如何計算UPS蓄電池配置及蓄電池的放電時間

1、如何計算 UPS 蓄電池配置及蓄電池的放電時間？ 以上問題是使用 UPS 的系統(tǒng)集成商、用戶經(jīng)常困擾的一個問題，甚 至是很多 UPS 經(jīng)銷商都對這個問題也沒法說清，或是錯誤的報給客 戶，結(jié)果造成很多問題發(fā)生。 蓄電池的放電時間要根據(jù)實際負(fù)載的功 率來計算。I= Pcos & /n E其中 P 是 UPS 的標(biāo)稱輸出功率 ;cos &是負(fù)載功率因數(shù) ;n是逆變器的效率；Ei 是電池放電終了電壓，一般指電池組的電壓。 將具體數(shù)據(jù)代入上式， 求出電池最大放電電流后， 即可從電池的各溫 度下放電電流與放電時間的關(guān)系圖上查出相應(yīng)的放電時間。首先要明確一個概念，就是 蓄電池的放電電流與放電

2、時間不是線性 的，有人認(rèn)為 20A 放電 5 小時就要用 100AH 的，這樣就錯了。蓄電 池的容量一般都是20HR小時率的，也就是說只有以 5A放電20 小時才是配 100AH 的，因為 100AH 的電池在 5A 可以放電 20 小時， 在 10A 時只有 9小時左右， 20A 時只有 4 小時左右。但在 2A 時確可 以放 60 小時以上。這就是蓄電池放電時間與電流的非線性關(guān)系。正 因為非線性關(guān)系就有了下面這個表。請大家先來熟悉一下下面的電池恒電流放電參數(shù)表，例，指在一定的電流下放電能到達(dá)多長時間UPS 用的 12V 電池一般終止電壓為 10.5V；2V 電池以 保護(hù)神電池 為般終止電壓

3、為1.7V。MF Standarti SeriesPtWCrSOlfMF蘊(yùn)碓來酣電池更電渝EE電畫數(shù)京培©EcF砒町放電肘間電池規(guī)格蝮止電玉tniln5mln15rnin30mfn45niin伽2 k3hr5hBhr伽2Mr10.80373020 0010 60eao5 154202.501 &21,190.000.650.3510.5041 7022 0011.207 065 30d佃2.541 8320fl. BOQ6&0 35MF t2 7(w)10.20455023 4011.607.215 384 352.551.S41200.800.660.359 904

4、B5D24 3011.907.305.434.M2.551.&4120O.BC0.660.3596d51 6024fi012.007355 464.392 561 &41 M0B00660 3510.80300025.9015.0050.607 906 403.702.60t.7D1150980.5010.503370287016.8010.70fl 106 503.70270t.701.20100050MF 12-1QA*0.203B4032 00179011 00« 30fi.703fl02751801201000 5140 00S17D1«.4011.

5、2Dfl.306 703.fi0275101201.000.5141 BQ35-5019.20TI.4OB.30C.ZD3-802je1.20IUD0期1DBO30 no7S9016 0010 607 506 403 707 60t 701.15ow0 5010 503370287016 8010.70fl. 106503.702.70t.701201.000.50MF U0B(w|102038401Z00i/eo11.00£.30fi.7D3.B02.751.BQ1.201.000.51ga4D0033 TO18.4011.2GB.306 703&02751 fiO1.20

6、1.000.S19.60418035501920fl .408.306703.802.751 801,201.000.5110 80771047.7026 4017.2013 1010706.384.6230119&1620.M10 50912054 5026 50IS 1013 601100634 673 032.001&A0S5MF 12.1BH1020100.00594029.9Clfl.6013. SO11206.524.6fi3 042.011.640A6117CQ62L3Qioaoia.9014,1011306.5«4.703 04011.64oaa*60

7、1210064 0031 3019.2014.2011406.594723052.011650,®10.809320e&oo41.9027.7021.2017 M9.B27.024 541002451 2810.5CIDti.OO76.3Q44.9029 DO27O17409.9<$F.114 59103Z471.30MF12-2S1匸20131 00&ZOO46.002S.3O21.6017 5010.007.144613.U42401.31&.90153.00fl59046.6029.4021,9017 &Q10 00M64621052491

8、*319.6C2C7 00Q9O046.6029.0021.SO17.&074G43.oe2501.3210 80103.155 1M327421 9127&915 943 883.301 es1DS0115 5$9.037.027722:51A0&2246l05s.ae3JS1.6SMF 12-331020132 01O9T30028.423.113.29.49B.114.043 一陽1 029.90137.0115.553.438 628.721A1329495.114 043J81.B29.60142.7122.156.039.328723.1112蟲4P5114

