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例如現有20KVA的UPS一臺,負載功率為8000W,電池節數為64節,容量為32AH,電池電壓為12V,那么UPS電源的放電時間計算方法如下:負載功率*放電時長=電池放電量*電池電壓*逆變率8000*H=64(電池節數)*32(電池容量)*12V(一塊電池電壓)*0.9(電池逆變率)。
即可得出:H=64(電池節數)*32(電池容量)*12V(一塊電池電壓)*0.9(電池逆變率)/8000=2.67小時。
原理
UPS電池用的時間越長,電池逆變率越低,比如第一年是0.9,第二年可能變為0.8了,這就是為什么時間越長,電池放電時間越來越短了。不能只是單純的看UPS監控系統中的剩余時間,那個時間是不準確的,可能顯示剩余時間為40%,突然間UPS電池就突然沒電了,這要引起重視。
長延時UPS電源電池配置的計算方法
對于使用者來說,怎樣去配置長延時UPS電池容量是一個必須了解的問題,
放電電流的大小與電池的實際容量關系頗大,蓄電池的放電時間定義為:當蓄
電池以規定的放電電流進行恒流放電時,蓄電池的端電壓下降到所允許的臨界
電壓(終了電壓)時所經過的時間。比如12V24AH
/20R
Panasonic電池以0.4C放
電時,可提供使用的效率(容量)為73.3%,可放電2小時,而以7C放電時,可
提供使用的效率(容量)為4%,放電時間50秒。因此,要計算UPS電源的時間必
須先計算出放電電流,再通過查驗廠家提供的放電時間表計算出準確時間。
計算放電電流的公式是:
放電電流=UPS容量(VA)
負載功率因素/(逆變器效率*UPS終止電壓)
以山特10KVA為例:
?UPS容量:10KVA
?UPS輸出功率因素:0.8
?UPS終止電壓:單只電池終了電壓×UPS電池組電池個數=10.5V×16只=168VDC
?逆變器效率:0.85
注意:電池的能量并非都能直接提供給負載,它還包含了把電池能量轉換
為負載可使用的能量的轉換效率,即逆變器效率。
?放電電流=10000VA*0.8/(0.85*168)V=56A
?查表
可查詢不同AH的電池在同樣放電電流下的使用時間,以求得自己所要求合
適容量的電池,在這里提出一點,以上我們的計算都是認為UPS為滿負載,對
用戶而言,重要的是了解在實際負載下UPS電源提供的實際使用時間,從經濟
和實用的角度而言,了解自己的負載數量,計算一個實際放電電流再查表方是
正確做法。
在用戶和廠商的交流中,常常提到這樣的情況:根據UPS的輸出容量和所要求的后備時間,需快速、粗略地給出相關電池的配置。此時可用下列方法迅速做出。
1 對于109Ah·塊/kVA設計壽命10年的電池
使用時按下列公式計算:
所需電池容量(Ah)=
例如:一臺120kVA的UPS,每組電池32塊,要求后備時間60min(即1h)。則所需電池容量為
120kVA×109Ah·塊/kVA=13080Ah·塊,13080Ah·塊/32塊=409(Ah),即可選12V,100Ah電池4組(32塊/組)。注意:實際后備時間不足60min(欠缺一點)。
如果每組33塊,則13080/33=396Ah,同樣可選12V、100Ah電池4組(33塊/組)。注意:實際后備時間超過60min(超出一點)。
如果要求后備時間為30min,則109×120=13080Ah·塊,13080/32=409Ah,409/2=205Ah。
由于電池的放電功率與放電時間不是線性的,即不能只簡單除以2,還需乘以修正系數,見表1,因此205×1.23=252Ah。即可選12V、65Ah電池4組(32塊/組)。注意:實際后備時間超過30min(超出一點)。
如果要求后備時間20min,則409/3=136Ah,還需乘以修正系數,見表1,136×1.41=192Ah,即可選12V、65Ah電池3組(32塊/組)。注意:實際后備時間超過20min(超出一點)。
其它情況,以此類推。
2 對于126Ah·塊/kVA設計壽命五年的電池
計算方法和需乘以修正系數與前述完全一樣,只是要把上式中的109換成126。
如果計算時間是一小時以上,要在按上述計算后再除以一個修正系數,見表2。
例如:前例的后備時間是3h,則109×120=13080Ah·塊,13080/32=409Ah,409×3=1227Ah;還需除一個修正系數,1227/1.25=982Ah。
按照能量守恒原理,以上方法對于三相/單相或單相/單相UPS是一樣的。如APC的秀康UPS,需正負兩組(32塊/組)電池,計算方法是一樣的。注意“安時·塊”的概念。
一般中大功率的UPS所配每組電池都是32塊;電池并聯數最好不要超過4組,以免影響電池組的均流和充電效果。
由上述可見,一般來說,只要記住109(或126)和1.23這三個數字就夠用了。
以上是快捷的粗算,不很精確。要想得到精確的結果,應參照電池廠家給出的電池放電特性。

