如何计算UPS所配电池的数量

如何计算UPS所配电池的数量_电力/水利_工程科技_专业资料。如何计算 UPS 所配电池的数量 蓄电池计算方法： 例如一台 40KVA UPS， 直流电压为 384V，每组为 12V 电池 32 节，如果后备时间要求 2 小时，则计算电 池的容量为： 40000。

如何计算 UPS 所配电池的数量 蓄电池计算方法： 例如一台 40KVA UPS， 直流电压为 384V，每组为 12V 电池 32 节，如果后备时间要求 2 小时，则计算电 池的容量为： 40000VA*2H/(0.7*384V)=297AH 所以选择 3 组 100AH 电池，共 96 节。 电池组的电流为 40KVA/384V=104A，所以电池连线 O# y) h M7 { 电池总数＝(功率/直流电压*小时)/每块安时*每组块数 ) H* \% f2 i! a% \ 其中功率为 UPS 的功率， 直流电压为 UPS 电池供电所要求的电压， 不同功率的 UPS 直流电压 不同，每组块数为所要求电池的最小块数，一般配置电池时，必须为每组块数的整数倍，常 见的 UPS 直流电压和每组块数如下（电池每块以 12V 为计算依据）： 1k 2-5K 6-20K 36V 96V 240V 3块 8块 20 块 $ t6 c M+ A5 u7 o6 \% { 20K 以上 384V 32 块 举例来说，配置一台 5K 8 小时延时的 UPS，其功率为 5000， 直流电压为 96V，每组电池 8 * ?3 J- _- Y# E5 S9 D5 Y/ ?0 o K 块，配置 100AH 电池，其所需电池总数为：(5000/96*8)/100*8=32 块 UPS—Uninterruptible Power System 是不间断电源系统的简称。作用是提供不间断的 稳定可靠的交流电源， 在市电中断(停电)时 UPS 之所以能不间断的供电。 是有蓄电池储能的 结果。所能供电时间的长短由蓄电池的容量大小决定。现将 UPS 蓄电池配置的计算方法介绍如下： 一、 下列因素影响备用时间： 1、 负载总功率 P 总(W)，考虑到 UPS 的功率因数，在计算时可直接以 P 总的伏安(VA)为 单位来计算。 + I0 T3 ^2 y- a6 G! X 9 f8 @ L8 Y3 C 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 2 u( Y， O9 k/ [1 y， K3 i* `. T E， `; X % K2 _， ]8 x7 c C M& c 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 放电率为 0.75，1Hr 放电率为 0.62 ! / q. T U0 j3 J: y! y 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) u: O. P4 [( h% M* e& N- @ I5 二、 计算方法 1、12V 单体电池的数量 N：N=V÷12 2V 单体电池的数量为 6N h- I a ]% H 4 W- R 5 X 2、电池工作电流 I：I=P 总÷V 3、实际电池容量 C：C=I×T÷Kh ( b3 y: T& h% p$ F( m 例如：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 ① N=36V÷12V=3 节 8 X9 r: [. q/ l1 X6 b ② I=1000VA÷36V=28A + X: i9 t# ` j4 B ③ C=24A×4H÷0.9=124AH ④ 电池的配量可选用 100AH 一组 3 节，或 65AH 二组 6 节，选用的结果有偏离，这要看用 户的需求和成本的考虑。 注：12V 蓄电池常用容量规格为 7Ah、17Ah、24Ah、38Ah、65Ah、100Ah、200Ah 等。 