UPS电池容量的计算方法.docx

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UPS电池容量的计算方法

UPS电池容量的计算方法..

UPS电池容量的计算方法

一般UPS配置以一下公式计算:

UPS电源视在功率（VA）×功率因素×延时时长（小时数）÷UPS电源启动直流电压÷逆变器效率=所需电池安时数（AH）

功率因数一般取0.8，逆变器效率一般取0.9，UPS电源启动直流电压根据不同型号而不同。

计算出了所需的安时数后，再根据UPS启动直流电压和实际使用的电池的安时数决定电池进行串联和并联。

例如：

电池安时数=60000×0.8×0.5÷192÷0.9=138.88AH

UPS/EPS电池时间计算方法

一、UPS电池时间计算方法

计算蓄电池的最大放电电流值：

          I最大=Pcosф/（η*E临界*N）

注：

P→UPS电源的标称输出功率

      cosф→UPS电源的输出功率因数（UPS一般为0.8）

      η→UPS逆变器的效率，一般为0.88~0.94（实际计算中可以取0.9）

      E临界→蓄电池组的临界放电电压（12V电池约为10.5V，2V电池约为1.7V）

      N→每组电池的数量

根据所选的蓄电池组的后备时间，查出所需的电池组的放电速率值C，然后根据：

          电池组的标称容量=I最大/C

时间与放电速率C

30分钟  60分钟  90分钟  120分钟  180分钟

0.92     0.61    0.5      0.42       0.29

例如

P=300KVA延时30分钟

逆变器启动电压：

U=360

电池额定电压：

U1=12V

每组电池数量：

N=U÷U1=360÷12=30节

电池的最大放电电流：

Imax=P×cosф÷（η×N×E）

=300000VA×0.8÷（0.9×30×10.5）

=846A

电池组的标称容量=846÷0.92=919AH

电池组的总容量=919AH×30节×12V=330840AH

需要用电池150AH30节6组，电池柜6个，尺寸800*900*2000

300KVAUPS尺寸为1800*1250*1800

电池放出容量=负载的有功功率×支持时间/（电池电压×UPS逆变效率）

=300000×0.8*0.5/（360*0.9）

=370

二、EPS电池时间计算方法

计算蓄电池的最大放电电流值：

          I最大=Pcosф/（η*E临界*N）

注：

P→EPS电源的标称输出功率

      cosф→EPS电源的输出功率因数（EPS一般为1`）

      η→UPS逆变器的效率，一般为0.88~0.94（实际计算中可以取0.9）

      E临界→蓄电池组的临界放电电压（12V电池约为10.5V，2V电池约为1.7V）

      N→每组电池的数量

根据所选的蓄电池组的后备时间，查出所需的电池组的放电速率值C，然后根据：

          电池组的标称容量=I最大/C

时间与放电速率C  

30分钟  60分钟   90分钟  120分钟   180分钟

0.92C    0.61C      0.5C       0.42C       0.29C

例如

EPSYSJ-300KW延时30分钟

电池的最大放电电流1058A=

标称功率300000W×1÷（0.9效率*30节*10.5V每节电池放电电压）

电池组的标称容量=1058÷0.92C=1150AH

因此需要用电池150AH30节7组电池柜7个尺寸800*900*2000

UPS电源计算公式及电池配置方法

1、技术性能；2、质量保证；3、服务保证；4、产品价格。

如何确定您需要何种类型的UPS不间断电源呢？

通常，个人办公及家庭用户可以考虑后备式机型，如山特后备式UPS电源价格低廉，外形轻巧，是个人电脑的理想伙伴。

有着很高的性价比；对于中小型系统的网络用户、服务器或精密仪器等，则多用在线式或在线互动式UPS不间断电源，能较好地抵抗来自电网上的各种侵害，其功能完善，并大多具有智能监控和网络连接功能，实现远程控制和智能化管理。

对于大型的重要设备和系统，大功率的山特在线式UPS提供稳定的电源保护必不可少。

具体如何确定所需的功率（VA）大小？

则需列出所有需要保护的设备，别忘了显示器、终端、外挂硬盘。

每一设备的电压及电流数据可在背板上找到，把两者相乘即可得VA值。

有些设备用瓦特表明电能需要，见瓦数乘以1.4即可得大致的VA值。

对于整体设备的功率则以其额定数为基准。

把所有设备的VA值汇总，将汇总值加上百分之三十的扩充容量，以备系统升级时用。

如何配置后备延时时间？

由于系统和设备的不同，选取的UPS电源型号和配置也不同。

标准性UPS本身机内自带电池，在停电后一般可继续供电几分钟至几十分钟；而长效型UPS配有外置电池组，可以满足用户长时间停电时继续供电的需要，后备时间可以设计为数时分钟到十几个小时或更长。

