12.4.4蓄电池的选择及容量计算方
选择蓄电池容量的计算方法
选择蓄电池容量的计算
方法
-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
选择蓄电池容量的计算方法
一、 直流系统：
蓄电池容量计算公式如下：
25.1 25.1I ⨯=⨯=⨯⨯⨯K T K V T W C C f 或
其中：C ——蓄电池额定容量（10小时率容量），单位：安时（Ah ） W ——设备功率，单位：瓦特（W ）
T ——备用时间，单位：小时（h ）
Vf ——电池组放电终止保护电压，单位：伏特（V ）
I ——负载工作电流，单位：安培（A ）
K ——蓄电池放电效率，当备用时间 T=1--3h 时，K=时，K=
时，K=
T>10h 时，K=1
以上公式是按蓄电池在25℃环境温度下计算的，如果蓄电池实际使用环境长期在25℃以下，则将上述设计容量按以下公式换算成实际容量 ：
式中：t ——放电时的环境温度
k1——温度系数，10小时率放电时，k1=℃
5小时率放电时，k1=℃
3小时率放电时，k1=℃
1小时率放电时，k1=℃
二、交流系统：
交流电源蓄容量选择
C = P L ×T / (V f ×η×K )
或W /c e l l = (P L ×2)/(V f ×η)
C －－蓄电池容量，Ah
P L －－负载功率，W
V f －－蓄电池额定电压，V
T---备用时间，h （小时）
η-----UPS电池逆变效率（阻性满载）
K--蓄电池放电系数
备电时间T=1h--3h，K= 备电时间T=3h--5h，K=
备电时间T=5h---10h，K=
备电时间T＞10h，K= 1。
蓄电池计算方法及公式
蓄电池计算方法及公式
恒功率法蓄电池的计算方法
该方法是能量守恒定律的体现，蓄电池提供的功率等于后者稍大于负荷消耗功率（W负荷≤W电池）。
在电池计算中，采用恒功率计算法，计算结果较为准确。
一、关键参数
四、蓄电池配置恒功率法计算过程
1、UPS容量60KVA，后备时间60分钟，电池采用，单体电池cell数N为2,单体电池电压12V，计算所需电池容量及数量。
第一步：P W=P VA*PF /η=60000×0.8÷0.97=49484.54W
第二步：单体电池电压为12V，故机器配置的每组电池数量n=720/12=60节
P nc= P W/（N*n）49484.54 ÷（6×60）=137.45W
第三步：根据查表，选择100,系统后备时间大于60分钟。
KELONG 6-GFM-100蓄电池恒功率表。
蓄电池容量计算书
蓄电池容量计算书
新上蓄电池容量C B计算原则可按照以下公式计算：
C B=P*T*f V*f C*f L/U N/f E/f M
其中：
C B：所选电池的容量。
P：功率按700W考虑。
T：放电时间，2天，48小时。
U N：系统电压 48V。
fV：温度折算系数 1.2
温度对蓄电池容量的影响十分明显，温度越高，蓄电池放电能力越强，温度降低，放电能力相应减弱。
为保证蓄电池在低温情况下的放电能力，本工程的温度系数按1.2考虑。
fC：容量补偿系数 1.1
考虑充放电运行时容量损失，本工程按1.1考虑。
fL：寿命折算系数（老化系数）1.1
考虑到系统长期运行后自然损耗，为保证寿命终期放电能力，寿命系数选择1.1。
fE：放电深度 0.8
最大放电深度按80%考虑。
fM：极板活化系数：按1.2取值。
用于将蓄电池的实际放电容量转换为标称容量的折算系数。
蓄电池标称容量按10小时放电率标称，低于10小时放电率时，放电容量小于标称容量，大于10小时放电率时，放电容量大于标称容量，不同厂家、不同容量、不同放电时间，极板活化系数不同。
本次项目建议按1.2取值。