根据以上计算方法，可列表格进行计算，以下表格供参考： : & V1 S1 O7 H1 ~0 K; b 某品牌电池配置表 后备时间 K 30 分钟 1 小时 2 小时 3 小时 4 小时 5 小时 6 小时 8 小时 10 小时 1 1 10 10 1 10 10 1 20 总功率(kVA) 电池数量(个) 时间数 # H! }9 n1 y5 z* ] 放电系数 理论电池容量(Ah) 3 3 32 32 3 32 32 3 20 6 8 10 0.5 1 2 3 4 5 实际电池容量(Ah) 0.5 0.62 0.68 0.75 0.8 0.9 0.92 0.96 1 30 48 83 113 151 157 185 252 909 21 34 $ @5 G+ ?& Z u1 j: v 4 h% e$ L: ~# B7 J9 \: U G( o 58 5 Y. Z* R* u9 R$ ^3 d 79 k+ [/ r4 Q; _! u R， N 106 110 130 . @2 k x4 X ! X% s 2 V- h 1 k2 176 636 - j2 W `6 h8 h- ]， m% u 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. 请在蓝色区域内填写对应的参数，将光标移至对应的红色单元格按下即可。 3. 理论电池容量＝总功率*时间数/（11*电池数量*放电系数）。 4. 6 n f J2 G# ~* G 8 [0 k) t* f% q g ~7 _ ; m3 ^. ?0 s9 ~% C. G 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。) 9 L( \* s* A ?7 e 不间断电源共享电池组解决方案 一、引言 ) ]0 o) \- f+ C 为了提高系统可靠度，现在的机房多采用 N+X 并联冗余或者双母线的 UPS 配置方 案。 以往的方案中 UPS 主机的数量多了， 而电池的数量也往往跟着成比例的增加， 从而使花于电 池的金钱、空间、承重、维护等各方面的投资加大，有时甚至是 UPS 主机的几倍。那么有 没有一种方案在系统后备时间不受或者少受影响的情况下少配电池呢？有没有一种方案在 UPS 主机冗余的情况下而不要求电池组一定跟 着冗余呢？ 有，共享电池组就是一个很好的解决方案。 二、共享电池组方案的理论基础及其优越性 所谓共享电池组方案就是指两台或者多台 UPS 主机同时利用一组或者多组电池的解决 方案。市电正常时，各 UPS 同时给电池组充电，市电异常或者中断时，各 UPS 又同时利用电 池组的能量逆变成交流电供给负载。 共享电池组方案的系统架构示意图如下： 7 @* ~2 ^& Z: T9 S% \7 X 在 N+X 并联冗余或者双母线的配置系统中， 主机一定有冗余， 2+1 并 联系统中， UPS 如： 冗余量占总容量的 33%，1+1 并联系统中，冗余量占总容量的 50%， 1+2 并联系统中，冗余 量占总容量的 67%，在双母线系统中冗余量至少占总容量的 50%等等。按照常规的电池配置 方法，每台 UPS 主机配带各自的电池组， 如果 UPS 主机因故不能逆变，它所配带的电池组 也就跟着作废了，尽管电池没有故障。所以 UPS 主机冗余，电池也要跟着冗余，主机冗余量 占 UPS 总容量的百 分之几，电池冗余量也要跟着占电池总容量的百分之几，只有这样才能 使系统后备时间不受影响，达到真正冗余的效果。换个思路考虑，当某台 UPS 主机发生故障 时， 如果将它所配带的电池转移给其它正常的 UPS 使用， 那么系统配置的电池不就没必要冗 余了吗？整个系统的后备时间不是同样不受影响吗？这正是共享电池组 方案的理论基础。 共享电池组方案具有以下优点： 1．节省购买电池的资金投资 系统冗余量占系统总容量的百分之几， 就能节省电池总投资的百分之几。 在电池价格飞 涨的今天，能够节省的这笔费用是相当可观的。同时，电池数量减少了，相应的搬运、安装 等投资也会跟着减少。 2．节省安装空间投资 大批量的电池所占用的安装空间也是很大的，减少了电池数量，也就成比例地减少了安 装空间方面的投资。同时也就减少了房租、装修费、空调配置等方面的投资。 