一般长效型UPS备用时间主要受电池成本、安装空间大小以及电池回充时间等因素的限制。

一般在电力环境较差，停电较为频繁的地区采用UPS与发电机配合供电的方式。

当停电时，UPS不间断电源先由电池供电一段时间，如停电时间较长，可以启动备用发电机对UPS继续供电，当市电恢复时再切换到市电供电。

电池供电时间主要受负载大小、电池容量、环境温度、电池放电截止电压等因素影响。

根据延时能力，确定所需电池的容量大小，用安时AH值的来表示，以给定电流安培数时放电的时间小时数来计算。

一般UPS配置用以下公式计算：

UPS电源功率（VA）×延时时间（小时数）÷UPS电源启动直流电压=所需蓄电池安时数（AH）

以山特C3KS延时4小时为例我们来计算下：

注：

山特C3KS的启动直流为：

96V

3000伏安×4小时÷96V=125AH  

 现在的山特ups一般都用松下全密封的免维护铅酸蓄电池作为储能装置，电池容量的大小由“安时数（AH）”这个指标反映，其含义是按规定的电流进行放电的时间。

相同电压的电池，安时数大的容量大；相同安时数的电池，电压高的容量大，通常以电压和安时数共同表示电池的容量，如12V/24AH、12V/38AH、12V/65AH、12V/100AH。

 结果是需要125AH的ups电池才能满足4小时的供电，但是普通蓄电池一般没有容量为125AH的一组8只（因为C3KS的启动直流是96V-（UPS在出厂时的标准直流电压）一般蓄电池大都为12V直流，96V（UPS启动直流电压）÷12V（蓄电池直流电压）=8所以以8只电池为一组）ups蓄电池

我们可以选择一组100AH电池来对其进行配置：

其延时时间为：

100AH（蓄电池容量）×96V（UPS启动直流）÷3000V（UPS电源功率）=3.2小时

也可以选择2组（16只）65AH的UPS蓄电池并联进行配置!

其延时时间为:

65AH×2×96V÷3000VA=4.16小时

美国山特UPS电压在出厂时的标准启动直流电压：

山特UPS电压输出功率因数均为0.7；如山特C1KS最大支持负载功率为：

1000V×0.7=700W,所以山特C1K的最大支持负载为700W，依此类推！

！

（注：

一般为了能够更好的使用UPS，建议UPS电源最好不要无负载/满载或超载使用，UPS电源最好的负载功率是其标准负载的70%-80%左右，如C1K最好带的负载为500-600（w）的负载！

