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 如何計(jì)算UPS蓄電池配置及蓄電池的放電時(shí)間?

如何計(jì)算UPS蓄電池配置及蓄電池的放電時(shí)間?

以上問題是使用UPS的系統(tǒng)集成商、用戶經(jīng)常困擾的一個(gè)問題,甚至是很多UPS經(jīng)銷商都對這個(gè)問題也沒法說清,或是錯(cuò)誤的報(bào)給客戶,結(jié)果造成很多問題發(fā)生。蓄電池的放電時(shí)間要根據(jù)實(shí)際負(fù)載的功率來計(jì)算。

I=(Pcosφ)/(ηEi)
其中P是UPS的標(biāo)稱輸出功率;
cosφ是負(fù)載功率因數(shù);
η是逆變器的效率;
Ei是電池放電終了電壓,一般指電池組的電壓。
將具體數(shù)據(jù)代入上式,求出電池放電電流后,即可從電池的各溫度下放電電流與放電時(shí)間的關(guān)系圖上查出相應(yīng)的放電時(shí)間。

首先要明確一個(gè)概念,就是蓄電池的放電電流與放電時(shí)間不是線性的,有人認(rèn)為20A放電5小時(shí)就要用100AH的,這樣就錯(cuò)了。蓄電池的容量一般都是20HR(小時(shí)率)的,也就是說只有以5A放電20小時(shí)才是配100AH的,因?yàn)?00AH的電池在5A可以放電20小時(shí),在10A時(shí)只有9小時(shí)左右,20A時(shí)只有4小時(shí)左右。但在2A時(shí)確可以放60小時(shí)以上。這就是蓄電池放電時(shí)間與電流的非線性關(guān)系。正因?yàn)榉蔷性關(guān)系就有了下面這個(gè)表。

請大家先來熟悉一下下面的電池恒電流放電參數(shù)表,以保護(hù)神電池為例,指在一定的電流下放電能達(dá)到多長時(shí)間
UPS用的12V電池一般終止電壓為10.5V。

蓄電池恒流放電時(shí)間表
蓄電池放電時(shí)間表

以下算法是按保護(hù)神電池在溫度為25度時(shí)的計(jì)算結(jié)果,蓄電池的實(shí)際放電容量也與溫度有關(guān),如MF12-100的電池,在攝氏10度以0.1C電流放電,蓄電池能表現(xiàn)的容量約為85AH,3-5年后蓄電池隨著內(nèi)部老化放電時(shí)間會(huì)漸漸縮短,是正常現(xiàn)象。

如果知道負(fù)載功率,如何來配置蓄電池組的數(shù)量來達(dá)到預(yù)定的時(shí)間?

如負(fù)載的的功率為2000W,需要延時(shí)2小時(shí)。怎樣配UPS及蓄電池呢?
首先算出蓄電池的放電電流,能量守恒,UPS的放電電量與蓄電池的放電電量是基本相等的。所以可以直接按2000W的功率來算出電池的放電電流。如果我們配的UPS是山特3KVA的,12V電池個(gè)數(shù)是8只,終止電壓是10.5*8=84V,放電時(shí)的計(jì)算電流是2000W/84V=23.8A,如逆變器的效率按95%來算,則實(shí)際電流為23.8/0.95=25A。

再對照上面的表,看有哪個(gè)電池的規(guī)格能在終止電壓為10.5V、放電電流25A時(shí)可以達(dá)到2小時(shí),很明顯,MF12-65(12V-65AH)的這款可以達(dá)到。所以電池的配置就選12V-65AH 8只。這樣就可以滿足要求了。

其它規(guī)格也都是這樣計(jì)算的,又比如,12V-100AH的電池在27.2A時(shí)可以放電3小時(shí),如果電流在55A時(shí)需要放電3小時(shí),就需要選12V-100AH的電池2組并聯(lián)使用才可以達(dá)到相應(yīng)的時(shí)間。

如果知道蓄電池的容量,如何知道能放電多長時(shí)間?

比如現(xiàn)有一臺(tái)6KVA的UPS,配了一組MF12-26(12V-26AH)的蓄電池,想知道能放電多長時(shí)間。6KVA的UPS功率因素是0.7,有功功率是4.2KW,首先要確定UPS后面接設(shè)備的實(shí)際功率是多大,可以估計(jì)一下,也可以用鉗流表來測一下電流。

如果半載即2KW左右的話能延時(shí)多久呢?6KVA的直流電壓是240V,放電終止電壓是210V,逆變器效率是95%,這樣電池的放電電流是:2000W/210V/0.95=10A,再對比上面的恒流參數(shù)表,MF12-26的電池在9.96時(shí)可以放電2小時(shí),因此,如果設(shè)備功率為2KW時(shí),這樣一組電池的放電時(shí)間約為2小時(shí)。

如果按滿載,即設(shè)備的功率為4200W時(shí),這樣一組12V-26AH的電池能放電多久呢?和上面一樣,電池的放電電流是4200W/210V/0.95=21A。再對比上面的恒流參數(shù)表,MF12-26的電池在21.7A6時(shí)可以放電45分鐘,因此,如果設(shè)備功率為4.2KW時(shí),這樣一組電池的放電時(shí)間約為45分鐘。

如何測蓄電池的容量

現(xiàn)在市場上蓄電池品牌很多,質(zhì)量好壞不一,以次充好的現(xiàn)象很多,甚至把100AH做成50AH來賣,想要知道蓄電池的真實(shí)容量,只有一個(gè)辦法:放電!簡單的就是用個(gè)UPS加白熾燈泡來放電。比如一組電池3只,接上500W的燈泡來放電,放了3個(gè)小時(shí),那這個(gè)電池的容量是多少呢?還是與上面一樣來計(jì)算放電的電流。計(jì)算結(jié)果約17A,對比上面的恒流放電參數(shù)表,看哪款電池在17A左右可以放3個(gè)小時(shí),對比發(fā)現(xiàn)實(shí)際容量是65AH的。

由此方法計(jì)算出的:常用UPS蓄電池配置表

以上為本人長期UPS技術(shù)工作累計(jì)經(jīng)驗(yàn),計(jì)算結(jié)果與實(shí)際放電基本相同,如有不正確的地方請指正,也歡迎您與我們探討。

作者:裴華

 
 
 
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