3．节省承重方面的投资 电池组是很重的， 为了解决楼层承重问题， 一般会扩大电池的放置面积或者制做承重支 架。如果减少了电池数量，这方面 8；7787。六六六力量。。了，，5，，7，的投资就会相 应地省去。 % u8 S+ Z9 Z7 e $ 0 {. B T$ k% ^1 M5 l 4 v! t2 w1 \( w) H+ h / _0 \7 g/ `% t. S 4．节省运营成本投资 3 c# Y- L+ T; Y0 j; u8 f. I6 电池数量少了， 系统本身以及房间空调所消耗的电能也就少了， 需要投入的维护成本也 少了，同时还会更加环保。 5．系统扩容比较方便 1 O/ t+ \5 N* [& S+ V# x 对于共享电池组的 UPS 系统， 日后扩容时可以不增加电池， 如果现有电池组的后备时间 还够用，直接增加 UPS 主机就行了。扩容会变得非常简单、方便、节省资金。 6．发挥电池的最大效能，提高电池利用率 1 x& X( F) q O 电池是需要维护的， 如果长期不放电就会失去活性。 对于传统的电池配置方案， 由于 电 池数量较多，停电后电池会小电流放电，电池容量可能还没有放掉多少市电就已经恢复。这 种小电流的浅度放电对电池是没有好处的，久而久之电池性能就会下 降，一旦某台 UPS 坏 掉，其它 UPS 电池的后备时间就会达不到要求。而对于共享电池组方案，由于电池数量相对 较少，停电后电池的放电电流就会比较大，电池 容量也可以放的比较多，这样有利于提高 电池的活性，延长电池寿命。一旦某台 UPS 坏掉，系统的后备时间也不会受到影响，因为电 池不会跟着 UPS 实效而失 效。 ; v! v! y) O# l% N8 l/ o! B 从上面的分析可以看出共享电池组方案具有很多的优点，尤其是在投资、承重、安装空 间等条件受到限制时，这一方案更显示出它的优越性。 三、共享电池组方案需要解决的几个问题 & s4 E7 . p: [9 ]& U$ U 既然共享电池组方案具有诸多的优点， 为什么还没有被普遍的应用呢？为什么很多厂商 平时宣扬自己的 UPS 具有共享电池组功能， 而实际应用时却又不敢建议客户使用呢? 这是因 为并不是每一款 UPS 都可以共享电池组，共享电池组需要一定的技术支持。 对于共享电池组方案，大家比较关心的问题主要有以下几个： 1．直流母排直接相 连，各台 UPS 的整流器会不会受影响？直流母排的电压稳定度能否保证?直流母排的电压涟 波是否够小? 2． 各台 UPS 对电池的均浮充是如何处理的? 3． 共享电池组时“电池 在线测试”功能是否还能使用? 4． 若其中 1 台 UPS 的整流器故障，各台 UPS 将如何动作? 6．如果共享的电池组部分出 5. 若其中 1 台 UPS 的逆变器故障，各台 UPS 将如何动作? 现故障，例如短路时，各台 UPS 如何自我保护? 这些问题直接关系到整个系统的安全性 和稳定性，非常重要，不同的厂家处理方式也不一样，所以选择共享电池组方案时一定要选 择技术实力雄厚，制造经验丰富的 UPS 厂商. 四.台达 NT 系列 UPS 的共享电池组解决方案 台达 NT 系列 UPS 可以多机共享电池组，在串联、并联、双母线架构下都可以采用。目前， 在 上海铁路局调度控制中心有两台 30KVA 的 UPS 共享电池组在正常运行；在九江电信有两 台 320KVA 的 UPS 共享电池组在正常运行； 在山东省委机要局有 两台 40KVA 的 UPS 共享电池 组在正常运行； 在山东电视台有两台 30KVA 的 UPS 共享电池组在正常运行； 在鹰潭电信有三 台 40KVA 的 UPS 共享电池 组在正常运行等等，这些案例从来没有因为共享电池组而发生过 故障。在台达的 UPS 生产线上也都是采用共享电池组方式测试并联机器的。所以说台达 UPS 在共 享电池组方面的技术还是相当可靠的，经验还是非常丰富的。 主要是这样处理以上几个问题的： 台达 NT 系列 UPS 对于问题 1：各台 UPS 的直流母排相连后，整流器 的工作其实是基本不受影响的， 因为各整流器的 SCR 开度受各自驱动信号的控制，铅酸电池回收价格 跟直流母 排是否相连没 有关系，只要直流电压的反馈信号准确及时，驱动信号正确无误，SCR 的工作 也就不会受到影响。