这样能够更好的发挥UPS电源本身的优势特点及延长UPS电源使用寿命！

）

计算原理

"查阅UPS的技术说明书，确定电池电压（额定电压）

"计算所需的电池容量（安时数）

a.基本公式：

负载的有功功率×支持时间=电池放出容量×电池电压×UPS逆变效率

其中：

负载的有功功率=负载总功率×负载的功率因数

     UPS逆变效率≈0.9

     电池放出容量=电池标称容量×电池放电效率

     电池放电效率与放电电流或放电时间有关，可参照下表确定：

放电电流 2C    1C  0.6C.4C .2C  0.1C 0.05C

放电时间12min 30min  1h 2h  4h    9h  20h

放电效率0.4   0.5  0.6 0.7  0.8  0.9   1

b.计算公式：

负载的有功功率×支持时间=电池放出容量×电池电压×UPS逆变效率

c.计算举例：

例：

负载总功率3000VA，负载功率因数0.7，UPS电池电压96V，要求支持时间1小时，求应选用的电池容量。

计算：

3000（VA）×0.7×1（h）=电池放出容量×96×0.9

得出：

电池放出容量=24.3（Ah）

电池标称容量=24.3/0.6=40.5（Ah）

结果：

可选用38Ah的电池（12V/38Ah电池8块）

计算实例

题目：

2KVA 要求1小时，配电池？

AH ？

块

1、 该UPS要求直流输入电压96V（固定的），因为1块电池的标准电压是12V。

所以配8块

l      配电池大小的计算方法公式。

设需要？

安时的电池。

2000VA*1（小时）*0.7=？

 （ah） *12（v）*8*0.9  解得  ？

=26

电池标称容量=16/0.6=26（Ah）

所以配24AH电池8块

注：

有效W=VA×功率因数  功率因数f=0.6~0.8

实际所有负载的总和∑Pi=可得到实际负载容量P×f

在线式UPS的电源效率一般能够达到90％以上

2、        问题：

10KVA 要求1小时，配电池？

AH ？

块

其它情况,以此类推。

2、对于126Ah•块/kVA设计寿命五年的UPS电池容量的算法

计算方法和需乘以修正系数与前述完全一样,只是要把上式中的109换成126。

如果计算时间是一小时以上,要在按上述计算后再除以一个修正系数,见表2。

例如:

前例的后备时间是3h,则109×120=13080Ah•块，13080/32=409Ah，409×3=1227Ah；还需除一个修正系数，1227/1.25=982Ah。

按照能量守恒原理,以上方法对于三相/单相或单相/单相UPS是一样的。

如APC的秀康UPS,需正负两组（32块/组）电池,计算方法是一样的。

注意“安时•块”的概念。

一般中大功率的UPS所配每组电池都是32块;电池并联数最好不要超过4组,以免影响电池组的均流和充电效果。

由上述可见,一般来说,只要记住109（或126）和1.23这三个数字就够用了。

以上是快捷的粗算,不很精确。

要想得到精确的结果,应参照电池厂家给出的电池放电特性。

UPS后备蓄电池容量计算方法

一。

概述：

　　正确的选择UPS后备电池容量，对UPS的正常运行至关重要。

电池容量选择偏小不仅不能满足UPS后备时间，还会因电池放电倍率太大，严重影响电池的性能及使用寿命，同时给系统的稳定运行带来极大的隐患。

　　蓄电池容量（ah）是指在标准环境温度下，电池在给定时间指点终止电压时，可提供的恒定电流（A）与持续放电时间（h）的乘积。

在确定了UPS的品牌和后备时间下。

可以根据蓄电池品牌样本数据中提供的恒功率放电数据表或者横流放电曲线，通过功率法，估算法以及电源法等计算方法来计算确定蓄电池的型号和容量。

　　二。

UPS后备蓄电池容量计算方法介绍：

　　1.恒功率法（查表法）

　　这种方法比较简便，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。

首先计算在后备时间内，每个2v单体电池至少应向UPS提供的恒功率。

　　计算步骤：

　　P（W）={P（VA）*Pf}/η

　　Pnc=P（W）/（N*n）

　　我们可以在厂家提供的Vmin下的恒功率放电参数表中，找出等于或者稍大于Pnc的功率值，这一功率值所对应的型号即能够满足UPS系统的要求。

如果表中所列的功率值均小于Pnc.可以通过多组电池并联的方式达到要求。

　　2.估算法

　　这是根据蓄电池的恒流放电曲线来确定蓄电池容量和型号的方法，首先计算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）

　　可以根据UPS要求的后备时间从电池恒流放电曲线中查出放电速率n，然后根据放电速率的定义：

n=Imax/C10，得出配置蓄电池的额定容量C10并确定电池型号。

　　中达电通DCF126系列蓄电池不同放电时率不同放电终止电压下，

　　3.电源法

　　该计算方法是国家性息产业部为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）

　　三。

方法举例说明

　　例：

台达NT系列80KVA UPS后备时间30min，选用中达电通DCF126-12系列电池。

计算电池容量？

　　台达NT80KVAUPS直流终止电压为300V及U临界=300V，直流电压为348V电池组选用29只12V电池，故N=29，n=6，U终压=1.75vUPS的功率因子Pf=0.8，逆变器转换效率η=0.95.中达电通DCF126-12系列电池放电30min终止电压1.75V/CELL是放电速率？