9、.043 381 82VRLASVTERYMF標(biāo)進(jìn)毎則電施晅電濟(jì)肢電SSSIS培)2S°C/77°F放電賦間電他規(guī)格第止 電玉(V)1inin5m InI5niin30mtn4Srrin伽2hr3hrStrBtv10hr20hr10.5012699.46*743 433 22661521097.004.013.771.9710 50139111.069645734.327.315.511 07.104673.B1200MF 124100150119072.646.234.027.715711.17.134 693.0320T5.90160126.075346534.927.

10、fl15.711.17.1547C3.842019.60170131<77047335.027J15.711 27.164.713.8420210.8020416210570.553.943524.717.611.47 496J212110.5022611374.355.844.425.317.S1179遜3l25MF 12-65102024419311a75.156.545.025.51B.111.67.626.223藥9.9026030512276256B45.125.510111 67,636-231279.6027721312576 B57045.225.61fi111.67.6

11、56 253.2310BC3032331511027fl.263J37.126.717.411.5&.404 92105035926116010680.965237.527217.611.79.5450010.2041029217011082666.43& 427 517.811 79 605 03g.oo45132517611284 067438 827717 011 S0.E45Q59 6048836318011485.368.33922fi.O10.011.99.695 0610.8048831621416413377.33536 524 t19710310.505473

12、3522217013779.437 036 924.520 010.5MF 恰20010.2061235623117313980.557.637.324520.110 59.90681他23517514TBl.35B.137.524.72021069.60761377239179143$2.258737.724百20.3106以下算法是按保護(hù)神電池在溫度為 25度時的計算結(jié)果，蓄電池的實 際放電容量也與溫度有關(guān)，如MF12-100的電池，在攝氏10度以0.1C 電流放電，蓄電池能表現(xiàn)的容量約為 85AH，3-5年后蓄電池隨著內(nèi) 部老化放電時間會漸漸縮短，是正?，F(xiàn)象。如果知道負(fù)載功率，如何來配置

13、蓄電池組的數(shù)量來到達(dá)預(yù)定的時間?如負(fù)載的的功率為2000W,需要延時2小時。怎樣配UPS及蓄電池 呢？首先算出蓄電池的放電電流，能量守恒，UPS的放電電量與蓄電池的放電電量是根本相等的。所以可以直接按 2000W的功率來算出電池的放電電流。如果我們配的 UPS是山特3KVA的，12V電池個數(shù)是 8只，終止電壓是10.5*8= 84V，放電時的計算電流是 2000W/84V =23.8A，如逆變器的效率按95%來算，那么實際電流為23.8/0.95= 25A。再對照上面的表，看有哪個電池的規(guī)格能在終止電壓為 10.5V、放電 電流25A時可以到達(dá)2小時，很明顯，MF12-65 12V-65AH丨

14、的這 款可以到達(dá)。所以電池的配置就選 12V-65AH 8 只。這樣就可以滿足 要求了。其它規(guī)格也都是這樣計算的，又比方， 12V-100AH 的電池在 27.2A 時可以放電3小時，如果電流在55A時需要放電3小時，就需要選 12V-100AH 的電池 2組并聯(lián)使用才可以到達(dá)相應(yīng)的時間。如果知道蓄電池的容量，如何知道能放電多長時間？比方現(xiàn)有一臺6KVA的UPS,配了一組MF12-26 12V-26AH丨的蓄 電池，想知道能放電多長時間。6KVA的UPS功率因素是0.7，最大 有功功率是4.2KW，首先要確定UPS后面接設(shè)備的實際功率是多大， 可以估計一下，也可以用鉗流表來測一下電流。如果半載

15、即 2KW 左右的話能延時多久呢？ 6KVA 的直流電壓是240V，放電終止電壓是210V，逆變器效率是95%，這樣電池的放電 電流是：2000W/210V/0.95 = 10A,再比照上面的恒流參數(shù)表，MF12-26 的電池在 9.96時可以放電 2小時，因此，如果設(shè)備功率為 2KW 時， 這樣一組電池的放電時間約為 2小時。如果按滿載，即設(shè)備的功率為 4200W 時，這樣一組 12V-26AH 的電 池能放電多久呢？和上面一樣，電池的放電電流是 4200W/210V/0.95 =21A。再比照上面的恒流參數(shù)表， MF12-26的電池在21.7A6時可 以放電 45 分鐘，因此，如果設(shè)備功率

