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目前UPS已经广泛使用在各个经济领域,在通信、电子商务、金融、医疗、石化、工业自动化等领域起到重要的作用,不仅是保护 UPS所带的负载本身,更重要是保护负载所生产出来的产品,如电脑中的数据。蓄电池作为UPS中的重要组成部分,对于标准时间机器,一般约占UPS电源总成本的1/4,对于长时间UPS电源而言,蓄电池的成本可能超过UPS电源主机的成本。由于蓄电池本身或者电池管理上的原因,目前有许多UPS电源故障是由蓄电池引起(1/3)。因此有必要加强对蓄电池特性的了解,正确选配和使用蓄电池,尽可能地延长蓄电池的使用寿命。同时如何管理蓄电池成为各个UPS厂家重点研究的问题。
单进单出传统在线式,一般采用16节*12V=192V,充电电压为216V左右,因为该电压与低限值交流整流后的电压相当(75%*220*1.414*0.9=210V)。以3~15kVA单进单出机器居多。
对于三进单出的传统电路结构,一般先采用自耦变压器(或隔离变压器)降压,也适用16节*12V=192V或者32节384V。
至于三进三出机器,则电池电压等级更多,有348V、360V、576V、720V。
对于小功率高频机器,1kVA的电池电压以36V的居多,也有24V或48V的,2kVA一般为72V,也有2kVA和3kVA为了电池兼容,都采用96V的。原则是采用N个7AH的电池满足标机的时间(5—10分钟)需要,以达到最佳性价比。
P是UPS的标称输出功率(VA),cosф是用户负载的功率因数,一般取为0.7。η是UPS的逆变效率, N是电池个数,E是电池放电电压(V),可以设定为12V(刚开始放电时电压高于12V,放电终止前电压低于12V,但是整个放电过程在12V左右支持时间最长).
在得出电流后,根据用户需要的支持时间,I*t=Ah,便可以得到需要的安时数,然后再根据放电特性曲线或特性表进行修正。
考虑到绝大多数用户实际使用的负载一般为额定值的50~80%,因此很多UPS代理商一般按照80%甚至60%计算。因此有两种计算方法,一是按UPS额定输出容量计算,二是按实际负荷所需功率计算。
下面对一台10KVA电池电压为192V 或240V的UPS分别需要1h\3h\10h\24h的电池容量进行计算:
放电电流:
如果按100%的负载计算,则电池放电电流为42(A)
如果用户需要支持时间为10小时,则容量100%可用,直接得出10h*42A=420Ah
支持时间为24小时,则容量约105%可用,得24h*42A/105%=960Ah
支持时间为3小时,则容量约75%可用,得3h*42A/75%=168Ah
支持时间为1小时,则容量约52%可用,得1h*42A/52%=80Ah
如果按80%的负载计算,则42*80%=33.6(A)
如果用户需要支持时间为10小时,则容量100%可用,直接得出10h*33.6A=336Ah
支持时间为24小时,则放电电流为1/24 C10A=0.042 C10A,查表知约105%容量可用,得24h*33.6A/105%=768Ah
支持时间为3小时,则容量约75%可用,得3h*33.6A/75%=135Ah
支持时间为1小时,则容量约52%可用,得1h*33.6A/52%=64Ah