=0.98（以上数据均应用台达UPS和中达电通DCF126电池性能技术参数）

1.恒功率法

　　P（W）={P（VA）*Pf}/η

　　={80*1000*0.8}/0.95=67368.4（W）

　　Pnc=P（W）/（N*n）

　　=67368.4/（29*6）=387.2（W）

　　查中达电通DCF126-12系列电池恒功率表可知

　　DCF126-12/120电池终止电压为1.75v时放电30min电池提供功率为217W（引用中达电通DCF126电池型录恒功率放电特性表）。

　　电池组数量=387.2／217=1.78

　　即：

选用2组120ah，计58节120ah电池。

　　2.估算法

　　Imax={P（VA）*Pf}/（η*U临界）=（80*1000*0.8）/（0.95*300）

　　=224.6（A）

　　Q=Imax/ Ø=224.6A/0.98=229（Ah）

　　30min电池的？

电池放电系数为0.98（引用中达电通DCF126电池不同放电时率不同放电终止电压下，电池的放电速率表）

　　因电池组在实际放电过程中，放电电流明显小于Imax的缘故，按照使用经验，可在计算的基础上再乘0.75校正系数。

故需要电池安时数为229*0.75=172（Ah）

　　即：

选用2组100ah，计58节100ah电池。

　　3.电源法

　　Imax={P（VA）*Pf}/（η*U临界）=（80*1000*0.8）/（0.95*300）

　　=224.6（A）

　　Q≥KIT/{Hηk（1+A（t-25））}

　　≥1.25*224.6*0.5/{0.4*0.8（1+A（t-25））}

　　≥438ah

　　30min电池的容量换算系数取0.4，（引用中达电通DCF126电池不同放电时率不同放电终止电压下，电池的容量换算表），温度为25℃。

　　因电池组在实际放电过程中，放电电流明显小于Imax的缘故，按照使用经验，可在计算的基础上再乘0.75校正系数。

故需要电池安时数为438*0.75=328.5（Ah）

　　即：

选用3组120ah，计87节120ah电池。

　　4.恒流法：

　　Q=P×T/K×V×η=（80*1000*0.8*0.5）/（0.47*348*0.95）=206AH

　　即选择12v100ah电池2组，即可满足使用。

　　从计算结果可以看出，选用不同的计算方法，计算结果不同。

可以看出电池配置容量结果：

电源法＞恒功率法＞恒流法＞估算法。

　　四。

附表：

　　五。

结论

　　UPS后备蓄电池的容量计算方法很多，我们很难说出那种计算方法是最准确的，各种计算方法各有侧重点，在实际应用中需要综合考虑蓄电池的使用情况，UPS所带负载情况以及应用的场合来选择适合的电池容量计算方法。

中大蓄电池组装提醒如何选择UPS电源

    随着信息处理技术和微电子等精密技术的蓬勃发展，对供电系统质量和可靠性的要求也越来越高。

因此，急需一种电压稳定、能同步跟踪电网频率、高可靠性的交流不间断电源，UPS电源便应运而生。

UPS电源主要是交流—直流—交流变换系统。

当交流电正常时,将交流整流为直流后,一方面给蓄电池充电,一方面经逆变将直流重新转换为交流给负载供电。

当交流电中断时,蓄电池的直流电立即经逆变转换为交流给负载供电，以保证供电的连续性。

而UPS系统中的蓄电池是重中之重，它的选择与维护就变得非常重要。

　　2UPS蓄电池的选择

　　2.1蓄电池的选用步骤

　　依照UPS电源中蓄电池充电回路电压选用蓄电池的额定电压。

　　如果UPS电源中蓄电池充电回路电压为110V，该值为96V蓄电池组的浮充电压，可选用额定电压12V的蓄电池8节。

该蓄电池放电终止电压Ei为85V。

　　计算蓄电池组的最大放电电流Imax=（PxCosφ）/（ηx电池组总电压）。

　　式中：

P为UPS电源的额定视在功率;Cosφ为负载的功率因数;η为逆变器的效率。

由放电特性曲线的横轴延时时间要求和纵轴放电终止电压查出放电速率XC。

　　计算蓄电池组的安时数C1。

　　C1=Imax/XC

（2）

　　由温度特性曲线的横轴最低温度要求和放电速率，在纵轴上查得可用的电池容量百分数Y。

　　计算最终蓄电池组的安时数C2，

　　CC=C1/Y（3）

　　2.2计算示例

（1）已知条件

　　UPS电源的额定视在功率P为1kVA;

　　负载的功率因数COSφ为0.8;

　　逆变器的效率η为0.8;

　　选用额定电压12V的蓄电池8节，该蓄电池组的放电终止电压Ei为85V。

（2）要求

　　在UPS电源的使用温度范围（-10℃-40℃）内，UPS电源由蓄电池供电的时间不小于1h的条件下，选择蓄电池额定安时数。

　　（3）蓄电池额定安时计算

　　①将以上已知条件带入式

（1）求得Imax≤11.76A;

　　②由放电特性曲线的横轴延时时间要求1h和纵轴放电终了电压85V，查出放电速率XC=0.5C;

