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1、精品学习资源如何运算 UPS 蓄电池配置及蓄电池的放电时间？以上问题是使用 UPS 的系统集成商、用户常常困扰的一个问题，甚至是许多 UPS 经销商都对这个问题也没法说清，或是错误的报给客户，结果造成许多问题发生； 蓄电池的放电时间要依据实际负载的功率来运算；I=Pcos/ Ei其中 P 是 UPS 的标称输出功率 ; cos 是负载功率因数 ;是逆变器的效率 ;Ei 是电池放电终了电压，一般指电池组的电压；将详细数据代入上式， 求出电池最大放电电流后， 即可从电池的各温度下放电电流与放电时间的关系图上查出相应的放电时间；第一要明确一个概念，就是 蓄电池的放电电流与放电时间不是线性的，有人认为
2、 20A 放电 5 小时就要用 100AH 的，这样就错了；蓄电池的容量一般都是 20HR小时率的，也就是说只有以 5A 放电 20小时才是配 100AH 的，由于 100AH 的电池在 5A 可以放电 20 小时，在 10A 时只有 9 小时左右， 20A 时只有 4 小时左右； 但在 2A 时确可以放 60 小时以上；这就是蓄电池放电时间与电流的非线性关系；正由于非线性关系就有了下面这个表；欢迎下载精品学习资源请大家先来熟识一下下面的电池恒电流放电参数表，以爱护神电池 为例，指在肯定的电流下放电能到达多长时间UPS 用的 12V 电池一般终止电压为 10.5V；2V 电池一般终止电压为1.
3、7V；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源以下算法是按爱护神电池在温度为25 度时的运算结果，蓄电池的实际放电容量也与温度有关， 如 MF12-100 的电池，在摄氏 10 度以 0.1C 电流放电，蓄电池能表现的容量约为85AH ，3-5 年后蓄电池随着内部老化放电时间会慢慢缩短，是正常现象；假如知道负载功率， 如何来配置蓄电池组的数量来到达预定的时间？如负载的的功率为 2000W，需要延时 2 小时；怎样配 UPS 及蓄电池呢？第一算出蓄电池的放电电流， 能量守恒， UPS 的放电电量与蓄电池的放电电量是基本相等的；所以可以直接按2000W 的功率来算出电池欢迎下载精品学习资源的放电电
4、流；假如我们配的 UPS 是山特 3KVA 的， 12V 电池个数是8 只，终止电压是 10.5*8 84V，放电时的运算电流是2000W/84V23.8A，如逆变器的效率按 95来算，就实际电流为 23.8/0.9525A；再对比上面的表，看有哪个电池的规格能在终止电压为10.5V、放电电流 25A 时可以到达 2 小时，很明显， MF12-6512V-65AH 的这款可以到达；所以电池的配置就选12V-65AH 8 只；这样就可以满意要求了；其它规格也都是这样运算的，又比方， 12V-100AH 的电池在 27.2A 时可以放电 3 小时，假如电流在 55A 时需要放电 3 小时，就需要选
5、12V-100AH 的电池 2 组并联使用才可以到达相应的时间；假如知道蓄电池的容量，如何知道能放电多长时间？比方现有一台 6KVA 的 UPS，配了一组 MF12-2612V-26AH 的蓄电池，想知道能放电多长时间； 6KVA 的 UPS 功率因素是 0.7，最大有功功率是 4.2KW ，第一要确定 UPS 后面接设备的实际功率是多大， 可以估量一下，也可以用钳流表来测一下电流；假如半载即 2KW 左右的话能延时多久呢？ 6KVA 的直流电压是240V，放电终止电压是 210V，逆变器效率是 95，这样电池的放电电流是：2000W/210V/0.9510A，再比照上面的恒流参数表， MF1
6、2-26的电池在 9.96 时可以放电 2 小时，因此，假如设备功率为 2KW 时， 这样一组电池的放电时间约为 2 小时；欢迎下载精品学习资源假如按满载，即设备的功率为 4200W 时，这样一组 12V-26AH 的电池能放电多久呢？和上面一样，电池的放电电流是4200W/210V/0.95 21A；再比照上面的恒流参数表， MF12-26 的电池在 21.7A6 时可以放电 45 分钟，因此，假如设备功率为 4.2KW 时，这样一组电池的放电时间约为 45 分钟；如何测蓄电池的容量现在市场上蓄电池品牌许多，质量好坏不一，以次充好的现象许多， 甚至把 100AH 做成 50AH 来卖，想要知