再将上述系数代入C B公式，即可得出相应的蓄电池C B容量。
得出容量计算结果：
C B =700*48*1.2*1.1*1.1/48/0.8/1.2=1059 AH
蓄电池容量的选择尽量接近蓄电池厂家生产的标称容量值，因此本工程蓄电池容量选择为1200AH。
蓄电池计算方法及公式
恒功率法蓄电池的计算方法
该方法是能量守恒定律的体现，蓄电池提供的功率等于后者稍大于负荷消耗功率（W负荷≤W电池）。
在电池计算中，采用恒功率计算法，计算结果较为准确。
一、关键参数
四、蓄电池配置恒功率法计算过程
1、UPS容量60KVA，后备时间60分钟，电池采用，单体电池cell数N为2,单体电池电压12V，计算所需电池容量及数
量。
第一步：P W=P VA*PF /η=60000×0.8÷0.97=49484.54W
第二步：单体电池电压为12V，故机器配置的每组电池数量n=720/12=60节
P nc= P W/（N*n）49484.54 ÷（6×60）=137.45W
第三步：根据查表，选择100,系统后备时间大于60分钟。
KELONG 6-GFM-100蓄电池恒功率表。
电池容量计算方法
电池容量计算方法电池容量是指电池在特定条件下所能释放的电能量，通常以安时（Ah）来表示。
在实际应用中，我们经常需要计算电池的容量，以便选择合适的电池来满足设备的需求。
下面，我们将介绍几种常见的电池容量计算方法。
一、理论容量计算方法。
电池的理论容量是指电池在特定条件下完全充放电所能释放的电能量。
对于可充电电池来说，其理论容量可以通过电池的标称电压和容量来计算，公式如下：电池理论容量（Ah）= 电池标称电压（V）×电池标称容量（Ah）。
例如，一个标称电压为3.7V，标称容量为2000mAh的锂电池的理论容量为：理论容量（Ah）= 3.7V × 2Ah = 7.4Wh。
这种方法计算简单直接，适用于各类电池。
二、实际容量计算方法。
电池的实际容量是指电池在实际使用中能够释放的电能量，通常小于理论容量。
实际容量可以通过充放电测试来确定，具体步骤如下：1. 充电测试，将电池充满电，然后将电池连接到负载中，记录电池开始放电时的电压和负载电流。
2. 放电测试，让电池在规定的负载电流下放电，直至电池电压降至规定的最低电压值，记录放电时间。
3. 计算实际容量，根据放电测试得到的放电时间和负载电流，可以计算出电池的实际容量。
三、考虑效率的容量计算方法。
在实际使用中，电池的放电效率通常小于100%，因此需要考虑电池的放电效率。
电池的放电效率可以通过充放电测试来确定，公式如下：实际容量（Ah）= 测试得到的实际容量（Ah）/ 放电效率。
例如，如果一个电池经过测试得到的实际容量为10Ah，放电效率为90%，那么考虑效率后的实际容量为：实际容量（Ah）= 10Ah / 0.9 = 11.11Ah。
四、温度修正的容量计算方法。
电池的容量受温度影响较大，一般来说，温度越低，电池的容量越小。
因此，在实际应用中，需要对电池的容量进行温度修正。
温度修正后的容量计算公式如下：修正后容量（Ah）= 测试得到的实际容量（Ah）× (1 + 温度修正系数× (温度参考温度))。
12.4.4蓄电池的选择及容量计算方
1244蓄电池的选择及容量计算方法12.141铅酸蓄电池[66]（1）铅酸蓄电池型式。
变电所直流操作电源用铅酸蓄电池，一般均为固定式铅酸蓄电池。
国产固定式蓄电池有下列几种：①开启式G （或GG）型蓄电池；②防酸隔爆式GF （或GM）型蓄电池；③防酸式GFD型蓄电池。
开启式G （或GG）型蓄电池，由于酸雾大，维护管理复杂且对维护工人的健康影响较大，在各生产厂已极少生产，不推荐使用。
防酸式GFD蓄电池产品达到德国工业标准DIN43539的要求。
