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1、恒功率法(查表法)
這種方法比較簡(jiǎn)便,根據(jù)蓄電池恒功率放電參數(shù)可以快速準(zhǔn)確地選出蓄電池的型號(hào)。首先計(jì)算在后備時(shí)間內(nèi),每個(gè)2v單體電池至少應(yīng)向UPS提供的恒功率。
計(jì)算步驟:
P (W) ={P (VA) *Pf}/η
Pnc=P (W) 1 (N*n)
可以在廠家提供的Vmin下的恒功率放電參數(shù)表中,找出等于或者稍大于 Pnc的功率值, 這一功率值所對(duì)應(yīng)的型號(hào)即能夠滿足UPS系統(tǒng)的要求。如果表中所列的功率值均小于Pnc可以通過(guò)多組電池并聯(lián)的方式達(dá)到要求。
2、估算法
這是根據(jù)蓄電池的恒流放電曲線來(lái)確定蓄電池容量和型號(hào)的方法,首先計(jì)算PS系統(tǒng)要求的電池最
大電流:Imax電池組提供最大電流,Umin電池組的最底電壓。Imax= {P (VA) *Pf}/ (η* Umin)
可以根據(jù)UPS要求的后備時(shí)間從電池恒流放電曲線中查出放電速率n,然后根據(jù)放電速率的定義:n=Imax/C10,得出配置蓄電池的額定容量C10并確定電池型號(hào)。
擴(kuò)展資料
UPS的功能作用:
隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)電源的要求越來(lái)越高UPS日益受到重視,并逐漸發(fā)展成為一種具有穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、濾波、抗電磁和射頻干擾、防電壓沖浪等功能的電力保護(hù)系統(tǒng)。
尤其是在電網(wǎng)的線路及供電質(zhì)量不太高、抗干擾的技術(shù)落后,同時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)電源的要求又比較高的情況下,UPS的作用就顯得更加明顯。
UPS的保護(hù)作用首先表現(xiàn)在對(duì)市電電源進(jìn)行穩(wěn)壓,UPS的輸入電壓范圍比較寬,一般情況是從170V到250V,而輸出電源的質(zhì)量是相當(dāng)高的,后備式的UPS輸出電壓在5%~8%,輸出頻率穩(wěn)定在1Hz;如圖1,在線式UPS輸出電壓穩(wěn)定在3%以內(nèi),輸出頻率穩(wěn)定在0.5Hz。
在市電正常時(shí),UPS電源相當(dāng)于交流市電穩(wěn)壓器;同時(shí)市電對(duì)蓄電池進(jìn)行充電,此時(shí)也相當(dāng)于充電器。在市電突然掉電的情況下,UPS自動(dòng)切換到蓄電池供電,使計(jì)算機(jī)維持正常工作,保護(hù)軟硬件不受損害。
長(zhǎng)延時(shí)UPS電源電池配置的計(jì)算方法
對(duì)于使用者來(lái)說(shuō),怎樣去配置長(zhǎng)延時(shí)UPS電池容量是一個(gè)必須了解的問(wèn)題,
放電電流的大小與電池的實(shí)際容量關(guān)系頗大,蓄電池的放電時(shí)間定義為:當(dāng)蓄
電池以規(guī)定的放電電流進(jìn)行恒流放電時(shí),蓄電池的端電壓下降到所允許的臨界
電壓(終了電壓)時(shí)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間。比如12V24AH
/20R
Panasonic電池以0.4C放
電時(shí),可提供使用的效率(容量)為73.3%,可放電2小時(shí),而以7C放電時(shí),可
提供使用的效率(容量)為4%,放電時(shí)間50秒。因此,要計(jì)算UPS電源的時(shí)間必
須先計(jì)算出放電電流,再通過(guò)查驗(yàn)廠家提供的放電時(shí)間表計(jì)算出準(zhǔn)確時(shí)間。
計(jì)算放電電流的公式是:
放電電流=UPS容量(VA)
負(fù)載功率因素/(逆變器效率*UPS終止電壓)
以山特10KVA為例:
?UPS容量:10KVA
?UPS輸出功率因素:0.8
?UPS終止電壓:?jiǎn)沃浑姵亟K了電壓×UPS電池組電池個(gè)數(shù)=10.5V×16只=168VDC
?逆變器效率:0.85
注意:電池的能量并非都能直接提供給負(fù)載,它還包含了把電池能量轉(zhuǎn)換
為負(fù)載可使用的能量的轉(zhuǎn)換效率,即逆變器效率。
?放電電流=10000VA*0.8/(0.85*168)V=56A
