ups电池使用时间的计算方法介绍(doc 12页)

ups电池使用时间的计算方法

市电停电后，UPS是依靠电池储能供电给负载的。标准型UPS本身机内自带电池，在停电后一般可以继续供电几分钟至几十分钟；而长效型UPS配有外置电池组，可以满足用户长时间停电时继续供电的需要，一般长效型UPS满载配置时间可达数小时以上。

一般长效型UPS备用时间主要受电池成成本、安装空间大小以及电池回充时间等因素的限制。一般在电力环境较差、停电较为频繁的地区采用UPS与发电机配合供电的方式。当停电时，UPS先由电池供电一段时间，如停电时间较长，可以起动备用发电机对UPS继续供电，当市电恢复时再切换到市电供电。

电池供电时意主要受负载大小、电池容量、环境温度、电池放电截

止电压等因数影响。一般计算机UPS电池供电时间，可以先计算出电池放电电流，然后根据电池放电曲线查处放电时间。电池放电电流可以按以下经验公式计算：

放电电流=UPS容量(VA）×功率因数/(电池放电平均电压×效率）如果计算实际负载下的电池放电时间，只需将UPS容量换为实际负载容量即可

后备延时电池的配置方法

在UPS电源运行中，如果遇到市电供电中断时，蓄电池必须在用户所预期的一段时间内向逆变器提供足够的直流能源，以便在带额定负载的条件下，其电压不应下降到蓄电池组允许的最低临界放电电压以下。蓄电池的实际可供使用容量与下列等因素有关：

①蓄电池放电电流大小

②蓄电池环境工作温度

③蓄电池存储、使用的时间长短

④负载特性（电阻性、电感性、电容性）及大小只有在考虑上述因素之后，才能正确选择和确定蓄电池的可供使用容量与蓄电池标称容量的比率。决定UPS后备长延时电池容量的重要因素是负荷大小、种类和特性。目前常用的微型机及其配件的负载特性如下表。

常见的微机、服务器及其配件的负载特性

* 包括：9406E45 Processer，9337DASD array

7280 tape drive 和3477 display Station各一台

UPS长延时电池的容量（Ah）值计算方法有如下两种：

方法一

（1）利用电池生产厂商提供的电池组的恒流放电特性曲线来计

算（指电池从放电开始，直到它的端电压下降到临界放电电压为止，它的放电电流均为一个常数），计算步骤如下：首先计算蓄电池的最大放电电流值：

I最大=(P cosΦ)/(ηE临界)

式中：P是UPS的标称输出功率；cosΦ是UPS的输出功率因数，η是UPS逆变器的效率，一般取0.88～0.94 (大型UPS电源的效率比小型的效率高)，E临界是蓄电池组的临界放电电压（12V 蓄电池的临界放电电压约为10V，2V蓄电池的临界放电电压约为1.67V）。根

举例说明：系列120kVA UPS，满负载后备延时时间为30分钟，需配置多大容量的蓄电池？系列UPS的逆变器额定的直流工作电压为：384V；要求每组蓄电池是由32块12V的单元电池串联而成（电池组的标称电压为：32×12=384V），该蓄电池组的临界放电电压E临界为32×10=320V，按公式I最大=(P cosΦ)/(ηE临界)计算出该蓄电池组所需的最大电流I最大。

根据用户要求；UPS满负载后备延时时间为30分钟，从上图查出，此时需要电池组提供的放电速率应为0.92C左右。据此可得电池组的容量为：

据用户确定的蓄电池组的后备供电时间，就可以从下图查出所需的电池组的放电速率值。据此，我们就可以根据C=电池组的实际放电电流/电池组的标称容量，而得到应该配置的电池组的容量

（Ah）值。

因此可以选用12V 90Ah电池的32块串联形成一组电池组，共4组并联，构成的总容量为360Ah的并联电池组。在上面计算中，由于使用E临界——电池的最低界放电电压值，所以会导致所要求的电池组的安时容量偏大的局面。这是因为当电池在刚放电时所需的放电电流时显小于I最大的缘故。按目前的使用经验，可在上述计算值的基础上再乘0.8校正因数。基于上述原因：我们可以选用362Ah×0.8=290Ah容量的电池组就能满足用户的UPS供电系统的要求。因此可以选用12V 100Ah电池的32块串联形成一组电池组，共3组并联

方法二

利用下表所示的电池恒功率放电（指电池从开始放电起，直到它的端电压下降到它的临界放电电压时为止，它的端电压和放电电流的乘积都是一个常数值）数据表来计算所需的后备电池的容量值。12V100AH电池的恒功率放电数据表（W），以2V为计算单位

于

池

商

供的恒功率放电时间表都是以2V的单元电池为计算基准，所以按下式来计算电池所应提供的总功率值:

W=(P·cosΦ) / (ηN·6) （2）

式中：P为UPS的标称输出功率；cosΦ为UPS的输出功率因数，η为UPS逆变器的效率，N为UPS需要串联的12V电池的个数。按（2）式计算出蓄电池所应提供的功率（瓦）值后，根据用户要求的电池后备供电时间，从上表中查出每个单元电池所应具有的

容量值。

举例说明：系列120kVA UPS，满负载后备延时时间为30分钟，需配置多大容量的蓄电池？首先按（2）式计算出电池组所应该提供的总功率值：

W=(120×1000VA×0.8)/(0.9×32×6)=555（W）

然后从上表中可查出，当电池组的后备供电时间为30分钟时，将临界放电电压取为1.67V，则对12V100AH的电池而言每个单元电池可提供的功率为：208W。如果用这样的电池来构成UPS供电系统所需的后备电池组，则需并联上由32块串联电池所组成的电池组的组数应为：555W/208W=2.67组。即选用容量为

12V100Ah的电池32个串联成一组，需2.67组的并联就能满足

120kVA UPS满负载延时30分钟的需求。因此实际可选用3组12V100AH电池，每组32块串联。

如何理解UPS的功率和负载匹配

功率是电能的单位，一般用瓦(W)或千瓦(KW)来表示，亦有用电压乘电流叫伏安(VA)或千伏安(KVA)来表示的。有的UPS用w来表示其输出功率，如：500W、1000W等。有的用VA来表示其输出功率大小，如3KVA、5KVA等。VA与W的一般换算为后者是前者的0．8倍，如3KVA即(3000*0．8=)2．4KW。UPS是给负载(用电的设备)供电用的，每一种UPS都有特定的输出功率能力如3KVA的UPS，其最大输出功率是3千伏安或2．4千瓦，要求接到这台UPS上的设备的耗电功率总和不能超过2．4千瓦。请大家注意，我们给任何一种UPS匹配负载时一般以瓦(w)作为计算依据的。负载用的设备都在它的背板上标明耗电功率(叫做额定功率)．你把所有接到UPS上的设备的额定功率统加起来不超过UPS 的输出功率就行，这通常叫做输出功率与耗电功率匹配。但有些设备启动功率是额定功率的3～5倍，如打印机额定功率为200W，在计算匹配时要按5*200W=1000W折算。除打印机以外的其他用电设备，一般启动功率均会略大于额定功率，故考虑匹配时最好按UPS的80％负载率进行考虑。标准的UPS未加外接电池前，在它的输出功率与负载耗电功率完全匹配(全负载)的情况下，一般从市电消失时算起可供电约6分钟