UPS相关计算全知道：空开、电缆及电池的精细解读

UPS 就是英文“Uninterruptable PowerSupply”的缩写，用中文来说就是“不间断电源”。这东西呀，能让两路电源不间断地相互切换。UPS 呢，会把电池里的化学能啥的当作后备能量，要是市电断了或者电网出问题了，它能不间断地给用户的设备提供（交流）电。严格来讲，UPS 算不上一种电源，它不是靠能量形式的转换来供电的，只是能提供两路电源之间不间断切换的机会，这就是 UPS 主要的设计思路。UPS 价格贵，就贵在这种不间断切换的特点上。好多人都问起 UPS 相关的计算，其实 UPS 这方面的计算可不少呢，不管是 UPS 接空开，还是连电缆，或者选电池，可能都得算算它的电流或者功率啥的，那咱们就来详细了解一下 UPS 的相关计算。

▷ 01 UPS电源输入和输出电流以及电缆大小计算

（1）UPS输入电流的计算方法

首先要看下输入电流的计算公式：

其中：S：三相UPS=3，单相UPS=1

例1：

已知：UPS功率：100KVA，输入临界电压：176V，输入功率因数：0.99(高频机都可以近似取1，工频机取值0.85),整机效率：0.95，S=3，输出功率因数：0.8。

计算结果如下：

100000×0.8

输入电流（A）＝ —————— =160A

176×0.95×3*1

这里以工频机输入功率因数作为计算。

例2：

已知：UPS功率：6KVA，输入临界电压：176V，输入功率因数：0.99(高频机都可以近似取1，工频机取值0.85),整机效率：0.90，S=1，输出功率因数：0.7。

计算结果如下：

6000×0.8

输入电流（A）＝—————— =30A

176×0.9×1

（2）UPS输出电流的计算方法

我们先来看下输出电流的计算公式：

S：三相UPS=3，单相UPS=1。

举例：

已知：UPS功率：100KVA，输出电压：220V，S=3（三相ups）。

计算结果如下：

输出电流（A）＝————=152A

220×3

这里面补充下，什么是标称功率？

标称功率是厂家标称的功率,，最大功率是产品的实际最大功率，产品的实际功率一般不是整数, 比如说是511.3瓦, 厂家不可能把这个小数都标出来的, 很有可能就标500瓦，那么标称功率就是500瓦，也就是就近取整。

（3）电缆大小计算方法

交流电流一般按3-5A/mm2计算，直流电流一般按2-4A/mm2计算；

例如：100KVA 输入电流：160A，输出电流：152A，电池电流200A。

输入线缆（mm2）＝160/5=32mm2(实际可采用35 mm2)

输出线缆（mm2）＝152/5=30mm2(实际可采用35 mm2)

电池线缆（mm2）＝200/4=50mm2(实际可采用60 mm2)

▷ 02 UPS电池配置计算方法

这里面就看下UPS常用的两种计算方法。

（1）恒电流法

1、计算蓄电池的最大放电电流值：

I最大=Pcosф/（η*E临界*N）

注：

P →UPS电源的标称输出功率

cosф →UPS电源的输出功率因数

η →UPS逆变器的效率，一般为0.88~0.96（根据具体型号\功率取值）

E临界 →蓄电池组的临界放电电压（12V电池约为10.5V，2V电池约为1.75V）

N →每组电池的数量

2、根据所选的蓄电池组的后备时间，查出所需的电池组的放电速率值C，

然后根据：

电池组的标称容量= I最大/C

算出电池的标称容量。

举例

型号：三进三出高频系列 100KVA，输出功率因数Cosф：0.8 直流电压：480V（电池低压保护：420V） 效率：93% 后备时间：2小时，每一电池组额定节数N:40节。

电流法

I最大=Pcosф/（η*E临界*N）= 100*1000*0.8/0.93*10.5*40 =204.8A

电池组的标称容量AH= I最大/C = 204.8/0.42= 487.6AH

(C值取至于蓄电池的放电时间与放电速率C对应表，0.42对应的是2h，可以查看上表)

因此，电池组的标称容量AH487.6AH，需要选用12V100AH 40节并联5组。

（2）恒功率法

根据蓄电池功率可以准确地选出蓄电池的型号，首先计算在后备时间内，每个电池至少向UPS提供的恒功率。

恒功率法计算公式如下：

电池组提供的功率W＝UPS的负载KVA×功率因数 / 逆变器的效率

需要每节电池提供的功率＝电池组提供的功率W / 每组电池额定节数

即：W＝{P（VA)×1000×cosØ}/（ŋ×N）

其中：

W----电池组提供的功率

P-----UPS额定功率

cosØ--功率因数

ŋ-----UPS满载时逆变器效率

N--- -UPS每电池组额定节数

举例

某品牌NT系列80KVA UPS 后备时间30min，选用DCF126-

12系列电池。计算电池容量？

某品牌NT80KVA UPS直流终止电压为300V及U临界=300V，直流电压为348V电池组选用29只12V电池，故N=29，n=6， U终压=1.75v UPS的功率因子Pf =0.8，逆变器转换效率η=0.95，DCF126-12系列电池放电30min终止电压1.75V/CELL是放电速率？=0.98（以上数据均应用台达UPSDCF126电池性能技术参数）

恒功率法

P（W）={P（VA）*Pf}/η
={80*1000*0.8}/0.95=67368.4（W）

Pnc=P（W）/（N*n）

=67368.4 /（29*6）=387.2（W）

查台达DCF126-12系列电池恒功率表可知

DCF126-12/120电池终止电压为1.75v时放电30min电池提供功率为217W（数据是引用上面台达DCF126电池型录恒功率放电特性表）。

电池组数量=387.2／217=1.78组。
即：选用2组120AH，共58节120AH电池。