所以，12 脉冲整流器、18 脉冲整流器都能够安全稳定的运 行，甚至开 关电源的几十个整流模块都可以直接并联起来安全运行。 更深一步去看，如果控制的 好，整流器并联后不但没有坏处而且还有好处，因为它们可以相互抵消一些低次谐波，使直 流电压涟波更小， 直流电压更加稳定。 台达 NT 系列 UPS 的整流器每台都由一片专门的 CPU 来控制，采集信号准确及时，驱动信号正确无误，抗干扰能力强。UPS 还具有自动均流 功能，不但能 保证每台 UPS 的三相输入电流一致，而且还能调控各并联 UPS 的整流器之间 的电流相差不能太大，否则电流大的 UPS 就会限流保护，以提高整个系统的安全 性。台达 NT 系列 UPS 不论单机运行还是共享电池组，其直流电压稳定度都能达到±1%。 对于 问题 2：台达 NT 系列 UPS 可以根据电池容量大小和负载需要在操作面板上设定电池容量、 均/浮充电压、充电电流、电池低电压告警点、电池截止电压 点等参数。如果共用电池组， 则将操作面板上的“共用电池组” 设定为“YES” ，同时电池容量和充电电流两个参数设 定为电池需要数值的 1/N(N 为主机数量)。 市电停电后， 各台 UPS 开始放电， 再来电时， 如果电池电压低于均充电压点， 则各台 UPS 同时启动均充功能， 当达到截止电压点或者截止 时间时， 各台 UPS 同时转为浮充。 在正常运行时， 如果人为启动单台 UPS 的均充功能， 则该台 UPS 最大以设定的充电电流进行均充， 达到时间后自动转为浮充， 不会对系统造成影 响。 对于问题 3：台达 NT 系列 UPS 共用电池组时，“电池在线测试”功能无效，因为 此时单台检测“电池”是没有意义的。根据需要，也可以修改软件，当启动 其中一台 UPS 的“电池在线测试”功能时，让各台 UPS 同时动作。 对于问题 4：在运行过程中，如 果一台 UPS 的整流器故障了，则故障机会告警，并转到电池工作状态，直到电池组电压降到 330V 时，锁机保护（正常 UPS 的电池保护锁机电压一般为 300V）。其它的 UPS 会一直工作 在正常工作状态，最大以设定的充电电流对电池进行充电。 如果整流器损坏严重，甚 至短路， 则故障机整流器跟直流母排之间相连的保险丝会迅速熔断， 不让单个故障点影响整 个系统。 对于问题 5：在运行过程中，如果一台 UPS 的逆变器故障了，则故障机会告 警，对于并联系统，故障 UPS 会锁闭输出，负载由另外的 UPS 承担。如果另外 的 UPS 超载， 则所有的 UPS 同时转到旁路工作状态，继续给负载供电。对于串联或者双母线系统，故障 UPS 会直接转到旁路工作状态，继续给负载供电。 如果逆变器损坏严重，甚至短路， 则故障机逆变器跟直流母排之间相连的保险丝会迅速熔断，不让单个故障点影响整个系统。 对于问题 6： 台达 NT 系列 UPS 的电池组跟直流母排之间有电磁接触器和保险丝保护， UPS 当 侦测到电池组漏液、电池极性接反、电池电压过低等问题时， 电磁接触器将不吸合，当电 池组短路时，会有保险丝迅速熔断，以保护整个系统。 五. 实施共享电池组方案需要注意 的问题 采用共享电池组方案时需要注意以下两点： 1．尽量避免只共用一组电池 因为这样存在单点故障，一旦这一组电池发生故障，则所有 UPS 都没有电池可用，如果此时 市电停电，整个系统就会停掉。 根据经验，最好是选用 2-5 组电池共享，因为这样既 可以避免电池组单点故障，又可以对电池组均匀充电，延长电池寿命。 2．每台 UPS 和每组 电池都必须有自己独立的控制开关 这样不论哪台 UPS 或者哪个电池组故障，都能够安 全脱离系统进行维修、更换，不会影响整个系统的正常运行，否则就会为以后的维护动作留 下一个大难题。所以在这一点上是绝对不能省的。 六．结论 多机共享电池组方案具有 很多的好处，符合节能、降耗、环保的时代主流，必将引起人们的普遍重视。关键是要选择 安全可靠的 UPS 和合理的安装方案。