UPS电池数量的计算方法
UPS长延时电池的容量(Ah)值计算方法有如下两种:
方法一:
利用电池生产厂商提供的电池组的恒流放电特性曲线来计算(指电池从放电开始,直到它的端电压下降到临界放电电压为止,它的放电电流均为一个常数),计算步骤如下:首先计算蓄电池的最大放电电流值:
I最大=(PcosΦ)/(ηE临界)
(1)式中:P是UPS的标称输出功率;cosΦ是UPS的输出功率因数,η是UPS逆变器的效率,一般取0.88~0.94(大型UPS电源的效率比小型的效率高),E临界是蓄电池组的临界放电电压(12V蓄电池的临界放电电压约为10V,2V蓄电池的临界放电电压约为1.67V)。根据用户确定的蓄电池组的后备供电时间,就可以从下图查出所需的电池组的放电速率值。据此,我们就可以根据C=电池组的实际放电电流/电池组的标称容量,而得到应该配置的电池组的容量(Ah)值。
UPS电池数量的计算方法
举例说明:GESP系列40KvaUPS,满负载后备延时时间为30分钟,需配置多大容量的蓄电池?
GESP系列40KvaUPS的逆变器额定的直流工作电压为:384V;要求每组蓄电池是由32块12V的单元电池串联而成(电池组的标称电压为:32×12=384V),该蓄电池组的临界放电电压E临界为32×10=320V,按公式I最大=(PcosΦ)/(ηE临界)计算出该蓄电池组所需的最大电流I最大。
I最大=(0.9×40000VA)/(0.9×320)=125A
根据用户要求;UPS满负载后备延时时间为30分钟,从上图查出,此时需要电池组提供的放电速率应为0.92C左右。据此可得电池组的容量为:
UPS电池数量的计算方法
因此可以选用12V135Ah电池的32块串联形成一组电池组。在上面计算中,由于使用E临界——电池的最低界放电电压值,所以会导致所要求的电池组的安时容量偏大的局面。这是因为当电池在刚放电时所需的放电电流明显小于I最大的缘故。按目前的使用经验,可在上述计算值的基础上再乘0.8校正因数。基于上述原因:我们可以选用135Ah×0.8=108Ah容量的电池组就能满足用户的UPS供电系统的要求。因此可以选用12V100Ah电池的32块串联形成一组电池组。
方法二:
利用下表所示的电池恒功率放电(指电池从开始放电起,直到它的端电压下降到它的临界放电电压时为止,它的端电压和放电电流的乘积都是一个常数值)数据表来计算所需的后备电池的容量值。
12V100AH电池的恒功率放电数据表(W),以2V为计算单位
电池型号
12V/100Ah
临界放电电压(V)
放电数据(W)
12V100AH电池的恒功率放电数据表(W),以2V为计算单位
电池型号 12V/100Ah |
临界放电电压(V) |
放电数据(W) |
||||||||
5 分钟 |
10 分 钟 |
15 分 钟 |
20 分 钟 |
30 分 钟 |
40 分 钟 |
50 分 钟 |
60 分 钟 |
90 分 钟 |
||
1.75 |
510 |
375 |
305 |
260 |
200 |
163 |
138 |
120 |
84 |
|
1.7 |
540 |
400 |
320 |
267 |
205 |
168 |
141 |
121 |
89 |
|
1.67 |
565 |
420 |
330 |
275 |
208 |
170 |
143 |
123 |
87 |
|
1.65 |
570 |
424 |
330 |
277 |
209 |
171 |
144 |
124 |
88 |
|
1.6 |
590 |
435 |
345 |
285 |
212 |
173 |
146 |
125 |
89 |
W=(P·cosΦ)/(ηN·6)
(2)式中:P为UPS的标称输出功率;cosΦ为UPS的输出功率因数,η为UPS逆变器的效率,N为UPS需要串联的12V电池的个数。按(2)式计算出蓄电池所应提供的功率(瓦)值后,根据用户要求的电池后备供电时间,从上表中查出每个单元电池所应具有的容量值。
举例说明:GESP系列40kVAUPS,满负载后备延时时间为30分钟,需配置多大容量的蓄电池?
首先按(2)式计算出电池组所应该提供的总功率值:
W=(40000VA×0.9)÷(0.9×32×6)=208(W)
然后从上表中可查出,当电池组的后备供电时间为30分钟时,将临界放电电压取为1.67V,则对12V100AH的电池而言每个单元电池可提供的功率为:208W。如果用这样的电池来构成UPS供电系统所需的后备电池组,则需并联上由32块串联电池所组成的电池组的组数应为:208W/208W=1组。即选用容量为12V100Ah的电池32个串联成一组就能满足40kVAUPS满负载延时30分钟的需求。因此实际可选用1组12V100AH电池,每组32块串联。