UPS电池容量的简便计算方法.docx

UPS电池容量的简便计算方法.docx

《UPS电池容量的简便计算方法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《UPS电池容量的简便计算方法.docx（20页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

UPS电池容量的简便计算方法

UPS电池容量的简便计算方法

[导读]在用户和厂商的交流中,常常提到这样的情况:

根据UPS的输出容量和所要求的后备时间,需快速、粗略地给出相关电池的配置。

此时可用UPS电池容量的简便计算方法迅速做出。

　　在用户和厂商的交流中,常常提到这样的情况:

根据UPS的输出容量和所要求的后备时间,需快速、粗略地给出相关电池的配置。

此时可用UPS电池容量的简便计算方法迅速做出。

　　1、对于109Ah•块/kVA设计寿命10年的UPS电池容量的算法

　　使用时按下列公式计算:

　　所需电池容量（Ah）=UPS容量（KVA）×109（Ah.块）/KVA/每组电池块数

　　例如:

一台120kVA的UPS,每组电池32块,要求后备时间60min（即1h）。

则所需电池容量为

　　120kVA×109Ah•块/kVA=13080Ah•块,13080Ah•块/32块=409（Ah）,即可选12V,100Ah电池4组（32块/组）。

注意:

实际后备时间不足60min（欠缺一点）。

　　如果每组33块,则13080/33=396Ah,同样可选12V、100Ah电池4组（33块/组）。

注意:

实际后备时间超过60min（超出一点）。

　　如果要求后备时间为30min,则109×120=13080Ah•块,13080/32=409Ah,409/2=205Ah。

　　由于电池的放电功率与放电时间不是线性的,即不能只简单除以2,还需乘以修正系数,见表1,因此205×1.23=252Ah。

即可选12V、65Ah电池4组（32块/组）。

注意:

实际后备时间超过30min（超出一点）。

　　如果要求后备时间20min,则409/3=136Ah,还需乘以修正系数,见表1,136×1.41=192Ah,即可选12V、65Ah电池3组（32块/组）。

注意:

实际后备时间超过20min（超出一点）。

　　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。

原文出自【比特网】，转载请保留原文链接：

原文出自【比特网】，转载请保留原文链接：

山特UPS电池配置的计算方法及其使用和维护

长延时UPS电源电池配置的计算方法      对于使用者来说，怎样去配置长延时UPS电池容量是一个必须了解的问题，放电电流的大小与电池的实际容量关系颇大，蓄电池的放电时间定义为：

当蓄电池以规定的放电电流进行恒流放电时，蓄电池的端电压下降到所允许的临界电压（终了电压）时所经过的时间。

比如12V24AH/20RPanasonic电池以0.4C放电时，可提供使用的效率（容量）为73.3％，可放电2小时，而以7C放电时，可提供使用的效率（容量）为4％，放电时间50秒。

因此，要计算UPS电源的时间必须先计算出放电电流，再通过查验厂家提供的放电时间表计算出准确时间。

  计算放电电流的公式是：

  放电电流=UPS容量（VA）负载功率因素/（逆变器效率*UPS终止电压）  以山特10KVA为例：

 ?

UPS容量：

10KVA ?

UPS输出功率因素：

0.8 ?

UPS终止电压：

单只电池终了电压×UPS电池组电池个数=10.5V×16只=168VDC ?

逆变器效率：

0.85  注意：

电池的能量并非都能直接提供给负载，它还包含了把电池能量转换为负载可使用的能量的转换效率，即逆变器效率。

 ?

放电电流=10000VA*0.8/（0.85*168）V=56A ?

查表  可查询不同AH的电池在同样放电电流下的使用时间，以求得自己所要求合适容量的电池，在这里提出一点，以上我们的计算都是认为UPS为满负载，对用户而言，重要的是了解在实际负载下UPS电源提供的实际使用时间，从经济和实用的角度而言，了解自己的负载数量，计算一个实际放电电流再查表方是正确做法。

蓄电池使用及维护  免维护电池所指的是电池的内环境无需维护，而不是说可以任意使用，因此，在以下几个方面应加以注意：

 ?

为了保证电池良好的工作状态，对于长期搁置不用的蓄电池必须每隔一定时间充电一次，以达到激活电池的目的，恢复电池原有的容量数。

另外，特别应注意的是，对于运行于供电质量高、很少发生停电的UPS电源来说，也应每隔一定的周期（3个月）人为地中断交流电的输入，使电池放电至少在UPS电池组可提供时间的一半，再重新充电，这样会延长电池的使用寿命。

 ?

对于不同容量的电池，绝对不可以在同一组中串联混合使用，应特别注意的是，对于不同容量的电池，并联使用也是很不好的，这样会大大降低电池的使用寿命，很简单地说，不同容量的电池组并联使用时，由于放电电流的不同分配，放电速率则对于它们来说一定是不同的，但由于并联关系又会产生相互补充的关系，在充电时亦会是同样情况，因此，并联使用的方法是不科学的。

 ?

以上我们说过，大电流放电对电池的影响是很不好的，那么是否越小的电流放电就越好呢?

