UPS電池容量的簡(jiǎn)便計(jì)算方法

1、長(zhǎng)機(jī)配置電池算法一、計(jì)算蓄電池的最大放電電流值：I最大=Pcos/*E臨界注：P UPS電源的標(biāo)稱輸出功率cos UPS電源的輸出功率因數(shù) UPS逆變器的效率，一般為0.880.94E臨界 蓄電池組的臨界放電電壓（12V電池約為10V，2V電池約為1.67V）二、根據(jù)所選的蓄電池組的后備時(shí)間，查出所需的電池組的放電速率值C，然后根據(jù)：電池組的標(biāo)稱容量= I最大/C算出電池的標(biāo)稱容量。三、由于使用E臨界電池的最低臨界放電電壓值，所以會(huì)導(dǎo)致所要求的電池組的安時(shí)容量偏大的局面。按目前的使用經(jīng)驗(yàn)，實(shí)際電池組的安時(shí)容量可按下面公式計(jì)算： 實(shí)際電池容量（AH）=電池組的標(biāo)稱容量*0.8時(shí)間與放電速率C51

2、01520304050602h3h4h5h6h8h10h20h3.5C2.4C1.98C1.49C0.92C0.8C0.69C0.55C0.35C0.29C0.19C0.17C0.15C0.11C0.09C0.05C UPS電池容量的簡(jiǎn)便計(jì)算方法在很多的技術(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)重要組成部分，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，造成安全事故，還因電池放電倍率太大，嚴(yán)重影響電

3、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)算與選擇也是眾說紛紜，在此提供我們的計(jì)算方式供大家討論。P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)稱容量（VA）Pf UPS功率因子 逆變器轉(zhuǎn)換效率Pnc 每cell需要提供的功率 n 機(jī)器配置的電池?cái)?shù)量N 單體電池cell數(shù) Vmin 電池單體終止電壓具體計(jì)算步驟如下：P負(fù)荷=P（VA）*Pf/Pnc=P負(fù)荷/（N*n

4、）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。可以通過多組電池并聯(lián)的方式達(dá)到要求。圖2 DCF126-12系列蓄電池恒功率放電特性數(shù)據(jù)（瓦特/cell，25）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)的確定是根據(jù)對(duì)應(yīng)型號(hào)蓄電池實(shí)際試驗(yàn)數(shù)據(jù)得來的，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)字換算來配置，需要嚴(yán)格按照提供的恒功

5、率來配置。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%以下運(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體現(xiàn)。根據(jù)已經(jīng)確定的UPS品牌及型號(hào)，我們可知蓄電池組最低電壓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）-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

6、量換算表（25）（表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 Umin 電池組最底工作電壓值Imax= P（VA）*Pf/（* Umin）C10=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。這是因?yàn)楫?dāng)蓄電池在剛放電時(shí)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值的基礎(chǔ)上再乘以0.75校正系數(shù)。3電

7、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)規(guī)范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)合方法來確認(rèn)蓄電池的容量，不過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：I=(P(VA)*Pf)/UQKIT/H(1+A(t-25)I 電池組電流 Q 電池組容量（ah） K 電池保險(xiǎn)系數(shù) ,取1.25 T 電池放電時(shí)間H 電池放電系數(shù)，見圖3 U 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/

8、）當(dāng)放電小時(shí)率10時(shí)，取0.006，當(dāng)1放電率10時(shí)，取0.008，當(dāng)放電率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15考慮，無采暖設(shè)備時(shí)，按5考慮。 此方法比較全面的考慮環(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。舉例說明：臺(tái)達(dá)NT系列80KVA UPS 后備時(shí)間30min,選用中達(dá)電通DCF126-12系列電池.計(jì)算電池容量?臺(tái)達(dá)NT80KVA UPS直流終止電壓為300V及U臨界=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

9、.8,逆變器轉(zhuǎn)換效率=0.95。 1.恒功率法P（W）=P（VA）*Pf/ =80*1000*0.8/0.95=67368.4（W）Pnc=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=387.2217=1.78即:選用2組120ah,計(jì)58節(jié)120ah電池。2.估算法Imax= P（VA）*Pf/（* Umin）=(80*1000*0.8)/(0.95*300)=224.6(A)查中達(dá)電通DCF126系列蓄電池不

10、同放電時(shí)率不同放電終止電壓下，電池的容量換算表（25）（表1）可知KCh=0.98.C10=I/KCh=224.6A/0.98=229(Ah) 按照使用經(jīng)驗(yàn)，可在計(jì)算的基礎(chǔ)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/（* U臨界）=(80*1000*0.8)/(0.95*300)=224.6(A)QKIT/Hk (1+A(t-

11、25) 1.25*224.6*0.5/0.4*0.8 (1+A(t-25) 438ah30min電池的容量換算系數(shù)取0.4, (引用中達(dá)電通DCF126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),溫度為25。因電池組在實(shí)際放電過程中，放電電流明顯小于Imax的緣故，按照使用經(jīng)驗(yàn)，可在計(jì)算的基礎(chǔ)上再乘0.75校正系數(shù)。故需要電池安時(shí)數(shù)為438*0.75=328.5(Ah)即:選用3組120ah,計(jì)87節(jié)120ah電池。UPS階梯負(fù)荷后備蓄電池容量計(jì)算方法介紹現(xiàn)在越來越多行業(yè)應(yīng)用中特別是在鐵路，地鐵，能源行業(yè)中的UPS系統(tǒng)后接負(fù)荷會(huì)按照性質(zhì)或用途進(jìn)行分類，在市電出現(xiàn)問題時(shí)，負(fù)荷會(huì)按照負(fù)

12、荷的性能和重要性先后退出系統(tǒng)，這就造成了UPS后接負(fù)荷是變化著，表現(xiàn)為階梯式負(fù)載。負(fù)荷的變化帶動(dòng)了蓄電池的放電過來中放電功率和速率的變化。從蓄電池容量換算系數(shù)（1/h）表1中可以看出蓄電池能夠提供放電容量（功率）與持續(xù)放電時(shí)間相關(guān)聯(lián)的。顧至今沒有一個(gè)方法能夠很準(zhǔn)確的計(jì)算出此類使用方式下的蓄電池實(shí)際需求容量。階梯負(fù)荷后備蓄電池容量的計(jì)算我們借鑒的是火力發(fā)電廠、變電所直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定（DL/T5044-95）中D.2階段負(fù)荷計(jì)算法，具體如下：計(jì)算公式： 式中 Cc蓄電池放電率計(jì)算容量(Ah) KK可靠系數(shù)，KK=Kt×Kd×Ka，Kk取1.40； Kt溫度補(bǔ)償系數(shù),取1.10； Kd設(shè)計(jì)裕系數(shù),取1.15； Ka蓄電池老化系數(shù),取1.10； I1，I2，In各階段事故負(fù)荷電流(A) KC1，KC2，KCn各階段容量換算系數(shù)(1/h)。 在計(jì)算過程中，注意容量換算系數(shù)KC的選定，不同的蓄電池，不同的終止電壓及不同的放電時(shí)間，KC值是不同的。 UPS系統(tǒng)階梯式負(fù)荷的運(yùn)行，如圖4所示。圖4 階段負(fù)荷功率變化圖為了計(jì)算方便，各階梯假設(shè)是恒定的，采用極限法確定蓄電池組的放電電流值，U值