16、為 4.2KW 時，這樣一組電池的 放電時間約為 45 分鐘。如何測蓄電池的容量現(xiàn)在市場上蓄電池品牌很多，質(zhì)量好壞不一，以次充好的現(xiàn)象很多， 甚至把 100AH 做成 50AH 來賣，想要知道蓄電池的真實容量，只有 一個方法：放電！最簡單的就是用個 UPS 加白熾燈泡來放電。比方 一組電池 3 只，接上 500W 的燈泡來放電，放了 3 個小時，那這個電 池的容量是多少呢？還是與上面一樣來計算放電的電流。 計算結(jié)果約 17A，比照上面的恒流放電參數(shù)表，看哪款電池在17A左右可以放3個小時，比照發(fā)現(xiàn)實際容量是 65AH 的。UPS系統(tǒng)蓄電池放電時間的估算 為了提高有線電視前端供電系統(tǒng)的平安性與可

17、靠性， 旗縣分公司根本 都配備了前端 UPS 系統(tǒng)，了解前端 UPS 系統(tǒng)蓄電池正常放電時長是 進(jìn)行 UPS 系統(tǒng)維護(hù)的重要條件之一。 因電池放電時間與放電電流、 環(huán)境溫度、負(fù)載類型、放電速率、電池容量等多因素相關(guān)，故實際放 電時間無法直接用公式推導(dǎo)出。我們可以先通過以下公式估算出 UPS系統(tǒng)蓄電池平均放電電流： 蓄電池平均放電電流UPS負(fù)載功率P+ EvXn其中蓄電池組平均放電電壓Ev可取蓄電池組標(biāo)稱電壓與放電終 止電壓的中間值標(biāo)稱12V的單塊蓄電池平均放電電壓取 11.25V, UPS效率n 一般取0.8。求出電池平均放電電流后，再算出放電倍率放電倍率=放電電 流+蓄電池標(biāo)稱容量，即可從電

18、池在各溫度下放電曲線圖上查出相 應(yīng)的放電時間。如果沒有 蓄電池放電曲線圖, 可依據(jù)以下規(guī)律估算放 電時間蓄電池放電時間=蓄電池放電容量寧蓄電池平均放電電流:放電倍率為0.05C時，蓄電池放電容量?標(biāo)稱容量環(huán)境溫度25C放電倍率為0.1C時，蓄電池放電容量0.95倍標(biāo)稱容量環(huán)境 溫度25C放電倍率為0.2C時，蓄電池放電容量 0.85倍標(biāo)稱容量環(huán)境 溫度25C放電倍率為0.3C時，蓄電池放電容量 0.8倍標(biāo)稱容量環(huán)境溫 度 25C放電倍率為0.4C時，蓄電池放電容量0.75倍標(biāo)稱容量環(huán)境 溫度25C放電倍率為0.5C時，蓄電池放電容量0.7倍標(biāo)稱容量環(huán)境溫 度 25C放電倍率為0.6C時，蓄電池

19、放電容量0.65倍標(biāo)稱容量環(huán)境 溫度25C放電倍率為0.8C時，蓄電池放電容量0.55倍標(biāo)稱容量環(huán)境溫度25C放電倍率為1C時,蓄電池放電容量0.4倍標(biāo)稱容量環(huán)境溫度25C放電倍率為2C時,蓄電池放電容量0.3倍標(biāo)稱容量環(huán)境溫度25C以杭后分公司為例：ups負(fù)載功率1400vy蓄電池組平均放電電壓Ev=90V8塊標(biāo)稱12V100AH勺蓄電池串聯(lián)，平均放電電壓 11.25X 8= 90V。蓄電池 平均放電電流I1400+ 90X 0.819.4A放電倍率=19.4 - 1000.2C,此放電倍率下，蓄電池組放電容量0.85倍標(biāo)稱容量。UPS系統(tǒng)蓄電池放電時間 0.85 X 100+ 19.44.

