2022年UPS电源选择与电池容量计算-7-4.pdf

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1、页脚内容前言：弱电系统中的 UPS 电源的如何选择？市场上那么多的品牌到底该选择什么样的呢？电池如何配呢？正文：一、先确定功率段简而言之，首先就是要确认我们希望UPS 带载的设备的功率，然后就可以确认好 UPS 的功率。 一般来说，我们建议负载功率占到UPS 功率的 30%80% 。如果负载太大的话，如同时启动时可能会造成UPS 电源过载，负载太小时，不但造成了浪费，对电池的性能来说也不好。二、UPS 工作方式目前市场上多见的工作方式有后备式、 在线互动式、在线双变换（线纯在线）这三种，具体如下：（1）后备式的 UPS，不带稳压，市电与电池转换时有转换时间，一般用于个人电脑保护， 或对 UPS

2、 电源性能要求不高的情况下使用，此类型的 UPS 功率段一般较小；（2）在线互动式，不带稳压，市电与电池转换时有转换时间，但有调压功能，一般用于配线间或微型机房，保护服务器及网络设备等，此类型的UPS 功率段一般在 5KVA 以下。（3）在线双变换 UPS，市电与电池转换时无转换时间，无切换时间一般也精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 页脚内容是用于保护服务器或网络设备以及机房里的其他设备，此类型的UPS 功率段从小到大都有，跨度比较

3、大1KVA1000KVA，目前市场上较为多见。以上几种 UPS 电源的性能从高到低依次为：在线双变换、在线互动式、后备式。价格一般与性能成正比。那是不是我们一定要选择贵的UPS 呢？答案是否定的。正如我们的标题， 我们要选择适合自己的UPS。如果是给个人电脑用，那么您选择后备式的UPS 就可以，如果是给服务器用，则应该在在线互动式与在线双变换中来选择，选择应该按以下条件来进行：1、设备要求看您的设备是否需要很高精度的供电，可查看负载设备的铭牌上的标识或询问设备厂家。如需高精度的供电，则需要选择在线双变换的UPS。其次是看负载类型， 有的负载是不允许供电有闪断， 如： 继电器类的设备或开关信号的

4、设备，若您为这种类型的设备配备在线互动式的UPS，那么就有可能在UPS 市电与电池切换时，负载有断电或误动作， 因此对于这类的设备应该选择在线双变换UPS。如果您的设备没有以上两个要求，则可以继续下面步骤。2、当地电网如果当地电网质量相对较好， 也就是说平时电压波动较小， 这个时候就可以考虑选择在线互动式的UPS。但是如果当地电网质量较差，电压波动较大，那么我们建议使用在线双变换的UPS，这是由于这类型的UPS 对市电的适应能力要好于在线互动式。3、UPS 转电池后续航时间精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - -

5、 - - -第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 页脚内容如果您要求较长时间延时， 可以考虑选择标长两用的机器或买不带内置电池的 UPS，这两种 UPS 电源都可以外配原装电池或第三方电池，以达到较长时间延时的目的。4、安装方式一般来说， UPS 电源有两种安装方式，一种是塔式安装，一种是机架式安装，可根据您的机房环境或现场环境来选择，而且还需要注意， 不是所有的 UPS电源都同时支持这两种安装方式，大多数情况下，机架式的UPS 也可以做塔式安装，但塔式的 UPS 不一定能做机架式安装， 因为塔式的 UPS 可能没办法安装导轨。因此，确认好 UPS 功率段及工作方式后

6、一定要确认一下UPS 电源是否可以满足您的安装要求。三、UPS 不同种类电池的优点和缺点一：UPS 常用电池的种类，影响电池寿命的因素，不同种类电池的优点和缺点：在 UPS 应用中的电池共有三种：包括开放型液体铅酸电池，免维护电池，镍铬电池。现 UPS 厂家所配的电池一般为免维护电池，下面以免维护电池为主介绍三种电池的特点：1：开放型液体铅酸电池：此类电池按结构可分为8-10 年，15-20 年寿命两种。由于此电池硫酸电解会产生腐蚀性气体，此类电池必须安装在通风并远离精密电子设备的房间，且电池房应铺设防腐蚀瓷砖。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下