　　③将Imax和XC值带入公式

（2），计算蓄电池组的安时数C1=23.52Ah;

　　④由温度特性曲线的横轴最低温度要求-10℃和放电速率0.5C在纵轴查出可用的电池容量百分数Y=50%;

　　⑤将蓄电池组的安时数C1和可利用的电池容量百分数Y值带入式（3），计算最终蓄电池组的安时数C2=47.04Ah;

　　⑥在上述已知条件和使用要求时，应当选择蓄电池组的额定安时数为50Ah。

　　由于蓄电池的特性因厂家不同而有差异，具体选用时必须依照厂家提供的说明书进行

UPS后备蓄电池容量计算方法介绍 

概述

       在很多的技术文章中经常这样描述蓄电池在UPS系统的重要性：

蓄电池是UPS系统中的一个重要组成部分，它的优劣直接关系到整个UPS系统的可靠程度。

但很少关注蓄电池配置问题，正确的选择UPS后备电池容量，对UPS系统的正常运行也是至关重要的。

电池容量选择过大造成投资的浪费，容量选择偏小不仅不能满足UPS后备时间，造成安全事故，还因电池放电倍率太大，严重影响电池使用性能，寿命。

       UPS后备蓄电池容量计算方法很多，各行各业都有相应的计算方法选择的侧重点，下面收集行业中常用的几种计算方法，供大家参考。

同时我们注意到现有部份行业中UPS系统的负荷当电力出现问题时，负荷会分时段变化，此类系统中蓄电池容量的计算与选择也是众说纷纭，在此提供我们的计算方式供大家讨论。

UPS后备蓄电池容量计算方法介绍 

       首先我们需要明确一下蓄电池容量的概念，根据YD/T799-2002标准定义，蓄电池容量（AH）是指在标准环境温度下（25℃），电池在给定时间指点终止电压时（1.80v），可提供的恒定电流（0.1C10）A与持续放电时间（10h）H的乘积（I*T）。

       确定了UPS和蓄电池的品牌和UPS系统的后备时间，我们可以根据蓄电池的放电性能参数，通过功率法，估算法以及电源法等计算方法来计算确定蓄电池的型号和容量。

在UPS系统中,市电正常时，市电为能量源，UPS为能量转换设备，蓄电池为能量储存，后接负荷为能量消耗源，市电出现问题时，蓄电池作为能量源，UPS为能量转换设备，后接负荷仍为消耗源。

电力常用计算公式为W=UIt，P=UI。

在电池作为能量源时同样适用，也是所有UPS后续蓄电池容量计算的依据所在。

1.恒功率法（查表法）

该方法是能量守恒定律的体现，蓄电池提供的功等于后者稍大于负荷消耗功。

W负荷≤W电池，P负荷≤P电池

P负荷={P（VA）*Pf}/η

P电池=电池实际试验的恒功率数据

P负荷  电池组提供的总功率        P（VA）UPS标称容量（VA）

Pf    UPS功率因子                η     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   电池单体终止电压

具体计算步骤如下：

P负荷={P（VA）*Pf}/η

Pnc=P负荷/（N*n）

       我们可以在厂家提供的如图2所示Vmin下的恒功率放电参数表中，找出P电池等于或者稍大于Pnc的功率值所对应的型号蓄电池。

如果表中所列的功率值P电池均小于Pnc。

可以通过多组电池并联的方式达到要求。

恒功率法（查表法） 是UPS蓄电池容量计算的最常用方法，蓄电池容量及型号的确定是根据对应型号蓄电池实际试验数据得来的，电池放电功率数据有限，不能满足所有放电时间下的电池容量计算。

不同电压等级电池和同电压等级不同容量电池因提供的恒功率与电池容量值没有线性关系，故不同电压等级和容量不可简单的数字换算来配置，需要严格按照提供的恒功率来配置。

不同品牌蓄电池的产品性能存在差异，放电参数相差较大，顾同容量不同品牌电池也不可以互换。

蓄电池恒功率数据都来至与新电池试验数据，恒功率法（查表法）并没有考虑蓄电池的折旧以及温度的变化，顾该方法适用于UPS蓄电池运行环境稳定，且UPS负荷长时间在额定容量80%以下运行时选用。

2．估算法

       该方法是和电力公式和蓄电池容量概念的体现。

根据已经确定的UPS品牌及型号，我们可知蓄电池组最低电压Umin。

I电池=W电池/（U电池*T）=P电池/ U电池

C10= I电池/KCh