答案是否定的。

我们知道，放电电流小，电池可以放电的深度就深，当放电深度大于某一程度时，电池则很容易死掉，失去回复能力。

这再次说明用户在使用长延时UPS时，对于电池容量的计算应是以实际负载为准，而非是以满负载计算来量度，也就是说并非UPS容量和电池容量越大越好。

 ?

对UPS电池来说，温度亦是一个非常主要的因素，当环境温度每升高8摄氏度时，电池的寿命会降低一半，而在使用时，当环境温度下降时，电池所提供利用的容量，即安时数也会明显的下降。

因此，在低温下使用UPS电源时，备用时间的考虚应有温度因素，所以对UPS电池使用时保持室温（指25摄氏度）也是十分必要的。

在用户和厂商的交流中,常常提到这样的情况:

根据UPS的输出容量和所要求的后备时间,需快速、粗略地给出相关电池的配置。

此时可用UPS电池容量的简便计算方法迅速做出。

1、对于109Ah•块/kVA设计寿命10年的UPS电池容量的算法

使用时按下列公式计算:

所需电池容量（Ah）=UPS容量（KVA）×109（Ah.块）/KVA/每组电池块数

例如:

一台120kVA的UPS,每组电池32块,要求后备时间60min（即1h）。

则所需电池容量为

120kVA×109Ah•块/kVA=13080Ah•块,13080Ah•块/32块=409（Ah）,即可选12V,100Ah电池4组（32块/组）。

注意:

实际后备时间不足60min（欠缺一点）。

如果每组33块,则13080/33=396Ah,同样可选12V、100Ah电池4组（33块/组）。

注意:

实际后备时间超过60min（超出一点）。

如果要求后备时间为30min,则109×120=13080Ah•块,13080/32=409Ah,409/2=205Ah。

由于电池的放电功率与放电时间不是线性的,即不能只简单除以2,还需乘以修正系数,见表1,因此205×1.23=252Ah。

即可选12V、65Ah电池4组（32块/组）。

注意:

实际后备时间超过30min（超出一点）。

如果要求后备时间20min,则409/3=136Ah,还需乘以修正系数,见表1,136×1.41=192Ah,即可选12V、65Ah电池3组（32块/组）。

注意:

实际后备时间超过20min（超出一点）。

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。

【编辑推荐】

1.机房UPS供电系统设计方案探讨

2.UPS常识十五问

3.模块化UPS：

让机房年耗电量节约近3万度

UPS后备蓄电池容量计算方法

作者：

高存智  发文时间：

2008-03-2816:

05  来源：

中达电通股份有限公司

　　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   电池组的最底电压

　　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。

UPS后备蓄电池容量计算方法介绍

收集者：

小路  发布于：

  发布时间：

2009-12-1619:

46:

06  发布人：

小路

减小字体增大字体

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

C10 蓄电池10小时率容量     

KCh 容量换算系数（1/h）---------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，电池的容量换算表（25℃）（表1）

   在UPS系统中，多数情况负荷容量是保持不变的，而电池组随着放电时间逐渐降低的，根据P=UI可知电池组放电电流逐渐增大。

为了计算方便，我们选择蓄电池组的最大工作电流为我们的计算数据。

具体计算如下：

Imax 电池组提供最大电流     Umin   电池组最底工作电压值

Imax={P（VA）*Pf}/（η*Umin）

C10=I/KC

   估算法在计算的公式我们可以看出，由于采用了Umin----电池组最低工作电压值，所以会导致要求的蓄电池组的安时容量偏大的局面。

这是因为当蓄电池在刚放电时所需的放电电流明显小于Imax的缘故。

按目前的使用经验，可以再计算出C10值的基础上再乘以0.75校正系数。

3．电源法

   该方法是在所介绍的UPS后备蓄电池容量计算方法中唯一标准（通信电源设备安装工程设计规范YD/T5040-2005）支持的方法。

此方法是仍旧是电力公式与蓄电池容量概念的结合方法来确认蓄电池的容量，不过该方法比估算法更全面考虑UPS电池在整个服役期间的电池状态，在电池运行环境温度变化交大时，更能准确计算出电池的容量。

具体计算方法如下：

I=（P（VA）*Pf）/µU

Q≥KIT/H（1+A（t-25））

I电池组电流                  Q电池组容量（ah）  

K电池保险系数,取1.25        T电池放电时间

H电池放电系数，见图3        U蓄电池放电时逆变器的输出电压（V）（单体电池电压为1.85V时）

A电池温度系数（1/℃）当放电小时率≥10时，取0.006，当1≤放电率＜10时，取0.008，当放电率＜1时，取0.01。

t实际电池所在地最低环境温度值，所在地有采暖设备时，按15℃考虑，无采暖设备时，按5℃考虑。

   此方法比较全面的考虑环境因数以及蓄电池容量衰减，UPS满荷使用机率较大，以及重要使用场合选用此方法计算配置电池容量。

举例说明：

   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。

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（图2）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。

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*Umin）=（80*1000*0.8）/（0.95*300）

 =224.6（A）

查中达电通DCF126系列蓄电池不同放电时率不同放电终止电压下，电池的容量换算表（25℃）（表1）可知KCh=0.98.

C10=I/KCh=224.6A/0.98=229（Ah）

   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:

可选用1组172h电池可以满足负载的使用，根据中