容量为30kVA,三进三出,逆变效率为0.94,整机效率为0.9,输入功率因数为0.85,UPS电池节数为32节,请问配电线缆应选多大?

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