20、38小時。UPS后備蓄電池容量計算方法介紹概述在很多的技術(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)中的一個重要組成局部，它的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個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 UPS系統(tǒng)的正常運行也是至關(guān)重要的。 電池容量選擇過大造成投資的浪費，容量選擇偏小不僅不能滿足UPS后備時間，造成平安事故，還因電池放電倍率太大，嚴(yán)重影響電池使用性能，壽命。UPS系統(tǒng)UPS后備蓄電池容量計算方法很多，各行各業(yè)都有相應(yīng)的計算方法選擇的側(cè)重點，下面 收集行業(yè)中常用的幾種計算方法，供大家參考。同時我們注意到現(xiàn)有部份行業(yè)中的負(fù)荷當(dāng)電力出

21、現(xiàn)問題時，負(fù)荷會分時段變化，此類系統(tǒng)中蓄電池容量的計算與選擇也是眾說紛紜，在此提供我們的計算方式供大家討論。UPS后備蓄電池容量計算方法介紹首先我們需要明確一下蓄電池容量的概念，根據(jù)YD/T799-2002標(biāo)準(zhǔn)定義，蓄電池容量(AH)是指在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度下25 C，電池在給定時間指點終止電壓時1.80V，可提供的恒定電流(0.1C10)A與持續(xù)放電時間(10h)H的乘積l*T。確定了 UPS和蓄電池的品牌和 UPS系統(tǒng)的后備時間，我們可以根據(jù)蓄電池的放電性能參數(shù)，通過功率法，估算法以及電源法等計算方法來計算確定蓄電池的型號和容量。在UPS系統(tǒng)中,市電正常時，市電為能量源，UPS為能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，蓄

22、電池為能量儲存， 后接負(fù)荷為能量消耗源，市電出現(xiàn)問題時，蓄電池作為能量源，UPS為能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，后接負(fù)荷仍為消耗源。電力常用計算公式為 W=Ult , P=UI。在電池作為能量源時同樣適用，也是所有UPS后續(xù)蓄電池容量計算的依據(jù)所在。1. 恒功率法查表法該方法是能量守恒定律的表達(dá)，蓄電池提供的功等于后者稍大于負(fù)荷消耗功。W負(fù)荷WW電池，P負(fù)荷WP電池。P負(fù)荷=P VAx Pf/ nP電池=電池實際試驗的恒功率數(shù)據(jù)P負(fù)荷：電池組提供的總功率；P VAUPS 標(biāo)稱容量VA；Pf : UPS功率因子；n逆變器轉(zhuǎn)換效率；Pnc :每cell單體需要提供的功率；n :機(jī)器配置的電池數(shù)量；N :單體電池c

23、ell數(shù)；Vmi n 電池單體終止電壓具體計算步驟如下：P 負(fù)荷=P VA*Pf/ n Pnc=P 負(fù)荷 / N*n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的功率值所對應(yīng)的型號蓄電池。如果表中所列的功率值P電池均小于Pnc?？梢酝ㄟ^多組電池并聯(lián)的方式到達(dá)要求。UCF126-12系列蓄電池恒功率放電特性數(shù)據(jù)瓦特/ae II,25©鏤止! J -715IE30481P36e137C1 6D70053412.2200.118.11S4 117.1?0.fi51.034.se22 6?20.2417.121 65see 3525 C2

24、32.21B7.0152 SuseS3 75C.134.2222 2'9.DS17 09e.e21 7Ds賦弓作355 123= S1B4.7你311-5.3背349.S3.C7?7 0117 058.ES1.75B39.6459.634L.S1BL3145.1112.2OS49.133.L3H 2r9.7fl16 99&.ML8D560L54J291吧9143.0109.4oe.s4E 0扯別£1.23rS.3016.60a;a1 85-4L 1J 二".1174.114ZJWO94.23148d dil&SZ16_Z7SEO1961 6 fif

25、I'22E.9104.9爾e切丄-1. - ,.L.関如20 5&W.611 65土屮:633.6jsci.e138 983.66C.1XI C7?f.S7陋9420. bl10E9DCfl26 12/1201 7079S A蚊m343 12?'：皿.283 1破1?f Z123 7920 461GP11 757V7 6EB3.fi341 9317 F、174134 R325Q0J0.3126 C1R?.71嚴(yán)門10.831 SD8966519 F皿F212.2171 6J 180 257.6397726 ze2j/619921歸640.1叫：；:佃F206,01707

26、127.B77.0鈦g2上fl72；.7019汕恒功率法查表法是UPS蓄電池容量計算的最常用方法，蓄電池容量及型號確實定是根據(jù)對應(yīng)型號蓄電池實際試驗數(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間下的電池容量計算。不同電壓等級電池和同電壓等級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，故不同電壓等級和容量不可簡單的數(shù)字換算來配置，需要嚴(yán)格按照提供的恒功率來配置。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蓄電池運行環(huán)境

