如何能計(jì)算UPS蓄電池配置及蓄電池地放電時(shí)間

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)如何計(jì)算UPS蓄電池配置及蓄電池的放電時(shí)間?以上問題是使用UPS的系統(tǒng)集成商、用戶經(jīng)常困擾的一個(gè)問題,甚至 是很多UPS經(jīng)銷商都對(duì)這個(gè)問題也沒法說(shuō)清,或是錯(cuò)誤的報(bào)給客戶, 結(jié)果造成很多問題發(fā)生.蓄電池的放電時(shí)間要根據(jù)實(shí)際負(fù)載的功率來(lái) 計(jì)算.匸(Pcos©) / (n Ei)其中P是UPS的標(biāo)稱輸出功率；cos ©是負(fù)載功率因數(shù)；n是逆變器的效率；Ei是電池放電終了電壓,一般指電池組的電壓.將具體數(shù)據(jù)代入上式,求出電池最大放電電流后,即可從電池的各溫 度下放電電流與放電時(shí)間的關(guān)系圖上查出相應(yīng)的放電時(shí)間.首先要明確一個(gè)概念,就是 蓄電池的放電電流與放電時(shí)間不是線性 的,

2、有人認(rèn)為20A放電5小時(shí)就要用100AH的,這樣就錯(cuò)了.蓄電池 的容量一般都是20HR(小時(shí)率)的,也就是說(shuō)只有以 5A放電20小 時(shí)才是配100AH的,由于100AH的電池在5A可以放電20小時(shí),在 10A時(shí)只有9小時(shí)左右,20A時(shí)只有4小時(shí)左右.但在2A時(shí)確可以放 60小時(shí)以上.這就是蓄電池放電時(shí)間與電流的非線性關(guān)系.正由于 非線性關(guān)系就有了下面這個(gè)表.請(qǐng)大家先來(lái)熟悉一下下面的電池恒電流放電參數(shù)表,例,指在一定的電流下放電能到達(dá)多長(zhǎng)時(shí)間UPS用的12V電池一般終止電壓為10.5V ； 2V電池以保護(hù)神電池為般終止電壓為1.7V.文檔大全in Ml CM CM CM9 9 B cq Bo c

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6、 ® oiTgu.韻Tz&spgpu®旳ILN實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔大全MF Standard SeriesPowcrsmfVRLA BATTERYmf電池晅電SHE電雪SHEIS) 遠(yuǎn)"f放電時(shí)間電格曙止 電壓(V)1mEnSmin15mFn30m in45mEn1hr2hr3hr5hr8 hr10hr20hr10.8012699464.7431433 226.615J210.97.004.613.771 9710.50139111J069.645i734.327.315 511.07.1Q4 673.51200MF12M0100150119.072.646.23

7、4.fi27.71&711.17.134.69332019.90160126075.346iS34 927.fi15.71147.154703.B42019.60170131 JO77.047.336 027.615.71127.164 713.B420210.S020416210570.553.94324.717.611.47.496J23.2110.5022616011374356.844.425.317JB11.57.596.203.25MF 恪6510 2024419311&75i156.545.025518111 67 626.223 269.902602051227

8、6256 8451255C11 67 636.233.279 6027721312576.G57 045.225616.111.67 656253.2a10 003032331511027B.263337.126.7VMP5S4C4 9210.5035926116010690 965.337927217.611.79.545.00MF 12-10010.2041029217011082 566.438427.517.811+79S05Q39.90451325176112B4.D67.438占277175tie9.645l05ftflO4B6363114&5.366.3觀2&.0

9、Ifi.O11.95l0610.8048631621416413377.635.036.524.11971010.50&4733522217013779.437036.924.520.010.5MF 12*20010.206123562311721S980 557. S37.324.52041059 9068136923517614181.358.137.524720.2we9 6076137723917914382 258.737.724.920 3w.e以下算法是按保護(hù)神電池在溫度為 25度時(shí)的計(jì)算結(jié)果,蓄電池的實(shí) 際放電容量也與溫度有關(guān),如MF12-100的電池,在攝氏10度以0

