UPS配电池计算(共4页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上UPS配电池计算说明1 概述 为UPS配电池，有多种计算方法。有的方法不依赖电池的放电参数即可进行计算，属于估算法，配置出来的电池偏大，成本自然就高。我们追求的是精确的为UPS配置电池，既能满足UPS的配置要求，又使得成本最低，有利于销售。 2 最简单情况下的计算2.1 要为UPS配置电池，我们首先必须知道用于计算的UPS的参数： A. UPS的视在功率大小，即通常说的该UPS是多少KVA的？ B. 用户准备后备多少时间？ C. UPS的逆变效率为多少？即UPS的逆变器的效率是多少？ D. UPS的逆变器的额定直流输入电压为多少？或者说接入UPS逆变器的电池串由多少只

2、12V电池串联起来？也可以简单的问UPS的直流端额定电压是多少？ 通常，在招投标中UPS的视在功率和后备时间都会提供，但UPS的直流输入额定电压和逆变效率因各UPS厂家的参数不同，在招标文件中不会提供。我们必须和UPS小系统的集成商联系，索要这两个参数。事实上，对于参数A，我们真正关心的是UPS的有功功率，即UPS带负载的功率。通常视在功率乘以0.8的系数即可得到有功功率，有功功率的单位用KW表示。但部分小于3K的UPS系数可能为0.7，也有UPS的这个系数取决于负载的种类，从0.7到1。因此在询问集成商的时候，不妨问问UPS的有功功率是多少，避免特殊情况下出现错误。2.2 其次，请准备好电池

3、的恒功率放电数据表，以备查用。2.3 计算以为1台30KVA、后备30分钟的UPS配置电池为例，说明计算的过程。经联系集成商，我们得知集成商采用艾默生UPS，型号为UL330300L，该UPS的逆变效率0.94，电池串为30节12V电池串联，电池放电终止电压为1.75V/单格。计算如下：a. 计算UPS的有功功率：3010000.824000 （W） 式中0.8为转换系数b. 求UPS满载输出的情况下，需要电池输出的能量： 240000.9426667 （W） 式中0.94为逆变效率C. 将需要电池输出的总能量分摊到每单格电池上： 26667306148.15 （W/单格） 式中6为12V电池

4、内含的单格数，对铅酸蓄电池，单格额定电压总为2V，因此，以电池额定电压除以2V就得到电池内含的单格数。又如，6V电池内含3个单格。d. 查电池恒功率放电数据表，找和计算结果最接近的，30分钟放电到1.75V/单格的恒功率放电数据： 以德克高倍率系列电池的数据为例，我们查到24HR3000S电池30分钟放电到1.75VPC的恒功率放电数据为152W/单格，仅略大于计算所得的148.15W/单格，因此，24HR3000S电池是一个合适的选择。 计算至此，我们可以确定，对例中的UPS配置30节24HR3000S电池，是一种能够满足要求的配置方案。e. 进一步，我们可以计算所选择的电池的功率富余量：

5、（152148.15）148.152.59 由于电池的型号有限，能够提供的功率数据不是连续的，所以我们计算功率富余量以便在不同的电池配置中比较，再结合电池的价格最终确定推荐给集成商的电池配置。3 稍复杂的计算3.1 同样，我们先得知了UPS的4个基本参数，也准备好了电池数据。3.2 计算以为1台200KVA的UPS配置电池为例，已知后备时间1小时，逆变效率0.94，直流端额定电压DC 384V。首先，从直流端额定电压为384V，我们求串联的电池只数如下：3841232 （只） 12V是12V电池的额定电压其次，按照前面的简单计算，求需要每单格电池提供的功率，如下：20010000.80.943

6、26886.52 （W/单格）查德克电池恒功率放电参数表，我们可以找到如下表的几种配置方案：UPS(KVA)有功功率（KW）电池输出总功率（W）需每单格电池输出功率(W/cell)电池型号功率富余量（）电池节数（每组）电池串数所选型号每单格实际输出功率设计要求后备时间200160.77886.524DHR65000.62%3242231h200160.77886.528G4D2.87%3242281h200160.77886.528G8D-4.91%3232811h200160.77886.528A4D-3.22%324214.51h200160.77886.528A8D-4.71%32328

7、1.61h 我们看到，3串8G8D、3串8A8D电池的配置比要求的功率少5，但串数是3串，比4串少了1串。我们在配置电池的时候，有1个原则，就是尽量采用串数少的配置，这样能尽可能的避免电池发生偏流现象。这是从纯技术的角度出发的。且，电池行业有一个默认的行规，并联电池串数大于等于5串的情况，电池厂家一般不承担电池的质保。 从经济角度出发，基本满足要求的情况下，3串电池的总价往往小于4串电池的总价。如上例中，3串8G8D电池的总价就小于4串8G4D电池的总价，3串8A8D电池的总价也小于4串8A4D电池的总价。所以，我们可以联系我们的集成商，询问他们可否接受比要求值差5的配置方案。有的情况下，集成

8、商是可以接受这样的方案的，因为我们计算都是按满载计算的，但是实际应用中，UPS的负荷往往为7080，差5并没有不良影响，而配置总价会小一些。4 复杂情况下的计算4.1同样，我们先得知了UPS的4个基本参数，也准备好了电池数据。4.2 但负载分数种，且每种负载的重要等级不同，因此后备时间也不一样。目前有这种电源整合的趋势。例如：某地铁某站，通信负荷用电量为20KW，要求后备2h；信号负荷用电量为25KW，要求后备30min；综合监控负荷用电量为15KW，要求后备60min；BAS负荷用电量为5KW，要求后备30min；AFC负荷用电量为14KW，要求后备30min。这些负荷用1台120KVA的U

9、PS配合配电柜进行供电。求蓄电池如何配置。（UPS的参数为：蓄电池DC 480V；逆变效率0.94。）4.3 计算4.3.1 首先，我们要明确一点，在上述情况下，我们是以满足各种负载的用电量和后备时间为准来配置电池，而不是以UPS满载输出为准来配置电池。UPS的有功功率大于各种负载的总和即可。其次，在这种情况下，有两种计算思路，一种，是分段的思路，即把负载分为030min的负载量、3060min的负载量、60120min的负载量，分段计算需要的电池容量，最后加总，再选择合适的电池进行配置；另一种思路，是把负载按后备时间分类，即把负载分为后备30min的负载、后备60min的负载、后备2h的负载

10、，分类计算需要的电池容量，最后加总，再选择合适的电池进行配置。两种计算思路的计算结果基本相同。后一种计算方法更符合用户对负载分类的习惯，我们采用后一种计算方法。 由于电池放电电流越大能够放出的容量越少，未放出的容量在减小放电电流的情况下仍能够放出一部分，因此，为短时率放电配置的电池容量，在长时率放电的时候，仍能参与到放电中，为长时率放电提供少量能量。所以，这种分类计算是保守的计算方法，所配置的电池肯定能够满足实际使用的需要。4.3.2 计算电池每Ah容量能够提供的功率依据电池的恒功率放电数据和电池的额定容量，我们先计算出各种时率下，电池每Ah容量能够提供的功率，如下表：电池型号电池容量C20(

11、Ah 20hr25 to1.75VPC)每Ah恒功率放电数据（W/CELLAh25 to1.75VPC)30min60min120min31HR4000932.1.0.31HR50001332.1.0.4DHR65001981.1.0.8A8D2451.1.0.原始功率数据如下表：电池型号电池容量C20(Ah 20hr25 to1.75VPC)恒功率放电数据（W/CELL25 to1.75VPC)30min60min120min31HR4000932251307431HR5000133290173984DHR65001983832231298A8D245467281159.64.3.3 统计各

12、种后备时间的负载总量4.2例中的各种后备时间的负载总量统计如下表后备时间（min）负载总量（KW）30min4460min15120min20合计79注意：负载合计79KW，小于120KVA的UPS的有功功率96KW，配置可用。4.3.4 分类计算各种负载需要的电池容量按各种后备时间分别计算需要的电池容量，计算的方法类似最简单情况下的计算。但注意，这个计算从负载功率开始，因此没有从UPS的视在功率计算有功功率乘以0.8系数的步骤；计算出需要的每单格功率后，我们除以每单格每Ah电池能够提供的功率数，得到需要的电池容量。a. 假设采用31HR4000电池30min：4410000.944062.4

13、19480.61 （Ah）60min：1510000.944061.397847.57 （Ah）120min：2010000.944060.7957111.41 （Ah）b. 假设采用8A8D电池30min：4410000.944061.9061102.32 （Ah）60min：1510000.944061.146957.97 （Ah）120min：2010000.944060.6514136.10 （Ah）余类推，得下表：后备时间（min）负载总量（KW）需要的电池容量（Ah）配31HR4000电池配31HR5000电池配4DHR6500电池配8A8D电池30min4480.6189.451

14、00.83102.3260min1547.5751.1259.0457.97120min20111.41120.31136.07136.10合计79239.59260.88295.93296.38电池额定容量93133198245需要的并联电池数2.5761.9611.4951.210必配并联电池串数3222配置方案3串 * 40只2串 * 40只2串 * 40只2串 * 40只容量富余量16.45%1.96%33.81%65.33%4.3.5 确定最优电池配置方案 从既满足技术要求又经济合理的角度，我们推荐并联串数少、富余了小的配置方案。依据上表，例中的负载情况下，最优的电池配置方案为2串31HR5000电池并联，容量富余量为1.96。 必须注意到一点，在以上过程中，我们按照给定的负载进行计算，由于给定的负载应该已经考虑了设计冗余和今后扩容的需要，我们不再另行考虑设计冗余。专心-专注-专业