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蓄电池的选择计算
UPS用蓄电池的选择计算
1、  前言
电网提供的电源使用方便、经济,但供电质量要受到各种因素的影响,例如:自然界的雷电、大容量电动机的启动、功率因数补偿电容器的切换等,都会影响到供电质量,造成电压波动、脉动干扰乃至供电中断等问题。非线性负载的大量接入更增加了电网的谐波含量,通过电网产生大范围的电磁干扰与污染。这些都会扰乱计算机、通讯设备和各种控制系统的正常工作,导致数据丢失,控制失误,造成无可挽回的损失。目前电网急迫需要一种稳定可靠的电源为止提供保证。UPS(Uninterruptable Power System)由此在供电系统变得越来越普遍,一个设计良好的UPS供电系统能给负载能够提供优质电源,然而在实际应用中,许多问题又往往是UPS供电系统本身引起的。其中UPS中的蓄电池容量的选择就是比较明显的问题,为保证电网停电时,也能利用UPS电源继续向计算机提供高质量供电,后备电池的配置尤为重要。当负载不允许被中供电时,UPS电池后备时间应大于从市电中断到恢复的时间或到发电机组正常供电所需时间(前级供电系统配有发电机组),如果后备时间较长,则应配置外接的长延时的电池组,合理的选择电池容量可以节省资金以及使用场地。因此,如何合理的选择蓄电池的容量也越来越成为大家关注的问题。
2、  选择方法
2.1、选择原则
由于UPS用蓄电池的备用时间一般较短,应选择电池厂商推荐的系列或短时放电能力强的蓄电池,选择UPS的蓄电池包括电池型号、电池数量及电池容量。
2.2、选择UPS用蓄电池的原始数据
1)        UPS的整机额定容量:P(kVA);
2)        UPS输出负载功率因数(未提供一般按0.8);
3)        UPS蓄电池备用时间:小时(h);
4)        UPS蓄电池允许直流****电压: Vmin(V);
5)        UPS蓄电池允许直流****电压:Vmax(V);
6)        UPS整机直流变换交流(逆变部分)变换效率: (%)。
2.2、选择方法一
本选择方法按能量守恒的原则计算,需要电池厂商提供某种蓄电池在某一放电终止电压下持续不同时间所能连续输出的恒定功率参数。
电池只数的选择n
2.3、计算方法二:(仅供参考)
此方法在要求时间内和给定的终止电压下电池能持续放出的电流为依据选择:
电池数量计算同方法一。
电池容量计算
计算蓄电池的放电电流
蓄电池放电电流(Idc)=
计算出此值以后对于日本电池一般有一个折算系数K,此值为根据放电时间,蓄电池的****温度及允许的****电压(电池厂商定的一个值)。
蓄电池的容量=Idc×K
如果电池厂未提供K值,一般会提供一个在规定的放电终止电压和规定的放电时间所能提供的持续放电电流值,查表找略大于Idc的值,对应的蓄电池型号即可。
此种计算方法中,关键为选择蓄电池平均电压此值不易选择,东芝选定为1.8V,但此值亦不太严谨,建议用1.85~1.9V。
 
3、  应用实例
如我公司引进东芝power start系列UPS
Vmin=288V      Vmax=414V
若电池放电终止电压取1.6V/cell
电池充电电压取2.275V/cell(考虑温度因数)则:n=180只。
提高电池放电终止电压应减少电池只数。对于不同电池只数,UPS应设置不同的充电电压值,否则可能充坏电池,故对UPS一般按厂家推荐的电池只数,否则修改其充电部分的参数。
电池容量的计算
计算出每个电池需要的持续放电功率
---单体电池的放电功率;
P---UPS的功率(VA);
---UPS DC→AC的转换效率;
n---电池单体数。
计算出Pc后按设定的电池放电终止电压和要求的备用时间查出稍大于Pc的值,此值对应的蓄电池即为要选用的蓄电池。
注意:Pc为单体,对于非2V单体的电池,其表中给出为单只电池的放电功率,需折合为单体电池的持续放电功率。
条件:UPS 50KVA,备用时间0.5h,UPS直流****电压288V,UPS直流****电压414V,蓄电池放电终止电压1.6/cell,cell总数180cell;
计算电池只数:       
选n=180只,则:  
此2.3V能保证电池正常均充,故选n=180只,以引进东芝power start UPS为例,其DC→AC效率为0.915
= 242.8
对照不同电池在1 .60V终止电压时放电的,
若选用阳光电池A706系列,则选用A706/140,其30分钟放电功率735/3=245>242,可用。
若选用L系列,查表L406/110 30分钟放电功率为731W,L406/110为6V电池,则每单体的为731/3=243.6>242。可用。
注意:若UPS要求的备用时间较长,则电池的放电终止电压不应丙按1.6V/cell来选择,应提高放电终止电压(相当于适当放大一定的容量)。
 
 
  

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