7、载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 页脚内容由于蒸发的原因， 开放电池需定期测量比重， 加酸加水。 此电池可忍受高温高压和深放电。电池房应禁烟并用开放型电池架。此电池充电后不能运输，因而必须在现场安装后充电初充电一般需55-90小时。正常每节电压为2V，初充电电压为 2.6-2.7v 。2：免维护电池：又名阀控式密封铅酸蓄电池，在使用和维护中需遵循下列原则：a：密封电池可允许的运行范围为15 度-50 度 ，但 5 度-35 度之内使用可延长电池寿命。在零下15 度以下电池化学成分将发生变化而不能充电。在20度到

8、25 度范围内使用将获得最高寿命.电池在低温运行将获得长寿命但较低容量，在高温运行将获得较高容量但短寿命。b ：电池寿命和温度的关系可参考如下规则，温度超过摄氏25 度后，每高8.3 度电池寿命将减一半。c：免维护电池的设计浮充电压为2.3V / 节。12V 的电池为 13.8V 。CSB 公司建议每节 2.25-2.3V 。在 120 节电池串联的情况下，温度高于摄氏25 度后，温度每升高一度浮充电压应下调3MV 。同样温度每升高一度为避免充电不足电压应上调 3MV 。放电终止电压在满负荷 (30 分钟)情况下为 1.67V 每节。在低放电率情况下 (小电流长时间放电 )要升高至 1.7V-

9、1.8V 每节，APC SYMMETRA可根据负载量调节充电电压。d:放电结束后电池若在72 小时内没有再次充电。硫酸盐将附着在极板上绝缘充电，而损坏电池。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 页脚内容e：电池在浮充或均充时，电池内部产生的气体在负极板电解成水，从而保持电池的容量且不必外加水。但电池极板的腐蚀将减低电池容量。f：电池隔板寿命在环境温度为30-40 度时仅为 5-6 个月。长时间存放的电池每 6 个月必须充电一次。电池必须

10、存放在干燥凉爽的环境。在 20 度的环境下免维护电池的自放电率为3-4% 每个月，并随温度变化。g：免维护电池都配有安全阀，当电池内部气压升高到一定程度时安全阀可自动排除过剩气体，在内部气压恢复时安全阀会自动恢复。h：电池的周期寿命 (充放电次数寿命 )取决于放电率，放电深度，和恢复性充电的方式，其中最重要的因素是放电深度。在放电率和时间一定时，放电深度越浅，电池周期寿命越长。免维护电池在25 度 100% 深放电情况下周期寿命约为 200 次。i：电池在到达寿命时表现为容量衰减，内部短路，外壳变形，极板腐蚀，开路电压降低。j：IEEE定义电池寿命结束为容量不足标称容量AH 的 80% 。标称

11、容量和实际后备时间非线性关系， 容量减低 20% 相应后备时间会减低很多。 一些 UPS 厂家定义电池的寿命终止为容量降至标称容量的50-60% 。四、如何计算 UPS 所配电池的数量4.1 、蓄电池计算方法：例如一台 40KVAUPS, 直流电压为 384V ，每组为 12V 电池 32 节，如果后备时精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 页脚内容间要求 2 小时，则计算电池的容量为：40000VA*2H/(0.7*384V)=297

12、AH 所以选择 3 组 100AH 电池，共 96 节。电池组的电流为 40KVA/384V=104A，所以电池连线选择50mm2电缆。电池总数 =(功率/ 直流电压 *小时)/ 每块安时 *每组块数其中功率为 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 )：举例来说，配置一台 5K8 小时延时的 UPS，其功率为 5000 ，直流电压为 96V ，每组电池 8 块， 配置 100AH 电池，其所需电池

13、总数为： (5000/96*8)/100*8=32块UPSUninterruptiblePowerSystem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4.2 、UPS 蓄电池配置的计算方法介绍如下：A、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)为单位来精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - -

14、 -第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 页脚内容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 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 0.6 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) B、计算方法1、12V 单体电池的数量 N：N=V 12

15、2V 单体电池的数量为 6N 2、电池工作电流 I：I=P 总V 3、实际电池容量 C：C=I T Kh 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N=36V 12V=3 节I=1000VA 36V=28A C=24A 4H0.9=124AH 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 、精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 页脚内容200Ah 等。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - - -