UPS電源選擇與電池容量計算2017-7-4

1、.、八、-刖言：弱電系統(tǒng)中的 UPS 電源的如何選擇？市場上那么多的品牌到底該選擇什么樣的 呢？電池如何配呢？正文：一、先確定功率段簡而言之，首先就是要確認(rèn)我們希望 UPS 帶載的設(shè)備的功率，然后就可以 確認(rèn)好 UPS 的功率。一般來說，我們建議負(fù)載功率占到 UPS 功率的 30%80%。如果負(fù)載太大的話，如同時啟動時可能會造成 UPS 電源過載，負(fù)載太小時，不 但造成了浪費(fèi)，對電池的性能來說也不好。二、UPS 工作方式目前市場上多見的工作方式有后備式、在線互動式、在線雙變換（線純在線） 這三種，具體如下：（1 ）后備式的 UPS，不帶穩(wěn)壓，市電與電池轉(zhuǎn)換時有轉(zhuǎn)換時間，一般用于 個人電腦保護(hù)，

2、或?qū)?UPS 電源性能要求不高的情況下使用， 此類型的 UPS 功率 段一般較?。唬?） 在線互動式，不帶穩(wěn)壓，市電與電池轉(zhuǎn)換時有轉(zhuǎn)換時間，但有調(diào)壓功能，一般用于配線間或微型機(jī)房，保護(hù)服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，此類型的UPS 功率段一般在 5KVA 以下。（3） 在線雙變換 UPS，市電與電池轉(zhuǎn)換時無轉(zhuǎn)換時間，無切換時間一般也是用于保護(hù)服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及機(jī)房里的其他設(shè)備，此類型的UPS 功率段從小到大都有，跨度比較大 1KVA1000KVA，目前市場上較為多見。以上幾種 UPS 電源的性能從高到低依次為：在線雙變換、在線互動式、后備式。價格一般與性能成正比。那是不是我們一定要選擇貴的 UPS 呢？

3、答案是 否定的。正如我們的標(biāo)題，我們要選擇適合自己的 UPS。如果是給個人電腦用， 那么您選擇后備式的 UPS 就可以，如果是給服務(wù)器用，則應(yīng)該在在線互動式與 在線雙變換中來選擇，選擇應(yīng)該按以下條件來進(jìn)行：1、 設(shè)備要求看您的設(shè)備是否需要很高精度的供電， 可查看負(fù)載設(shè)備的銘牌上的標(biāo)識或詢 問設(shè)備廠家。如需高精度的供電，則需要選擇在線雙變換的UPS。其次是看負(fù)載類型，有的負(fù)載是不允許供電有閃斷， 如：繼電器類的設(shè)備或開關(guān)信號的設(shè)備， 若您為這種類型的設(shè)備配備在線互動式的 UPS，那么就有可能在 UPS 市電與電 池切換時，負(fù)載有斷電或誤動作， 因此對于這類的設(shè)備應(yīng)該選擇在線雙變換 UPS 如果您

4、的設(shè)備沒有以上兩個要求，則可以繼續(xù)下面步驟。2、 當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)如果當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)質(zhì)量相對較好， 也就是說平時電壓波動較小， 這個時候就可以 考慮選擇在線互動式的 UPS。但是如果當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)質(zhì)量較差，電壓波動較大，那 么我們建議使用在線雙變換的 UPS，這是由于這類型的 UPS 對市電的適應(yīng)能力 要好于在線互動式。3、 UPS 轉(zhuǎn)電池后續(xù)航時間如果您要求較長時間延時， 可以考慮選擇標(biāo)長兩用的機(jī)器或買不帶內(nèi)置電池的 UPS，這兩種 UPS 電源都可以外配原裝電池或第三方電池，以達(dá)到較長時間 延時的目的。4、 安裝方式般來說， UPS 電源有兩種安裝方式，一種是塔式安裝，一種是機(jī)架式安 裝，可根據(jù)您的機(jī)房環(huán)境或

5、現(xiàn)場環(huán)境來選擇，而且還需要注意，不是所有的 UPS 電源都同時支持這兩種安裝方式，大多數(shù)情況下，機(jī)架式的 UPS 也可以做塔式 安裝， 但塔式的 UPS 不一定能做機(jī)架式安裝， 因為塔式的 UPS 可能沒辦法安裝 導(dǎo)軌。 因此， 確認(rèn)好 UPS 功率段及工作方式后一定要確認(rèn)一下 UPS 電源是否可 以滿足您的安裝要求。三、UPS 不同種類電池的優(yōu)點和缺點一：UPS 常用電池的種類，影響電池壽命的因素，不同種類電池的優(yōu)點和 缺點：在 UPS 應(yīng)用中的電池共有三種：包括開放型液體鉛酸電池，免維護(hù)電池，鎳鉻電池。現(xiàn) UPS 廠家所配的電池一般為免維護(hù)電池，下面以免維護(hù)電池為主介紹三種電池的特點：1:

6、開放型液體鉛酸電池：此類電池按結(jié)構(gòu)可分為8-10 年，15-20 年壽命兩種。由于此電池硫酸電解會產(chǎn)生腐蝕性氣體， 此類電池必須安裝在通風(fēng)并遠(yuǎn)離 精密電子設(shè)備的房間，且電池房應(yīng)鋪設(shè)防腐蝕瓷磚。由于蒸發(fā)的原因，開放電池需定期測量比重，加酸加水。此電池可忍受高溫 高壓和深放電。電池房應(yīng)禁煙并用開放型電池架。此電池充電后不能運(yùn)輸，因而必須在現(xiàn)場安裝后充電初充電一般需55-90小時。正常每節(jié)電壓為 2V，初充電電壓為 2.6-2.7V。2 :免維護(hù)電池：又名閥控式密封鉛酸蓄電池，在使用和維護(hù)中需遵循下列 原則：a：密封電池可允許的運(yùn)行范圍為 15 度-50 度，但 5 度-35 度之內(nèi)使用可延長電池壽

7、命。在零下 15 度以下電池化學(xué)成分將發(fā)生變化而不能充電。在20度到 25 度范圍內(nèi)使用將獲得最高壽命 .電池在低溫運(yùn)行將獲得長壽命但較低容 量，在高溫運(yùn)行將獲得較高容量但短壽命。b ：電池壽命和溫度的關(guān)系可參考如下規(guī)則，溫度超過攝氏 25 度后，每高8.3 度電池壽命將減一半。c:免維護(hù)電池的設(shè)計浮充電壓為 2.3V /節(jié)。12V 的電池為 13.8V。CSB 公司建議每節(jié) 2.25-2.3V 。在 120 節(jié)電池串聯(lián)的情況下，溫度高于攝氏 25 度后， 溫度每升高一度浮充電壓應(yīng)下調(diào) 3MV 。同樣溫度每升高一度為避免充電不足電 壓應(yīng)上調(diào)3MV 。放電終止電壓在滿負(fù)荷 （30 分鐘）情況下為

8、 1.67V 每節(jié)。在低 放電率情況下（小電流長時間放電）要升高至 1.7V-1.8V 每節(jié)，APC SYMMETRA 可根據(jù)負(fù)載量調(diào)節(jié)充電電壓。d:放電結(jié)束后電池若在72小時內(nèi)沒有再次充電。 硫酸鹽將附著在極板上絕 緣充電，而損壞電池。e:電池在浮充或均充時，電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體在負(fù)極板電解成水，從而保 持電池的容量且不必外加水。但電池極板的腐蝕將減低電池容量。f:電池隔板壽命在環(huán)境溫度為 30-40 度時僅為 5-6 個月。 長時間存放的電 池每 6 個月必須充電一次。電池必須存放在干燥 涼爽的環(huán)境。在 20 度的環(huán)境 下免維護(hù)電池的自放電率為 3-4% 每個月，并隨溫度變化。g :免維護(hù)電

9、池都配有安全閥，當(dāng)電池內(nèi)部氣壓升高到一定程度時安全閥可 自動排除過剩氣體，在內(nèi)部氣壓恢復(fù)時安全閥會自動恢復(fù)。h :電池的周期壽命（充放電次數(shù)壽命）取決于放電率，放電深度，和恢復(fù)性 充電的方式， 其中最重要的因素是放電深度。在放電率和時間一定時，放電深 度越淺，電池周期壽命越長。免維護(hù)電池在 25 度 100% 深放電情況下周期壽命 約為 200 次i:電池在到達(dá)壽命時表現(xiàn)為容量衰減，內(nèi)部短路，外殼變形，極板腐蝕，開路電壓降低。j: IEEE 定義電池壽命結(jié)束為容量不足標(biāo)稱容量 AH 的 80%。標(biāo)稱容量和實 際后備時間非線性關(guān)系，容量減低 20%相應(yīng)后備時間會減低很多。一些 UPS 廠 家定義

10、電池的壽命終止為容量降至標(biāo)稱容量的 50-60%。四、如何計算 UPS 所配電池的數(shù)量4.1、蓄電池計算方法：例如一臺 40KVAUPS,直流電壓為 384V，每組為 12V 電池 32 節(jié)，如果后備時 間要求2 小時，則計算電池的容量為：40000VA*2H/(0.7*384V)=297AH所以選擇 3 組 100AH 電池，共 96 節(jié)。電池組的電流為 40KVA/384V=104A ，所以電池連線選擇 50mm2 電纜。電池總數(shù)=(功率/直流電壓*小時”每塊安時*每組塊數(shù)其中功率為 UPS 的功率，直流電壓為 UPS 電池供電所要求的電壓，不同功率的 UPS直流電壓不同，每組塊數(shù)為所要求

11、電池的最小塊數(shù)，一般配置電池時，必 須為每組塊數(shù)的整數(shù)倍，常見的 UPS 直流電壓和每組塊數(shù)如下(電池每塊以 12V 為計算依據(jù))：舉例來說，配置一臺 5K8 小時延時的 UPS，其功率為 5000，直流電壓為 96V，每組電池 8 塊，配置 100AH 電池，其所需電池總數(shù)為：(5000/96*8)/100*8=32塊UPS Unin terruptiblePowerSystem是不間斷電源系統(tǒng)的簡稱。作用是提供不 間斷的穩(wěn)定可靠的交流電源，在市電中斷 (停電)時 UPS 之所以能不間斷的供電 是有蓄電池儲能的結(jié)果。所能供電時間的長短由蓄電池的容量大小決定?，F(xiàn)將4.2 、UPS 蓄電池配置的

12、計算方法介紹如下：A、 下列因素影響備用時間：1、 負(fù)載總功率 P 總(W)， 考慮到 UPS 的功率因數(shù)， 在計算時可直接以 P 總的伏 安(VA)為單位來2、 V 低是蓄電池放電后的終止電壓(V) ,2V 電池 V 低=1.7V;12V 電池 V 低=10.2V3、 V 浮是蓄電池的浮充電壓(V)，2V 電池 V 浮=2.3V;12V 電池 V 浮=13.8V4、 Kh 為電池容量換算系數(shù)(Ct/C10)，10Hr 放電率為 1，5Hr 放電率 0.9，3Hr 放電率為 0.75， 1Hr 放電率為 0.65、 I 為電池工作電流(A)，T 為連續(xù)放電時間(H)，V 為 UPS 外接電池的直流供電電壓(V)B、 計算方法1、 12V 單體電池的數(shù)量 N : N=V -122V 單體電池的數(shù)量為 6N2、 電池工作電流 I: I=P 總十 V3、 實際電池容量 C: C=IXT 十 Kh例如：功率為 1KVA 的電源備用時間 4 小時，選擇科士達(dá) U