防酸式GF （或GM）型蓄电池同GFD型蓄电池一样，均具有防酸隔爆的特性，且能量高，寿命较长，安装、维护管理方便，可降低蓄电池室的耐酸等级，且其价格低于GFD型。
（2）铅酸蓄电池容量的选择。
二十世纪80年代以前蓄电池容量的选择计算基本上是沿用前苏联的计算方法。
随着国外技术的引进，能源部在总结了国内外经验的基础上，提出了用电压控制法和阶梯负荷计算法来选择蓄电池的容量。
由于阶梯负荷计算法多适用于大型发电厂，而电压控制法既可用于发电厂也可用于各种类型变电所，故本节只介绍电压控制法用以选择有端电池及无端电池直流系统固定式铅酸蓄电池的容量。
电压控制法计算方法如下；1）蓄电池容量选择应满足事故全停电状态下的持续放电容量Q 二（12-1-1）K CB K C式中C c ――蓄电池10h放电率计算容量，Ah ；C SX——持续事故放电容量，Ah ；K k ――可靠系数，取1.40；K C——容量换算系数（根据不同的放电终止电压，对应放电时间1h，由图12-1-2中曲线查出）;K CB容量比例系数，根据事故放电时间由表12-1-2查出。
但事故放电时间，应与C sx所取时间相一致，对变电所一般取1h，故K CB=1。
根据C C计算值，选择接近该值的蓄电池容量C io。
2)蓄电池选择容量应满足事故放电过程中各阶段电压水平要求：a)事故放电初期电压水平K cho =1.1旦(12-1-2)C io式中K ch —事故放电初期冲击系数；I cho——事故放电初期放电电流，A ；Go——蓄电池10h放电率额定容量，Ah ；1.1――电压水平校验系数。
蓄电池容量的计算方法
蓄电池容量的计算方法1.蓄电池容量的计算方法蓄电池的容量必须是以所定的电压、所定的时间可向负载提供的容量。
以下就容量计算方法进行说明：1、计算容量的必要条件A、放电电流有必要明确放电过程中负载电流的增减变化和其随时间变化情况。
B、放电时间可预期的负载的最大时间。
C、最低蓄电池温度预先推定蓄电池放置场所的温度条件，决定蓄电池温度最低值。
一般设置在室内时为50C，设置在特别寒冷地区室内时为-50C。
用空调保证室内温度时按实际温度作为最低温度。
D、允许的最低电压单格允许的最低电压（V/单格）=（负载所允许的最低电压+导线的电压损失）/串联格数2、容量的计算公式C= 1*[K1I1+K2（I2-I1）、、、、、、、KN（IN-IN-1）]/LC：250C的额定放电率换算容量（AH）、、、、、、UXL电池是10HR容量。
L：对因维护系数、使用年数、使用条件的变化而引起的容量变化而使用的修正值。
一般L值采用0.8。
K：由放电时间T、电池的最低使用温度、允许的最低电压而决定的容量换算时间。
I：放电电流下标1、2、、、、N：按放电电流变化顺序依次加给T、K、I3、容量的计算举例A、放电电流 140A（一定）B、放电时间 30分C、最低蓄电池温度 -550CD、允许的最低电压 1.6V/单格按上述条件，得出K=1.1C= 1 X1.1X140=192（AH/10HR）/0.8所以，可使用UXL220-2。
注：上述例子是针对放电电流一定的简单的负载类型电池容量的计算。
其他负载类型的计算请参考日本蓄电池工业标准[SBA6001]。
2.关于UPS容量的计算举例计算机设备应该加装不间断电源保护，其有两个主要作用：一是在市电中断时重要用电设备有干净纯洁的电源使用；二是在市电没有中断时，但是电源有杂波干扰，电压忽高忽低，频率变化频繁而影响计算机正常运行，如果经过UPS，其有稳压稳频的作用，电源干净可靠。
UPS的配置先要考虑哪些重要用电设备要做电源保护，从而计算出其负载；如PC机一般其容量为250W，计算机常用的服务器为700W，如果以PC机作为服务器一般以300W计算，HUB交换机为100W，（注意：计算容量时只能以最大负荷计算）例如：一个计算机机房有4台PC机，一台服务器，一个网络交换机需要进行2小时电源保护，计算如下：1）总负载计算4台PC机250W X 4 = 1000W1台服务器700W X 1 = 700W1台网络交换机100W X 1 =100W以上合计：1800W2）UPS容量计算在线式UPS一般功率因数为0.8，1800W÷0.8=2250VA，考虑UPS容量的冗余，一般以20%到30%（因为UPS的最佳工作状态就是负载70%到80%）；所以设计推荐UPS容量应该为2250VA X 1.3 = 2925VA，从而可以得出选用3000VA的UPS3）品牌的选择在线式UPS当今市场上比较常用的知名品牌有美国山特，因为APC不是纯在线式UPS，所以我们推荐使用美国山特3000VA的UPS，型号为STK C3KS4）电池容量的计算美国山特3000VA型号为STK C3KS的UPS的功率因数为0.8（查资料可以得出），所以3000VA实际功率为3000VA X 0.8 = 2400W；美国山特3000VA型号为STK C3KS的UPS的电池直流电压为96V （查资料可以得出），根据W = U X I，所以I = W ÷ U =2400 ÷ 96 = 25A，计算得出电流为25A，延时1小时得用25AH的电池，现在需要延时2小时，即需要50AH的电池。
电池容量的计算方法
电池容量的计算方法我们都知道，测量长度有尺子，测量重量有天平和称；测量温度有温度计，测量速度有速度表，那么电池的容量可以使用什么仪器或设备测量呢？事实上电池的容量是无法直接使用度量设备或仪器直接测量出来的，确切地说，电池的容量是计算出来的。
什么是电池的容量呢？它是指电池内的活性物质参加电化学反应所能放出的电能称为电池的容量。
简单说，是指蓄电池储存电量的能力，就是说电池充电后容纳电荷的多少的能力。
计量单位以“安时”计（Ah），以1安培（A）的电流放电1小时，得到的是1安时（Ah）容量，假设平均用4A电流放电，放至电池的终止电压时，放电时间维持了3个小时，则这块电池的容量是4A×3H=12Ah。
看出来了吧，原来电池的容量，就是放电电流乘上放电时间的乘积。
蓄电池的容量一般用字母C及下脚标（放电率）来表示，计量单位为安时，用字母AH表示。
蓄电池的容量计算公式：电池容量C= 放电电流（A）×放电时间（H）=AH蓄电池容量包括标称（额定）容量和实际容量，具体解释见下面。
⑴蓄电池的额定容量额定容量又叫做标称容量,也叫保证容量，是电池制造厂商按照国家颁布的标准，规定电池在一定的放电条件下，应该放出的最低限度的电量值，计量单位是安时。
电池外壳上印制容量数字标识，表示的就是蓄电池的额定容量。
实际是生产厂商承诺这个电池最低容量，不低于这个数字标识。
实际上，新出厂的电池的实际容量往往都高于电池的额定容量。
有人会问那电池上为什么不标识实际容量呢？我们拿额定容量10AH电池作为例子。
我们可以把10AH看成一个容量级别，是一个衡量电池容量的标准。
一个厂商即使是同一批次生产的蓄电池，绝不可能做到容量完全一致，总是有高有底，有多又少；同时成百上千个电池生产厂家在生产这种类型电池时，更是做不到丝毫不差。
如果没有标准，那不乱了套了。
这和体育竞技中的级别差不多，你看摔跤、举重、跆拳道等都有体重级别。
比如举重中的59公斤级别，并不是要求参赛运动员体重都必须绝对是59公斤，而不允许有丝毫的差别，而是规定了一个体重范围。
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12.4.4 蓄电池的选择及容量计算方法
12.1.4.1 铅酸蓄电池[66]
