Расчёт АКБ для ИБП
Расчёт ёмкости аккумуляторной батареи ИБП для обеспечения требуемого времени автономной работы. Учитывает мощность нагрузки, КПД инвертора, напряжение батарейной линейки и коэффициент разряда. Определяет количество и ёмкость аккумуляторов 12 В.
Аккумуляторная батарея — критичный компонент ИБП, определяющий время работы оборудования при пропадании сетевого питания. Расчёт АКБ выполняется по требуемому времени автономии, которое для серверных обычно составляет 10–15 минут (до запуска ДГУ), для систем безопасности 1–3 часа, для медицинского оборудования и аварийного освещения до 3 часов согласно нормативам.
Требуемая ёмкость одного аккумулятора определяется по формуле C = (P × t) / (U × η × Kр × n), где P — активная мощность нагрузки в ваттах, t — время автономии в часах, U — номинальное напряжение одной батареи (обычно 12 В), η — КПД инвертора (0,88–0,92), Kр — коэффициент глубины разряда (0,7–0,8 для срока службы 5 лет), n — количество последовательно соединённых аккумуляторов в линейке. При выборе из каталога ёмкость округляется до ближайшего большего стандартного значения: 7, 9, 17, 26, 40, 65, 100, 150, 200 Ач.
Пример для серверной 10 кВА, 15 минут автономии. Активная мощность 10 × 0,9 = 9000 Вт, напряжение батарейной линейки ИБП 240 В (20 батарей по 12 В последовательно), КПД инвертора 0,9, глубина разряда 0,75. Требуемая ёмкость C = (9000 × 0,25) / (240 × 0,9 × 0,75) = 13,9 Ач. Выбираем стандартный тип 12V/17Ah — например, Delta DTM 1217 L или CSB GP 12170. Для 30 минут автономии потребуется уже 28 Ач — ставим 2 линейки параллельно по 17 Ач или одну линейку 40 Ач.
При проектировании важно учесть снижение ёмкости при низких температурах (при 0°C ёмкость падает на 15–20%) и старение аккумулятора — к концу 5-летнего срока службы фактическая ёмкость составляет 70–80% от номинальной. Для ответственных применений закладывают запас 30–40% по расчётной ёмкости, что продлевает интервал плановой замены батарей.
Нормативная база
- ГОСТ Р МЭК 60896-21-2014 — свинцово-кислотные стационарные аккумуляторы
- IEC 62040 — системы бесперебойного питания (расчёт автономии)
- Технические условия производителей ИБП и АКБ
Частые вопросы
Как выбрать между Long Life и обычными АКБ?
Обычные АКБ (стандарт — 3–5 лет при 20°C) дешевле на 30–40%. Long Life АКБ (10–12 лет) оправданы для труднодоступных объектов (вышки связи, удалённые ТП), где замена дорогая. Для стандартных серверных дешевле ставить обычные с заменой раз в 4–5 лет.Можно ли параллелить батарейные линейки разной ёмкости?
Категорически нельзя. При параллельном соединении линейки должны быть одинаковыми по типу, ёмкости, возрасту и производителю. Разные линейки разряжаются неравномерно, что ведёт к глубокому разряду одной из них и преждевременному выходу из строя всей батареи.
Источники
- ГОСТ Р МЭК 60896-21-2014 — Стационарные свинцово-кислотные аккумуляторы — Росстандарт
- IEC 62040 — Uninterruptible power systems — IEC