?查表
可查詢不同AH的電池在同樣放電電流下的使用時(shí)間,以求得自己所要求合
適容量的電池,在這里提出一點(diǎn),以上我們的計(jì)算都是認(rèn)為UPS為滿負(fù)載,對(duì)
用戶而言,重要的是了解在實(shí)際負(fù)載下UPS電源提供的實(shí)際使用時(shí)間,從經(jīng)濟(jì)
和實(shí)用的角度而言,了解自己的負(fù)載數(shù)量,計(jì)算一個(gè)實(shí)際放電電流再查表方是
正確做法。
1)用電設(shè)備規(guī)模負(fù)荷約為15kW左右,另外預(yù)留15kW的功率新增的設(shè)備,總負(fù)載為30kW。按功率因數(shù)0.8推算,UPS容量應(yīng)為30kW/0.8=37.5kW,選用40kVA的UPS電源系統(tǒng)。
2) UPS蓄電池的選擇與布置
為保證主供電源停電時(shí),也能利用UPS電源繼續(xù)提供高質(zhì)量供電,后備電池的配置尤為重要。首先是后備時(shí)間數(shù)的選擇,后備時(shí)間不宜太短,太短則不能保障重要負(fù)荷在停電時(shí)間內(nèi)的供電;后備時(shí)間太長(zhǎng)則導(dǎo)致電池?cái)?shù)量增大,增加投資而且也增加樓面荷載,增大了施工安裝的難度以及運(yùn)行維護(hù)的工作量。
按UPS主機(jī)容量40kVA,電池直流電壓360V,功率因數(shù)0.8,UPS電池逆變效率0.94計(jì)算,選用12V單體電池,則1組電池需360/12=30塊,按蓄電池供電時(shí)間4小時(shí),放電系數(shù)K=0.8,計(jì)算得蓄電池容量C=40000*0.8*4/(360*0.94*0.8)=473AH,選用三組12V200AH蓄電池,需12V單體電池90塊。

使用時(shí)按下列公式計(jì)算:
每節(jié)電池安時(shí)量AH=負(fù)載總功率W*時(shí)間(小時(shí))數(shù)H / 12V / 電池串聯(lián)節(jié)數(shù)
對(duì)于109Ah·塊/kVA設(shè)計(jì)壽命10年的電池
例如:一臺(tái)120kVA的UPS,每組電池32塊,要求后備時(shí)間60min(即1h)。則所需電池容量為
120kVA×109Ah·塊/kVA=13080Ah·塊,13080Ah·塊/32塊=409(Ah),即可選12V,100Ah電池4組(32塊/組)。注意:實(shí)際后備時(shí)間不足60min(欠缺一點(diǎn))。
如果每組33塊,則13080/33=396Ah,同樣可選12V、100Ah電池4組(33塊/組)。注意:實(shí)際后備時(shí)間超過(guò)60min(超出一點(diǎn))。
如果要求后備時(shí)間為30min,則109×120=13080Ah·塊,13080/32=409Ah,409/2=205Ah。
由于電池的放電功率與放電時(shí)間不是線性的,即不能只簡(jiǎn)單除以2,還需乘以修正系數(shù),因此205×1.23=252Ah。即可選12V、65Ah電池4組(32塊/組)。注意:實(shí)際后備時(shí)間超過(guò)30min(超出一點(diǎn))。
如果要求后備時(shí)間20min,則409/3=136Ah,還需乘以修正系數(shù),見(jiàn)表1,136×1.41=192Ah,即可選12V、65Ah電池3組(32塊/組)。注意:實(shí)際后備時(shí)間超過(guò)20min(超出一點(diǎn))。
其它情況,以此類推。
2 對(duì)于126Ah·塊/kVA設(shè)計(jì)壽命五年的電池
計(jì)算方法和需乘以修正系數(shù)與前述完全一樣,只是要把上式中的109換成126。
例如:前例的后備時(shí)間是3h,則109×120=13080Ah·塊,13080/32=409Ah,409×3=1227Ah;還需除一個(gè)修正系數(shù),1227/1.25=982Ah。
按照能量守恒原理,以上方法對(duì)于三相/單相或單相/單相UPS是一樣的。如APC的秀康UPS,需正負(fù)兩組(32塊/組)電池,計(jì)算方法是一樣的。注意“安時(shí)·塊”的概念。
一般中大功率的UPS所配每組電池都是32塊;電池并聯(lián)數(shù)最好不要超過(guò)4組,以免影響電池組的均流和充電效果。
由上述可見(jiàn),一般來(lái)說(shuō),只要記住109(或126)和1.23這三個(gè)數(shù)字就夠用了。
以上是快捷的粗算,不很精確。要想得到精確的結(jié)果,應(yīng)參照電池廠家給出的電池放電特性。