（1）铅酸蓄电池型式。
变电所直流操作电源用铅酸蓄电池，一般均为固定式铅酸蓄电池。
国产固定式蓄电池有下列几种：①开启式G （或GG ）型蓄电池；②防酸隔爆式GF （或GM ）型蓄电池；③防酸式GFD 型蓄电池。
开启式G （或GG ）型蓄电池，由于酸雾大，维护管理复杂且对维护工人的健康影响较大，在各生产厂已极少生产，不推荐使用。
防酸式GFD 蓄电池产品达到德国工业标准DIN43539的要求。
防酸式GF （或GM ）型蓄电池同GFD 型蓄电池一样，均具有防酸隔爆的特性，且能量高，寿命较长，安装、维护管理方便，可降低蓄电池室的耐酸等级，且其价格低于GFD 型。
（2）铅酸蓄电池容量的选择。
二十世纪80年代以前蓄电池容量的选择计算基本上是沿用前苏联的计算方法。
随着国外技术的引进，能源部在总结了国内外经验的基础上，提出了用电压控制法和阶梯负荷计算法来选择蓄电池的容量。
由于阶梯负荷计算法多适用于大型发电厂，而电压控制法既可用于发电厂也可用于各种类型变电所，故本节只介绍电压控制法用以选择有端电池及无端电池直流系统固定式铅酸蓄电池的容量。
电压控制法计算方法如下；
1）蓄电池容量选择应满足事故全停电状态下的持续放电容量
C CB SX k c K K C K C = （12−1−1）
式中 c C ——蓄电池10h 放电率计算容量，Ah ；
SX C ——持续事故放电容量，Ah ；
k K ——可靠系数，取1.40；
C K ——容量换算系数（根据不同的放电终止电压，对应放电时间1h ，由图12−1−2中曲线查出）；
CB K 容量比例系数，根据事故放电时间由表12−1−2查出。
但事故放电时间，应与SX C 所取时间相一致，对变电所一般取1h ，故1=CB K 。
根据C C 计算值，选择接近该值的蓄电池容量10C 。
2）蓄电池选择容量应满足事故放电过程中各阶段电压水平要求：
a ）事故放电初期电压水平
101.1C I K cho cho = （12−1−2）
式中 c h o
K ——事故放电初期冲击系数； cho I ——事故放电初期放电电流，A ；
10C ——蓄电池10h 放电率额定容量，Ah ；
1.1——电压水平校验系数。
根据cho K 由图2−9−15曲线中的“0”或虚线曲线查出单体电池电压值cho U ，则蓄电池组的端电压为
cho D nU U =≥0.885e U （12−1−3）
式中 D U ——蓄电池出口端子电压，V ；
e U ——直流系统额定电压，V ；
n ——蓄电池组的电池个数。
b ）整个事故放电过程中，最严重的阶段是放电末期，此时承受冲击负荷的电压水平为 101.1C I K SX m = （12−1−4）
101.1C I K ch chm = （12−1−5）
式中 m K ——事故放电电流的放电率；
SX I ——与公式12−1−1中所采用的SX C 相对应的事故持续放电电流，A ；
ch I ——放电末期冲击电流，A ；
chm K ——该事故放电阶段的放电末期冲击系数。
根据chm K 的值，由图12−1−4或图12−1−5曲线族中，对应于m K 值曲线，查出单体电池电
压值chm U ，进而可得到蓄电池组在放电末端的端电压。
D U =chm nU ≥e U 885.0 （12−1−6）
c ）某事故放电阶段末期，蓄电池所能保持的电压水平
101.1C I K s m = （12−1−7）
式中 s I ——某事故放电阶段持续放电电流，A ；
m K ——事故放电电流的放电率。
根据m K 值，由图12−1−3中曲线，对应于某事故放电阶段的放电时间，查出单体电池电压值fm U 。
进而可得到某事故放电阶段蓄电池端电压
fm D nU U =≥e U 885.0 （12−1−8）