10、.1C 電流放電,蓄電池能表現(xiàn)的容量約為85AH 3-5年后蓄電池隨著內(nèi)部 老化放電時(shí)間會(huì)漸漸縮短,是正?，F(xiàn)象.如果知道負(fù)載功率,如何來(lái)配置蓄電池組的數(shù)量來(lái)到達(dá)預(yù)定的時(shí)間?如負(fù)載的的功率為2000W需要延時(shí)2小時(shí).怎樣配UPS及蓄電池呢？ 首先算出蓄電池的放電電流,能量守恒,UPS的放電電量與蓄電池的放電電量是根本相等的.所以可以直接按2000W的功率來(lái)算出電池的 放電電流.如果我們配的UPS是山特3KVA的, 12V電池個(gè)數(shù)是8只, 終止電壓是10.5*8 = 84V,放電時(shí)的計(jì)算電流是 2000W/84V= 23.8A , 如逆變器的效率按95%來(lái)算,那么實(shí)際電流為23.8/0.95 =

11、25人再對(duì)照上面的表,看有哪個(gè)電池的規(guī)格能在終止電壓為10.5V、放電電流25A時(shí)可以到達(dá)2小時(shí),很明顯,MF12-65( 12V-65AH的這款 可以到達(dá).所以電池的配置就選 12V-65AH 8只.這樣就可以滿足要 求了.其它規(guī)格也都是這樣計(jì)算的,又比方,12V-100AH的電池在27.2A時(shí) 可以放電3小時(shí),如果電流在55A時(shí)需要放電3小時(shí),就需要選 12V-100AH的電池2組并聯(lián)使用才可以到達(dá)相應(yīng)的時(shí)間.如果知道蓄電池的容量,如何知道能放電多長(zhǎng)時(shí)間？比方現(xiàn)有一臺(tái)6KVA的UPS配了一組MF12-26(12V-26AH的蓄電池,想知道能放電多長(zhǎng)時(shí)間.6KVA的 UPS功率因素是0.7,

12、最大有功功率 是4.2KW,首先要確定UPS后面接設(shè)備的實(shí)際功率是多大,可以估計(jì) 一下,也可以用鉗流表來(lái)測(cè)一下電流.如果半載即2KW左右的話能延時(shí)多久呢？ 6KVA的直流電壓是240V, 放電終止電壓是210V,逆變器效率是95%,這樣電池的放電電流是： 2000W/210V/0.95 = 10A,再比照上面的恒流參數(shù)表, MF12-26的電池 在9.96時(shí)可以放電2小時(shí),因此,如果設(shè)備功率為 2KW寸,這樣一 組電池的放電時(shí)間約為2小時(shí).如果按滿載,即設(shè)備的功率為 4200W寸,這樣一組12V-26A H的電池 能放電多久呢？和上面一樣,電池的放電電流是4200W/210V/0.95 =21

13、A.再比照上面的恒流參數(shù)表, MF12-26的電池在21.7A6時(shí)可以放 電45分鐘,因此,如果設(shè)備功率為 4.2KW時(shí),這樣一組電池的放電 時(shí)間約為45分鐘.如何測(cè)蓄電池的容量現(xiàn)在市場(chǎng)上蓄電池品牌很多,質(zhì)量好壞不一,以次充好的現(xiàn)象很多, 甚至把100AH做成50AH來(lái)賣,想要知道蓄電池的真實(shí)容量,只有一 個(gè)方法：放電！最簡(jiǎn)單的就是用個(gè)UPS加白熾燈泡來(lái)放電.比方一組 電池3只,接上500W的燈泡來(lái)放電,放了 3個(gè)小時(shí),那這個(gè)電池的 容量是多少呢？還是與上面一樣來(lái)計(jì)算放電的電流. 計(jì)算結(jié)果約17A 比照上面的恒流放電參數(shù)表,看哪款電池在17A左右可以放3個(gè)小時(shí), 比照發(fā)現(xiàn)實(shí)際容量是65A H的

14、.UPS系統(tǒng)蓄電池放電時(shí)間的估算為了提升有線電視前端供電系統(tǒng)的平安性與可靠性,旗縣分公司根本都配備了前端UPS系統(tǒng),了解前端UPS系統(tǒng)蓄電池正常放電時(shí)長(zhǎng)是進(jìn) 行UPS系統(tǒng)維護(hù)的重要條件之一.因電池放電時(shí)間與放電電流、 環(huán)境 溫度、負(fù)載類型、放電速率、電池容量等多因素相關(guān),故實(shí)際放電時(shí) 間無(wú)法直接用公式推導(dǎo)出.我們可以先通過(guò)以下公式估算出 UPS系統(tǒng)蓄電池平均放電電流：蓄電池平均放電電流UPS負(fù)載功率P+( EvXn)其中蓄電池組平均放電電壓Ev可取蓄電池組標(biāo)稱電壓與放電終 止電壓的中間值標(biāo)稱12V的單塊蓄電池平均放電電壓取 11.25V, UPS效率n 一般取0.8.求出電池平均放電電流后,再

15、算出放電倍率放電倍率=放電電 流+蓄電池標(biāo)稱容量,即可從電池在各溫度下放電曲線圖上查出相 應(yīng)的放電時(shí)間.如果沒有 蓄電池放電曲線圖,可依據(jù)以下規(guī)律估算放 電時(shí)間蓄電池放電時(shí)間=蓄電池放電容量寧蓄電池平均放電電流:放電倍率為0.05C時(shí),蓄電池放電容量?標(biāo)稱容量環(huán)境溫度25C放電倍率為0.1C時(shí),蓄電池放電容量 0.95倍標(biāo)稱容量環(huán)境 溫度25C放電倍率為0.2C時(shí),蓄電池放電容量 0.85倍標(biāo)稱容量環(huán)境 溫度25C放電倍率為0.3C時(shí),蓄電池放電容量 0.8倍標(biāo)稱容量環(huán)境溫 度 25C放電倍率為0.4C時(shí),蓄電池放電容量0.75倍標(biāo)稱容量環(huán)境 溫度25C放電倍率為0.5C時(shí),蓄電池放電容量0.

16、7倍標(biāo)稱容量環(huán)境溫 度 25C放電倍率為0.6C時(shí),蓄電池放電容量 0.65倍標(biāo)稱容量環(huán)境 溫度25C放電倍率為0.8C時(shí),蓄電池放電容量 0.55倍標(biāo)稱容量(環(huán)境溫度25C)放電倍率為1C時(shí),蓄電池放電容量0.4倍標(biāo)稱容量(環(huán)境溫度25C)放電倍率為2C時(shí),蓄電池放電容量0.3倍標(biāo)稱容量(環(huán)境溫度25C)以杭后分公司為例：ups負(fù)載功率1400vy蓄電池組平均放電電壓Ev=90V(8塊標(biāo)稱12V100AH勺蓄電池串聯(lián),平均放電電壓 11.25X 8= 90V)O蓄電池 平均放電電流I1400+( 90X 0.8 )19.4A放電倍率=19.4 - 1000.2C,此放電倍率下,蓄電池組放電容

17、量0.85倍標(biāo)稱容量.UPS系統(tǒng)蓄電池放電時(shí)間 (0.85 X 100)+ 19.44.38小時(shí).UPS后備蓄電池容量計(jì)算方法介紹概述在很多的技術(shù)文章中經(jīng)常這樣描述蓄電池在UPS系統(tǒng)的重要性：蓄電池是UPS系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成局部,它的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個(gè) UPS系統(tǒng)的可靠程度.但很少關(guān)注蓄電池配置 問題,正確的選擇UPS后備電池容量,對(duì)UPS系統(tǒng)的正常運(yùn)行也是至關(guān)重要的.電池容量選擇過(guò)大造成投資的浪費(fèi), 容量選擇偏小不僅不能滿足 UPS后備時(shí)間,造成平安事故,還因電 池放電倍率太大,嚴(yán)重影響電池使用性能,壽命.UPS后備蓄電池容量計(jì)算方法很多,各行各業(yè)都有相應(yīng)的計(jì)算方法選擇的側(cè)重點(diǎn),下面收集行

