UPS电源配置计算方法

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电源配置计算方法

一台电源系统配置的原则是:当系统的一台整流器出现故障时,其它整流器应该可以保证负载正常工作和电池充电的同时进行。

具体来说,某一个站点的电源容量由三部分构成:

● 用电设备工作时需要的最大工作电流I1,

● 蓄电池充电电流I2,

● N+1备份

1.用电设备需要的最大工作电流I1

将所有用电设备需要的最大工作电流全部相加就得到最大工作电流I1.

如果有逆变器,需要将逆变器的最大工作电流也加上。

2.蓄电池充电电流I2

在确定了用电设备工作时需要的最大工作电流I1之后,并知道要求的蓄电池放电时间T之后,蓄电池容量Q就可以确定了,如下:

Q = A × K × I1 × T

Q为电池标称容量(10小时放电容量),最终确定的Q应该是上面的数值向上取整,因为蓄电池的容量并不是个连续变化量。

A为时间补偿系数。因为邮标规定蓄电池的容量下降到标称值的80%时,蓄电池就报废,为了保证在其报废前仍能使用足够长时间,增加一个时间补偿系数为1.25,但在不是很严格的情况下,这个系数可以不乘。

K为在1附近变化的变量,对于不同的蓄电池放电时间T,K为不同值,并和各种厂家的产品有不同,大致如下:

T(小时) 20 10 8 5 4 3 2 1

K 0.9 1 1.07 1.20 1.28 1.34 1.58 1.96

如果蓄电池容量不太小,尽量采用两组蓄电池并联供电,增强可靠性,每组为原计算值的一半。

确定了Q以后(或者直接由局方确定),充电电流I2即为

I2 = Q × C

电池充电常数C一般在0.1—0.2之间,即充电时间为10到5小时,可选0.15。

3.N+1备份

由I1、I2之和、系统所需的终局容量大小、确定什么电源系统,要保证

(1) 所选系统的容量大于终局容量;

(2) 尽量使模块的基本量N大于等于3。

确定了电源系统后,确定模块的基本数量N,即将I1、I2之和除以模块容量并向上取整。

将配置的模块数量做冗余备份,对于整流模块数量小于10的系统,备份为N+1,大于10的,取N+2。

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例:对于一个站点,所有设备的最大用电量之和为100A(I1),局方要求蓄电池在其使用过程中始终能够维持设备至少工作3小时,则

Q = 1.25 × 1.34 × 100 × 3 = 500Ah

则确定选用2组250Ah的蓄电池并联工作。

一般可选充电常数C为0.15,则

I2 = C × Q = 0.15 × 500 = 75A

则总电流为175A

设局方要求终局容量不小于300A,则可以有两种方案

(1) 配置ZXDU300系统(整流模块为30A),N=6,最终配置7个模块。

(2) 配置ZXDU400系统(整流模块为50A),N=4,最终配置5个模块

在决定采用那个系统时,还要考虑其它情况,如局方要求的机架高度和其它技术要求,竞争对手的情况等等。

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从上面的计算方法可以看出,蓄电池容量的确定和电源系统容量的确定,因为各种使用情况的不同,具有较大的伸缩空间,因此在进行配置的时候可以灵活配置。与局方关系好且竞争对手较弱的情况下,可以配置较大;而价格因素很重要时,可进行较小的配置。并且建议与局方进行较深入的技术层面的交流,可以让局方选择具体的充放电时间等参数。

另外当计算出来的数值比系统某一配置稍多一点时,可以去掉零头向下取整,以减少设备投资。例如给交换机配电源最后计算为470A(不含n+1备份),那么在价格重要的场合可以直接配置500A系统(含n+1备份),而不是常规方法的550A。因为一方面以上计算方法的各个环节都是留有相当的裕量的,且对于我们的整流器来说,最大输出是额定输出的110%,即50A单体最大可以输出55A的电流。电池的选择也是一样。

关于通信负载的动静之分。通信设备作为负载来说的往往有动态负载和静态负载之分(两者之和为最大工作电流)。各种产品的动、静态负载差别很大。例如交换设备与接入设备的静态负载相对最大工作电流要小很多,但动态负载是静态负载的几倍;而BTS基站设备的动态负载很小,也就是说其静态负载几乎等于最大工作电流。

对于动态负载大的设备,其实际工作电流会因为用户多少有很大的变换,因为在系统配置上要有一定的裕量,接近满负载的情况极少,所以电源配置的灵活性就稍大。而动态负载小的设备,实际工作电流变换不大,电源配置的灵活性就稍小。