式12−1−1和式12−1−2对于有端电池和无端电池的直流系统都是适用的。
而式12−1−3和式12−1−4仅适用于无端电池的直流系统，因为在事故放电过程中，有端电池的直流系统可以及时通过调节端电池的数量来维持直流母线的电压值在要求的水平上。
式12−1−5也是仅适用于无端电池的直流系统。
式12−1−5中放电末期冲击电流ch I 在变电所中是指断路器合闸冲击电流，可以根据断路器的合闸机构的型式确定。
在一般变电所中，可以考虑最大一台断路器的合闸电流。
对大型自动化水平较高的变电所，如装设了自动重合部装置或备用电源自动投入装置等，有可能出现两台或多台断路器同时合闸时，则应根据具体情况确定。
但应指出，当冲击负荷出现的时间差在0.25s 以上时，可以不按同时出现来考虑。
图12−1−2~图12−1−5是铅酸蓄电池GF −1000的特性曲线，对变电所这些曲线可以适用于100−1000Ah 的GF 、GM 、GGF 、GGM 型蓄电池。
图12−1−2 蓄电池放电容量与放电时间的关系曲线
1－终止电压1.80V ；2－终止电压1.75V ；3－终止电压1.70V ；4－终止电压1.65V
图12−1−3 蓄电池放电电流、时间与电压I t f U /)(=（常数）关系曲线
根据以上蓄电池容量的计算方法及蓄电池技术参数，即可确定设计所选用的蓄电池的型号及容量。
（3）铅酸蓄电池数目的计算：
图12−1−4 蓄电池持续放电1h 冲击放电曲线
图12−1−5 铅酸蓄电池持续放电0.5h 冲击放电曲线容量
1）有端蓄电池。
蓄电池数目的选择，应保证直流母线电压在事故放电终了和充电末期均能比额定电压高5%。
蓄电池总数按下式确定
fm m U U n = （12−1−9）
式中 n ——蓄电池总个数；
m U ——直流母线电压，V ，对220V 直流系数230=m U V ，对110V 直流系统115=m U V ； fm U ——事故放电末期每个蓄电池的电压，V ，变电所一般95.1=fm U V 。
对于220蓄电池，其总数n 为118个；对于110V 蓄电池，其总数为60个。
其电池数
cm m U U n =0 （12−1−10）
式中 0n ——基本蓄电池数；
cm U ——充电末期每个蓄电池的电压，取平均值2.6~2.7V 。
端电池数
0n n n d -= （12−1−11）
在浮充电时，接于直流母线上的蓄电池数
fc m fc U U n = （12−1−12）
式中 fc n ——浮充电时接在母线上的电池数；
fc U ——浮充电时单个蓄电池的电压，取其平均值2.15V ；
m U ——浮充电时直流母线电压，V 。
对220V 直流系统一般取30=d n 个，106=fc n 或108个；对110kV 直流系统16=d n 个，52=fc n 或54个。
2）无端蓄电池。
由于没有端电池，蓄电池的个数应保证在各种正常运行条件下直流母线电压不超过允许值，且在事故放电末期，能够维持直流母线电压水平保证满足直流负荷的需要。
无端电池的直流系统蓄电池的个数，可按下述条件确定：
a ）保证在事故放电末期，维持直流母线的电压水平，即
jn e U U n 85.0= （12−1−13）
式中 n ——蓄电池个数；
e U ——直流母线额定电压，V ；
jn U ——蓄电池放电末期的终止电压，V 。
b ）蓄电池在均衡充电时，直流母线最大电压不应超过允许值，即
B m nU U =max , （12−1−14）
式中 B U ——每个蓄电池均衡充电电压，一般为2.25~2.35V ；
max ,m U ——均衡充电时直流母线最大电压，其值不应大于直流负荷最大允许电压值，一般为
c U 15.1~1.1。