18、業(yè)中常用的幾種計(jì)算方法,供大家參考.同時(shí)我們注意到現(xiàn)有部份行業(yè)中UPS系統(tǒng)的負(fù)荷當(dāng)電力出現(xiàn)問題時(shí),負(fù)荷會(huì)分時(shí)段變化,此類系統(tǒng)中蓄電池容量的計(jì)算與選擇也是眾說(shuō)紛紜,在此提供我們的計(jì)算方式供大家討論.UPS后備蓄電池容量計(jì)算方法介紹首先我們需要明確一下蓄電池容量的概念,根據(jù)YD/T799-2002標(biāo)準(zhǔn)定義,蓄電池容量AH是指在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度下25 C,電池在給定時(shí)間指點(diǎn)終止電壓時(shí)1.80V ,可提供的恒定電流0.1C10A與持續(xù)放電時(shí)間10hH的乘積I*T .確定了 UPS和蓄電池的品牌和 UPS系統(tǒng)的后備時(shí)間,我們可以根據(jù)蓄電池的放電性 能參數(shù),通過(guò)功率法,估算法以及電源法等計(jì)算方法來(lái)計(jì)算確定蓄電

19、池的型號(hào)和容量.在UPS系統(tǒng)中,市電正常時(shí),市電為能量源,UPS為能量轉(zhuǎn)換設(shè)備,蓄電池為能量?jī)?chǔ)存,后接負(fù)荷為能量消耗源,市電出現(xiàn)問題時(shí),蓄電池作為能量源,UPS為能量轉(zhuǎn)換設(shè)備,后接負(fù)荷仍為消耗源.rfi 申.1UMr, 陽(yáng):ifi U轉(zhuǎn)換電力常用計(jì)算公式為 W=Ult, P=UI.在電池作為能量源時(shí)同樣適用,也是所有UPS后續(xù)蓄電池容量計(jì)算的依據(jù)所在.1.恒功率法(查表法)該方法是能量守恒定律的表達(dá),蓄電池提供的功等于后者稍大于負(fù)荷消耗功.W負(fù)荷w W電池,P負(fù)荷w P電池.P負(fù)荷=P (VA x Pf/ nP電池=電池實(shí)際試驗(yàn)的恒功率數(shù)據(jù)P負(fù)荷：電池組提供的總功率；P (VA) UPS標(biāo)稱容

20、量(VA);Pf : UPS功率因子；n：逆變器轉(zhuǎn)換效率；Pnc :每cell (單體)需要提供的功率；n：機(jī)器配置的電池?cái)?shù)量；N：?jiǎn)误w電池cell數(shù) ；Vmi n電池單體終止電壓具體計(jì)算步驟如下：P 負(fù)荷=P (VA) *Pf/ n； Pnc=P 負(fù)荷 / (N*n)我們可以在廠家提供的如圖 2所示Vmin下的恒功率放電參數(shù)表中, 找出P電池等于 或者稍大于Pnc的功率值所對(duì)應(yīng)的型號(hào)蓄電池.如果表中所列的功率值P電池均小于Pnc.可以通過(guò)多組電池并聯(lián)的方式到達(dá)要求.DCF126-12系列蓄電池恒功率放電特性數(shù)據(jù)瓦特/cell, 25C型號(hào)終止 電蠱肢電時(shí)間用電丹幻小時(shí):151016304&a

21、mp;12358w1220OCFT26-12/1001.60709.5b534.63B2.22SB.1189.1154 110.1708S1.034.5822.5720.3-117.12B.B516508B3Sia.o373.0292 21870152.511586©7& 13A.2222 1419.95nogS021 7066&6359.12B6 9184 7149.3114 369 349.834 0222.0119H7T7 05B.B5L75:弭 £.9矽914&.1112.26S.449.133.6921.7419.7616 99B.Effi

22、1 6058Q.5432.9324 2277 91 ?69143.0109.466月46.032.8121.2319.30T6.60&. 781.6554C.9394.8297.7272.1174.1142 3106.564.246.631.4920.8113.9216.2?8.MDCFtM-12/l 20).60歸:4641 545B.6357 a22B.9184.9140.505.061J241.4327.0924.4120 55'D.611,65昭曰5血ft3506224.4183.083,660.141,0723.9420 hl0,f)91.70798 8430.9珈1

23、221.779.1137.2S3 159740 8?264123 79200.611.7&767 6563 5415.0341 9217.6174.1134.602.159.040.3126.0823 7120 39PE31 8Q519 53R9Q陰3 52122171 K131 3802T?fi39 3725 4823 T619 3?J0,531 H5E5431'73 8326 5208.9170.7127877 055.937 7924.9722 7019 5210J2恒功率法查表法是ups蓄電池容量計(jì)算的最常用方法, 蓄電池容量及型號(hào)確實(shí)定 是根據(jù)對(duì)應(yīng)型號(hào)蓄電池實(shí)際試驗(yàn)數(shù)

24、據(jù)得來(lái)的,電池放電功率數(shù)據(jù)有限,不能滿足所有放電時(shí)間下的電池容量計(jì)算.不同電壓等級(jí)電池和同電壓等級(jí)不同容量電池因提供的恒功率與電池 容量值沒有線性關(guān)系, 故不同電壓等級(jí)和容量不可簡(jiǎn)單的數(shù)字換算來(lái)配置,需要嚴(yán)格根據(jù)提供的恒功率來(lái)配置. 不同品牌蓄電池的產(chǎn)品性能存在差異,放電參數(shù)相差較大,顧同容量不同品牌電池也不可以互換.蓄電池恒功率數(shù)據(jù)都來(lái)至與新電池試驗(yàn)數(shù)據(jù),恒功率法查表法并沒有考慮蓄電池的折舊以及溫度的變化,顧該方法適用于 UPS蓄電池運(yùn)行環(huán)境穩(wěn)定,且UPS負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間在額 定容量80%下運(yùn)行時(shí)選用.2 估算法該方法是和電力公式和蓄電池容量概念的表達(dá).根據(jù)已經(jīng)確定的 UPS品牌及型號(hào),我們可知蓄

25、電池組最低電壓Umin.I電池=W電池/ U電池*T =P電池/ U電池C10= I 電池 /KChC10 蓄電池10小時(shí)率容量KCh 容量換算系數(shù)1/h XX12V系列蓄電池不同放電時(shí)率不同放電終止電壓下,電池的容量換算表25C表1乍量毛可 烘5s1*306292122150180240300360420p480E 51, 50, 90, 60. 30, 30,26 20. 1oa0, 10. 10. 11. SOp1. 41. i0.90.50. 30. 30.20. 20. 10. 10. 10. 10.11.伽1. 31. 20. 10.S0. 30. 30.20. 20.10.10.

26、 10.10.11. 9"1.11. 00. 66 40. 30. 20.20. 20. 10.110. 10. 1在UPS系統(tǒng)中,多數(shù)情況負(fù)荷容量是保持不變的,而電池組隨著放電時(shí)間逐漸降低 的,根據(jù)P=UI可知電池組放電電流逐漸增大.為了計(jì)算方便,我們選擇蓄電池組的最大工 作電流為我們的計(jì)算數(shù)據(jù).具體計(jì)算如下:Imax電池組提供最大電流Umi n電池組最底工作電壓值lmax= P (VA) *Pf/ (n * Umin )C1O=I/KC估算法在計(jì)算的公式我們可以看出,由于采用了Umin-電池組最低工作電壓值,所以會(huì)導(dǎo)致要求的蓄電池組的安時(shí)容量偏大的局面.這是由于當(dāng)蓄電池在剛放電時(shí)

27、所需的放電電流明顯小于Imax的緣故.按目前的使用經(jīng)驗(yàn),可以再計(jì)算出C10值的根底上再乘以0.75 校正系數(shù).3.電源法該方法是在所介紹的 UPS后備蓄電池容量計(jì)算方法中唯一標(biāo)準(zhǔn)(通信電源設(shè)備安裝 工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) YD/T5040-2005 )支持的方法.此方法是仍舊是電力公式與蓄電池容量概念的 結(jié)合方法來(lái)確認(rèn)蓄電池的容量,不過(guò)該方法比估算法更全面考慮UPS電池在整個(gè)服役期間的電池狀態(tài),在電池運(yùn)行環(huán)境溫度變化交大時(shí),更能準(zhǔn)確計(jì)算出電池的容量.具體計(jì)算方法如下： l=(P(VA)*Pf)/ 卩 UQ> KIT/H(1+A(t-25)電池組電流Q電池組容量ahK電池保險(xiǎn)系數(shù),取1.25T電池放

28、電時(shí)間H電池放電系數(shù),見圖 3U蓄電池放電時(shí)逆變器的輸出電壓 V單體電池電壓為1.85V時(shí)A電池溫度系數(shù) 1/C當(dāng)放電小時(shí)率?10時(shí),取0.006 ,當(dāng)1W放電率V 10時(shí),取0.008 , 當(dāng)放電率v 1時(shí),取0.01.t實(shí)際電池所在地最低環(huán)境溫度值,所在地有采暖設(shè)備時(shí),按15C考慮,無(wú)采暖設(shè)備時(shí),按5C考慮.做電此方法比擬全面的考慮環(huán)境因數(shù)以及蓄電池容量衰減,UPS滿荷使用機(jī)率較大,以及重要使用場(chǎng)合選用此方法計(jì)算配置電池容量.舉例說(shuō)明：科華FR-UK系列80KVA UPS后備時(shí)間30min,選用XXX12V系列電池.計(jì)算電池容科華FR-UK3380 UPS直流終止電壓為 300V及U臨界=

29、300V,直流電壓為348V電池組選 用29只12V電池,故N=29,n=6, U終壓=1.75v UPS的功率因子Pf =0.8,逆變器轉(zhuǎn)換效率n =0.95.1.恒功率法P W =P VA *Pf/ n=80*1000*0.8/0.95=67368.4WPnc=P (W / ( N*n)=67368.4 /(29*6 ) =387.2(W)查中達(dá)電通 DCF126-12系列電池恒功率表(圖2)可知DCF126-12/120電池終止電壓為 1.75v時(shí)放電30min電池提供功率為 217W電池組數(shù)量=387.2 /217=1.78即：選用2組120ah,計(jì)58節(jié)120ah電池.2估算法Ima

30、x= P (VA) *Pf/ (n * Umin ) =(80*1000*0.8)/(0.95*300)=224.6(A)查中達(dá)電通DCF126系列蓄電池不同放電時(shí)率不同放電終止電壓下,電池的容量換算表(25 C)(表 1)可知 KCh=0.98.C10=I/KCh=224.6A/0.98=229(Ah)根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn),可在計(jì)算的根底上再乘0.75校正系數(shù).故需要電池安時(shí)數(shù)為229*0.75=172(Ah).即：可選用1組172h電池可以滿足負(fù)載的使用, 根據(jù)中達(dá)電通12v系列 蓄電池容量的設(shè)計(jì)規(guī)格,選用計(jì)1組12v200ah電池或者2組12v100ah電池,計(jì)29節(jié)200ah 電池,或者 58節(jié)100ah電池.3.電源法Imax= P (VA) *Pf/ (n * U 臨界)=(80*1000*0.