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四川祥华电力机电工程师在线教学:计算UPS电源备用时间的方法

文章出处:www.cdbaykee.cn   信息来源:四川祥华电力官网   作者:UPS电源厂家   时间:2019年08月31日   浏览量:    【字体:

在市电停电后,UPS是依靠电池储能供电给负载的。标准型UPS本身机内自带电池,在停留后一般可以继续供电几分钟至及时分钟;而长效型UPS配有外置电池组,可以满足用户时间停电继续供电的需要,一般长效型UPS的满载配置时间可达数小时以上。

UPS不间断电源备时间计算方法

在UPS电源运行中,如果遇到市电供电中断时,蓄电池必须在用户所预期的一段时间内向逆变器提供足够的直流能源,以便在带额定负载的条件下,其电压不应下降到蓄电池组允许的最低临界放电电压以下。蓄电池的实际可供使用容量与下列等因素有关:

1、蓄电池放电电流大小;

2、蓄电池环境工作温度;

3、蓄电池存储、使用的时间长短;

4、负载特性(电阻性、电感性、电容性)及大小只有在考虑上诉因素之后,才能正确选择和确定蓄电池的可供使用容量与蓄电池标称容量的比率。决定UPS后备长延时电池容量的重要因素是负荷大小、种类和特性。目前常用的微型机及汽配件的负载特性。

UPS后备电池配置计算:

 

UPS是有蓄电池储能,所能供电时间的长短由UPS蓄电池配置的计算方法。

一、影响备用时间的因素:

1、负载总功率P总(W),考虑到UPS的功率因数,在计算时刻直接以P总的伏安(VA)为单位来计算。

2、V低是蓄电池放电后的终止电压(V),2V电池V低=1.7V;12V电池V低=10.2V;

3、V浮是蓄电池的浮充电压(V),2V电池V浮=2.3V;12V电池V浮=13.8V;

4、Kh为电池容量换算系数(Ct/C10),10Hr放电率为1,5Hr放电率0.9,3Hr放电率0.75,1Hr放电率为0.62

5、I为电池工作电流(A),T为连续放电时间(H),V为UPS外接电池的直流供电电压(V)。

图:四川祥华电力航天柏克HTT系列UPS电源

图:四川祥华电力航天柏克HTT系列UPS电源

二、计算方法

1、12V单体电池的数量N:V÷12,2V单体电池的数量为6N;

2、电池工作电流I:I=P总÷V;

3、实际电池容量C:C=I×T÷Kh

如:功率为1kVA的电源备用时间4小时,选择科士达UPS的型号为HP9101H,V=36V,则

N=36V÷12V=3节

I=1000VA÷36V=28A

C=28A×4H÷0.9=124AH

电池的配置可选用100AH一组3节,或65AH二组6节,选用的结果有偏离,这要看用户的需求

备注:12V蓄电池常用容量规格7Ah、17Ah、24Ah、65Ah、100Ah、200Ah等。根据以上计算方法,可列表格进行计算,一下表格仅供参考:

后备时间 总功率(kVA) 电池数量(个) 时间数 放电系数K 理论电池容量(Ah)
30分钟 1 3 0.5 0.5 30
1小时 1 3 1 0.62 48
2小时 20 16 2 0.68 334
3小时 10 32 3 0.75 113
4小时 1 3 4 0.8 151
5小时 10 32 5 0.9 157
6小时 10 32 6 0.92 185
8小时 1 3 8 0.96 252
10时 20 20 10 1 909
 

说明:

1、放电率以电池在常温下计算、不同品牌的电池其放电率也不同,其值也应改变。

2、理论电池容量=总功率*时间数/(11*电池数量*放电系数)

3、实际电池容量取理论电池容量的N倍(N可选0.6、0.7、0.8、0.9等。)

UPS后备蓄电池容量计算方法:

 

1、恒功率法

根据蓄电池恒功率放电参数可以快速准确地选出蓄电池的型号。首先计算在后备式内,每个2V单体电池至少应向UPS提供的恒功率。

P(W) 电池组提供的总功率 P(VA) UPS标称容量(VA)
PF UPS功率因子 n 逆变器转换效率
Pnc 每cell需要提供的功率 n 机器配置的电池数量
N 单体电池cell数 Vmin 电子单体终止电压
 

计算步骤:

P(W)={P(VA)*Pf}/η

Pnc=P(W)/(N*n)

2、估算法

根据蓄电池的恒流放曲线来确定蓄电池容量和型号的方法,先计算PS系统要求的电池最大电流

Imax电池组提供最大电流,Umin电池组的最低电压

Imax={P(VA)*Pf}/(η*Umin)

3、电源法

电源法是国家信息产业部位通信行业电池容量选择而规定方法;

I电池组电流;Q电池组容量

K电池保险系数;T电池放电时间

H电池放电系数;A电池温度系数

I={P(VA)*Pf)/µUmin

Q≥KIT/H(1+A(t-25)

4、恒流法

Q=P*T/K*V*/η

Q-蓄电池容量(AH)、P-负载功率、T-备用小时数(按2小时计算)

K-蓄电池放电系数(2小时)、V-UPS整流后母线电压、η-蓄电池逆变效率(按0.94计算)。

 

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