27、穩(wěn)定，且 UPS負(fù)荷長時間在額定 容量80%以下運行時選用。2 估算法該方法是和電力公式和蓄電池容量概念的表達(dá)。根據(jù)已經(jīng)確定的 UPS品牌及型號，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小時率容量KCh容量換算系數(shù)1/hXX12V 系列蓄電池不同放電時率不同放電終止電壓下，電池的容量換算表25 C表12wBO931221521皿242300p420'1.75L. 51. 50. 90. &0. 30. 30. 20. 20.10.10.10. 10.11. 41.10. 90. 50. 30.

28、 30. 20. 20.10.10. 10. 10.11.伽1. 31. 20. 70. 50. 30. 30. 20. 20.10.10.10. 10.11,砂1. 11. D0. S0. 40. 30. 20. 20. 20.10.10.10. 10.1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。為了計算方便，我們選擇蓄電池組的最大工作電 流為我們的計算數(shù)據(jù)。具體計算如下：Imax電池組提供最大電流Umi n電池組最底工作電壓值lmax= P VA*Pf/n * UminC1O=I/KC估算法在計算的公式我們可以看

29、出，由于采用了Umin-電池組最低工作電壓值，所以會導(dǎo)致要求的蓄電池組的安時容量偏大的局面。這是因為當(dāng)蓄電池在剛放電時所需的放電電流明顯小于Imax的緣故。按目前的使用經(jīng)驗，可以再計算出C10值的根底上再乘以 0.75校正系數(shù)。3 .電源法該方法是在所介紹的 UPS后備蓄電池容量計算方法中唯一標(biāo)準(zhǔn)通信電源設(shè)備安裝工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)YD/T5040-2005丨支持的方法。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電池在整個服役期間的電池狀態(tài)，在電池運行環(huán)境溫度變化交大時，更能準(zhǔn)確計算出電池的容量。具體計算方法如下：l=(P(VA)*Pf)/

30、 UxQ> KIT/H(1+A(t -25)I電池組電流Q電池組容量ahK電池保險系數(shù)，取1.25 T電池放電時間H電池放電系數(shù)，見圖 3 U蓄電池放電時逆變器的輸出電壓 V單體電池電壓為1.85V 時A電池溫度系數(shù)1/C當(dāng)放電小時率 > 10時，取0.006，當(dāng)1W放電率V 10時，取0.008 , 當(dāng)放電率v 1時，取0.01 ot實際電池所在地最低環(huán)境溫度值，所在地有采暖設(shè)備時，按15 C考慮，無采暖設(shè)備時，按5 C考慮。if. ffc Ifc 電 外時數(shù)thI2346IQ戰(zhàn)電嬌吐1.紳L 7Q3. 7al,7<1.7E【申札ac1, so1,80I , BOlr S-

31、S電池L >s0, 350. 300,時C,知OLMt, 61. 750. ?S0,5+LOOffiS0. d10.Cl, 4Db BlC. E£d 450L«0. 75Q, 79CL 8tO.BiLOSJ.OO此方法比擬全面的考慮環(huán)境因數(shù)以及蓄電池容量衰減，UPS滿荷使用機(jī)率較大，以及重要使用場合選用此方法計算配置電池容量。舉例說明：科華FR-UK系列80KVA UPS后備時間30min,選用XXX12V系列電池計算電池容量？科華FR-UK3380 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,

32、 U 終壓=1.75v UPS的功率因子Pf =0.8,逆變器轉(zhuǎn)換效率n =0.95o1.恒功率法P W=P VA*Pf/ n=80*1000*0.8/0.95=67368.4 WPnc=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丨可知DCF126-12/120電池終止電壓為 1.75v時放電30min電池提供功率為 217W。電池組數(shù)量=387.2 / 217=1.78即:選用2組120ah,計58節(jié)120ah電池。2. 估算法Imax= P VA*Pf/n * Umin=(80*1000*0.8)/(0.95*300)=224.6(A)查中達(dá)電通DCF126系列蓄電池不同放電時率不同放電終止電壓下，電池的容量換算表25 C表 1可知 KCh=0.98.C10=l/KCh=224.6A/0.98=229(Ah)按照使用經(jīng)驗，可在計算的根底上再乘0.75校正系數(shù)。故需要電池安時數(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)計規(guī)格 ，選用計1組12v200ah