关于UPS的后备时间与蓄电池容量的计算

关于UPS的后备时间与蓄电池容量的计算有很多种方法，一般采用恒功率法、恒流法、查放电曲线方法，由于UPS一般带的负载是固定的，所以比较准确的用恒功率法计算。一、恒功率法：现在以美国GNB蓄电池宝士达IDC80KVA型UPS为例说明此计算方法。计算步骤(按100%线性负载计算)1．确定UPS的负载功率。因为给定的后备时间和相应的负载功率（KW）决定了电池的容量。如果只知道负载的KVA，则还应知道负载的功率因素。P=S×PFP：有功功率；S：视在功率；PF：功率因素根据要求按UPS满载计算，功率因素0.8计算。80KVA：S=80KVA，PF=0.8，因此P=80×0.8=64KW2．根据给出的负载功率计算出电池功率Pbat=Pout/(Inverter)Pbat：电池负载功率；Pout：负载功率；(Inverter)：逆变器的效率这里的Pout就是第一步计算出的P（负载功率），逆变器的效率取95%。80KVA：Pbat=64KW/95%=67.37KW3．确定电池的参数指标对于普遍使用的铅酸电池常使用如下参数：Ncell=构成每个电池的单体电池数目大家通常所见的铅酸免维护电池实际上是单体电池的组合，每节单体铅酸电池的额定电压是2Vdc，因此一块12V的电池是由6节单体电池构成的。对于宝士达UPS需单体电池192节，即12V的电池32节，因此宝士达IDCUPS的电池电压为384VDCVlow=低电池关机电压UPS的逆变器低电池关机电压。Vcelllow=单体电池放电终了电压以上几个参数不同的UPS是不同的，宝士达IDCUPS的这些直流参数见如下：80KVA默认关机电压为336V因此可求得：80KVA：Vcelllow=336/192=1.75V4．计算单节电池负载功率单节电池功率=电池负载功率/单体电池节数80KVA：Pcell=67.37KW/(192)=350W/cell5．由以上几个值，根据电池供应商给出的恒功率放电的单体电池瓦特/时间关系表，确定自己所需的电池容量及数目。已有的参数值：Vcelllow=1.75VPcell=350W/cell预期后备时间是60分钟，查下表（由美国GNB电池制造厂提供)可知：l在60分钟栏里，单元终止电压为1.75V，S12V370单元功率可达到129W/Cell。80KVAUPS电池配置：3×129=387350W/Cell即三组并联为满足350W/Cell的要求，因此用户只需为80KVAUPS配GNBS12V370的电池96块即可达到满载60分钟的后备时间的要求。二、另外也可以根据以下的公式来计算（100%线性负载）：C=P×PF/（U×η×C）其中C：蓄电池容量。P：UPS的额定功率，单位为VA。PF：UPS的功率因数。U：电池组的直流端电压=电池额定电压╳电池节数η：逆变器的效率，为0.86。C：电池的放电速率，该值可以根据UPS所需后备时间t的长短在电池的放电曲线图上查得，例如当t=1小时，C=0.55；t=2小时，C=0.35；t=4小时，C=0.20；t=8小时，C=0.11。由于以上公式计算比较复杂，可以通过以下经验公式计算近似值（100%线性负载）：C＝P×PF×T/UC：蓄电池容量。P：UPS的额定功率，单位为VA。PF：UPS的功率因数。T：后备延时。U：电池组的直流端电压=电池额定电压（12V等）×电池节数2.负载的有功功率×支持时间=电池放出容量×电池电压×UPS逆变效率其中：负载的有功功率=负载总功率×负载的功率因数UPS逆变效率≈0.9电池放出容量=电池标称容量×电池放电效率电池放电效率与放电电流或放电时间有关，可参照下表确定：放电电流2C1C0.6C.4C.2C0.1C0.05C放电时间12min30min1h2h4h9h20h放电效率0.40.50.60.70.80.91b.计算公式：负载的有功功率×支持时间=电池放出容量×电池电压×UPS逆变效率c.计算举例：例：负载总功率3000VA，负载功率因数0.7，UPS电池电压96V，要求支持时间1小时，求应选用的电池容量。计算：3000(VA)×0.7×1(h)=电池放出容量×96×0.9得出：电池放出容量=24.3(Ah)电池标称容量=24.3/0.6=40.5(Ah)结果：可选用38Ah的电池（12V/38Ah电池8块