7、道蓄电池的真实容量，只有一个方法：放电！最简洁的就是用个UPS 加白炽灯泡来放电；比方一组电池 3 只，接上 500W 的灯泡来放电，放了 3 个小时，那这个电池的容量是多少呢？仍是与上面一样来运算放电的电流；运算结果约17A，比照上面的恒流放电参数表，看哪款电池在17A 左右可以放 3 个小时，比照发觉实际容量是 65AH 的；UPS系统蓄电池放电时间的估算为了提高有线电视前端供电系统的安全性与牢靠性，旗县分公司基本都配备了前端 UPS 系统，明白前端 UPS 系统蓄电池正常放电时长是进行 UPS 系统爱护的重要条件之一； 因电池放电时间与放电电流、环境温度、负载类型、放电速率、电池容量等多
8、因素相关，故实际放 电时间无法直接用公式推导出；我们可以先通过以下公式估算出 UPS系统蓄电池 平均放电电流： 蓄电池 平均放电电流 I UPS负载功率 PEv欢迎下载精品学习资源其中蓄电池组 平均放电电压 Ev 可取蓄电池组标称电压与放电终止电压的中间值 标称 12V 的单块蓄电池平均放电电压取 11.25V， UPS效率一般取 0.8 ；求出电池平均放电电流后， 再算出放电倍率 放电倍率放电电流蓄电池标称容量 , 即可从电池在各温度下放电曲线图上查出相应的放电时间；假如没有 蓄电池放电曲线图 , 可依据以下规律估算放电时间 蓄电池放电时间 蓄电池放电容量 蓄电池平均放电电流 :放电倍率为
9、0.05C 时, 蓄电池放电容量标称容量环境温度25放电倍率为 0.1C 时, 蓄电池放电容量 0.95 倍标称容量环境温度 25放电倍率为 0.2C 时, 蓄电池放电容量 0.85 倍标称容量环境温度 25放电倍率为 0.3C 时, 蓄电池放电容量 0.8 倍标称容量环境温度 25放电倍率为 0.4C 时, 蓄电池放电容量 0.75 倍标称容量环境温度 25放电倍率为 0.5C 时, 蓄电池放电容量 0.7 倍标称容量环境温度 25放电倍率为 0.6C 时, 蓄电池放电容量 0.65 倍标称容量环境温度 25欢迎下载精品学习资源放电倍率为 0.8C 时, 蓄电池放电容量 0.55 倍标称容量
10、环境温度 25放电倍率为 1C时, 蓄电池放电容量 0.4 倍标称容量环境温度25放电倍率为 2C时, 蓄电池放电容量 0.3 倍标称容量环境温度25以杭后分公司为例： UPS负载功率 1400W， 蓄电池组 平均放电电压 Ev=90V8 块标称 12V100AH的蓄电池串联，平均放电电压 11.25 890V；蓄电池平均放电电流 I 140090 0.8 19.4A放电倍率 19.4 1000.2C,此放电倍率下 , 蓄电池组 放电容量0.85 倍标称容量；UPS 系统蓄电池放电时间 0.85 100 19.4 4.38 小时；UPS 后备蓄电池容量运算方法介绍概述在许多的技术文章中常常这样
11、描述蓄电池在UPS 系统的重要性：蓄电池是UPS 系统中的一个重要组成部分，它的优劣直接关系到整个UPS 系统的牢靠程度；但很少关注蓄电池配置问题，正确的挑选UPS 后备电池容量，对UPS 系统的正常运行也是至关重要的；电池容量挑选过大造成投资的铺张，容量挑选偏小不仅不能满意UPS 后备时间，造成安全事故，仍因电池放电倍率太大，严峻影响电池使用性能，寿命；UPS 后备蓄电池容量运算方法许多，各行各业都有相应的运算方法挑选的侧重点，下面收集行业中常用的几种运算方法，供大家参考；同时我们留意到现有部份行业中UPS 系统欢迎下载精品学习资源的负荷当电力显现问题时，负荷会分时段变化， 此类系统中蓄电池
12、容量的运算与挑选也是众说纷纭，在此供应我们的运算方式供大家争论；UPS 后备蓄电池容量运算方法介绍第一我们需要明确一下蓄电池容量的概念，依据YD/T799-2002标准定义，蓄电池容量AH 是指在标准环境温度下25 ，电池在给定时间指点终止电压时1.80v ，可供应的恒定电流 0.1C10A与连续放电时间 10hH 的乘积 I*T；确定了 UPS 和蓄电池的品牌和UPS 系统的后备时间，我们可以依据蓄电池的放电性能参数，通过功率法，估算法以及电源法等运算方法来运算确定蓄电池的型号和容量；在 UPS 系统中 ,市电正常时， 市电为能量源， UPS 为能量转换设备， 蓄电池为能量储存， 后接负荷为
13、能量消耗源，市电显现问题时，蓄电池作为能量源，UPS 为能量转换设备，后接负荷仍为消耗源；欢迎下载精品学习资源电力常用运算公式为W=UIt ，P=UI ；在电池作为能量源时同样适用，也是全部UPS 后续蓄电池容量运算的依据所在；1. 恒功率法 查表法 该方法是能量守恒定律的表达，蓄电池供应的功等于后者稍大于负荷消耗功；W 负荷W电池， P 负荷 P电池； P 负荷=P VA Pf/P 电池 =电池实际试验的恒功率数据P 负荷：电池组供应的总功率；PVA UPS 标称容量 VA ；Pf ： UPS 功率因子；：逆变器转换效率；Pnc ：每 cell 单体需要供应的功率；n：机器配置的电池数量；N
14、：单体电池 cell 数 ；Vmin电池单体终止电压详细运算步骤如下：P 负荷 =P VA *Pf/； Pnc=P 负荷 /N*n 我们可以在厂家供应的如图2 所示 Vmin 下的恒功率放电参数表中，找出P 电池等于或者稍大于 Pnc 的功率值所对应的型号蓄电池；假如表中所列的功率值P 电池均小于 Pnc ；可以通过多组电池并联的方式到达要求；欢迎下载精品学习资源恒功率法 查表法 是 UPS 蓄电池容量运算的最常用方法，蓄电池容量及型号的确定是依据对应型号蓄电池实际试验数据得来的，电池放电功率数据有限， 不能满意全部放电时间下的电池容量运算； 不同电压等级电池和同电压等级不同容量电池因供应的恒
15、功率与电池容量值没有线性关系， 故不同电压等级和容量不行简洁的数字换算来配置，需要严格依据供应的恒功率来配置； 不同品牌蓄电池的产品性能存在差异，放电参数相差较大， 顾同容量不同品牌电池也不行以互换；蓄电池恒功率数据都来至与新电池试验数据， 恒功率法 查表法 并没有考虑蓄电池的折旧以及温度的变化，顾该方法适用于 UPS 蓄电池运行环境稳固，且 UPS 负荷长时间在额定容量 80% 以下运行时选用；2. 估算法该方法是和电力公式和蓄电池容量概念的表达；依据已经确定的 UPS 品牌及型号，我们可知蓄电池组最低电压Umin ；I 电池=W 电池 /U 电池 *T =P 电池 / U 电池C10= I
16、 电池 /KChC10蓄电池 10 小时率容量KCh容量换算系数 1/h -XX12V系列蓄电池不同放电时率不同放电终止电压下， 电池的容量换算表 25 表 1欢迎下载精品学习资源在 UPS 系统中，多数情形负荷容量是保持不变的，而电池组随着放电时间逐步降低的， 依据 P=UI 可知电池组放电电流逐步增大；为了运算便利，我们挑选蓄电池组的最大工作电流为我们的运算数据；详细运算如下：Imax电池组供应最大电流Umin电池组最底工作电压值Imax= P VA *Pf/ * UminC10=I/KC估算法在运算的公式我们可以看出，由于采纳了Umin电池组最低工作电压值，所以会导致要求的蓄电池组的安时
17、容量偏大的局面；这是由于当蓄电池在刚放电时所需的放电电 流明显小于 Imax 的缘故；按目前的使用体会，可以再运算出C10 值的基础上再乘以 0.75校正系数；3. 电源法该方法是在所介绍的UPS 后备蓄电池容量运算方法中唯独标准通信电源设备安装工程设计标准 YD/T5040-2005支持的方法；此方法是仍然是电力公式与蓄电池容量概念的结合方法来确认蓄电池的容量，不过该方法比估算法更全面考虑UPS 电池在整个服役期间的电池状态， 在电池运行环境温度变化交大时，更能精确运算出电池的容量；详细运算方法如下：I=PVA*Pf/UQ KIT/H1+At -25欢迎下载精品学习资源I 电池组电流Q 电池
18、组容量 ah K 电池保险系数,取 1.25T 电池放电时间H 电池放电系数，见图3U 蓄电池放电时逆变器的输出电压V单体电池电压为1.85V 时A 电池温度系数 1/ 当放电小时率 10时，取 0.006 ，当 1放电率 10 时，取 0.008 ， 当放电率 1 时，取 0.01 ；t 实际电池所在地最低环境温度值，所在地有采暖设备时，按15 考虑，无采暖设备时， 按 5考虑；此方法比较全面的考虑环境因数以及蓄电池容量衰减，UPS 满荷使用机率较大，以及重要使用场合选用此方法运算配置电池容量；举例说明：科华 FR-UK 系列 80KVAUPS后备时间 30min, 选用 XXX12V 系列
19、电池 .运算电池容量 .科华 FR-UK3380 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 =0.95；1. 恒功率法PW =P VA *Pf/=80*1000*0.8/0.95=67368.4WPnc=P W/ N*n =67368.4 / 29*6 =387.2W欢迎下载精品学习资源查中达电通 DCF126-12系列电池恒功率表图2 可知DCF126-12/120电池终止电压为 1.75v 时放电 30min 电池供
20、应功率为217W ；电池组数量 =387.2 217=1.78即: 选用 2 组 120ah, 计 58 节 120ah 电池；2. 估算法Imax= P VA *Pf/ * Umin=80*1000*0.8/0.95*300=224.6A查中达电通 DCF126系列蓄电池不同放电时率不同放电终止电压下，电池的容量换算表25 表 1可知 KCh=0.98.C10=I/KCh=224.6A/0.98=229Ah依据使用体会，可在运算的基础上再乘0.75 校正系数；故需要电池安时数为229*0.75=172Ah；即 :可选用 1 组 172h 电池可以满意负载的使用，依据中达电通12v 系列蓄电池
21、容量的设计规格,选用计 1 组 12v200ah电池或者 2 组 12v100ah电池，计 29 节200ah 电池，或者 58 节 100ah 电池；3. 电源法Imax= P VA *Pf/ * U临界 =80*1000*0.8/0.95*300=224.6AQ KIT/H k 1+A-t25 1.25*224.6*0.5/0.4*0.8 1+At-25 438ah30min 电池的容量换算系数取0.4, 引用中达电通DCF126电池不同放电时率不同放电终止电压下，电池的容量换算表,温度为 25；因电池组在实际放电过程中，放电电流明显小于Imax 的缘故，依据使用体会，可在运算的基础上再乘
22、 0.75 校正系数；故需要电池安时数为438*0.75=328.5Ah学习文档 仅供参考欢迎下载精品学习资源即: 选用 3 组 120ah, 计 87 节 120ah 电池；UPS 阶梯负荷后备蓄电池容量运算方法介绍现在越来越多行业应用中特殊是在铁路，地铁， 能源行业中的 UPS 系统后接负荷会依据性质或用途进行分类，在市电显现问题时，负荷会依据负荷的性能和重要性先后退出系统，这就造成了 UPS 后接负荷是变化着，表现为阶梯式负载；负荷的变化带动了蓄电池的放电过来中放电功率和速率的变化；从蓄电池容量换算系数1/h 表 1 中可以看出蓄电池能够供应放电容量功率与连续放电时间相关联的； 顾至今没
23、有一个方法能够很精确的运算出此类使用方式下的蓄电池实际需求容量；阶梯负荷后备蓄电池容量的运算我们借鉴的是火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定 DL/T5044-95中 D.2 阶段负荷运算法，详细如下：运算公式：式中 Cc 蓄电池放电率运算容量 AhKK 牢靠系数， KK=Kt KdKa ， Kk 取 1.40 ；Kt 温度补偿系数 ,取 1.10 ；Kd 设计裕系数 ,取 1.15 ；Ka 蓄电池老化系数 ,取 1.10 ；I1 ， I2 ， ， In 各阶段事故负荷电流 AKC1 ， KC2， KCn 各阶段容量换算系数 1/h ；在运算过程中，留意容量换算系数KC 的选定，不同的蓄电池，不同的终止电压及不同的放电时间， KC 值是不同的；UPS 系統阶梯式负荷的运行，如图4 所示；欢迎下载精品学习资源阶段负荷功率变化图为了运算便利，各阶梯假设是恒定的，采纳极限法确定蓄电池组的放电电流值，U 值我们选用的 1.80V/cell.顾电池组放电电流I=P/U 就可以为如图 5 所示.欢迎下载精品学习资源蓄电池组放电流总结UPS 后备蓄电池的容量运算方法许多，我们很难说出那种运算方法是最精确的，各种计算方法各有侧重点，在实际应用中需要综合考虑蓄电池的使用情形，UPS 所带负载情形以及应用的场合来挑选适合的电池容量运算方法；欢迎下载