關于UPS電池后備時間的計算

 電池的計算主要是由串聯(lián)個數和電池容量及并聯(lián)組數三個組成 1、串聯(lián)組數：取決于實際使用的 UPS 主機中間直流電壓。不同主機型號，串聯(lián)電池的數量 可能會有差別。 2、電池容量 AH 數計算 電池的計算主要依據電池廠家提供的資料和數據,提供什么樣的數據就采用相應的計算方法. 總體來講有三種方法：即功率法、電流法和曲線法。功率法是最準確的方法。 每個電池都是由一個或多個小電池單體(Cell)串聯(lián)構成的，每個小電池單體的額定電壓為 2V。電池有兩個重要參數:電池電壓(V)、電池容量(安時數 AH)。目前電池廠家生產的鉛酸 免維護電池在 7AH。100AH，均采用 12V 方式，即 6 個小電池單體封裝在一個殼體里面。 120-200AH 電池采用 6V 方式，300AH 即以上采用 2V 方式。 要準確計算電池,必須知道如下基本數據： 1、后備時間---由用戶提供 2、電池個數----由 UPS 特性確定 3、電池放電終止電壓---UPS 特性確提 4、UPS 逆變器效率 5、UPS 輸出功率 KVA  6、UPS 輸出功率因數 根據電池廠家提供的技術資料,我們采用如下的計算方法:  電池組提供的功率=(UPS KVA 數×輸出功率因數)÷逆變器的效率 每個 CELL 提供的功率＝電池組提供的功率÷電池個數÷每個電池 CELL 數 舉例：931580KVA/64KWUPS，20 分鐘 由 9315UPS 機型資料可知，其直流電壓為 480V，即：40 塊電池/每組。 準備選配 UPS12-300 型 100AH 電池。 電池組提供的功率=80KVA×0.8÷0.95=67.37KW  每個 CELL 提供的功率=67.37KW÷40÷6=281W  查大力神 UPS12－300 型電池參數表，在 20 分鐘放電時間，1.70V/CELL 終止放電電壓一 欄，每個 CELL 提供的功率為 267W，在 15 分鐘放電時間，1.70V/CELL 終止放電電壓一欄， 每個 CELL 提供的功率為 320W,所以估計滿載放電時間 17 分鐘。 3、并聯(lián)組數 有時由于 UPS 容量比較大，或者要求的后備時間比較長，僅配用一組電池時并不能滿足 用戶的要求，此時可考慮用多組電池并聯(lián)動行。但一般并聯(lián)的組數不宜太多。 D、如何提高供電系統(tǒng)的安全性？提出諸如并聯(lián)冗余、串聯(lián)熱備份等各種可行的建議方案， 并作優(yōu)缺比較； 為了提高 UPS 供電系統(tǒng)的可靠性,目前世界上的 UPS 廠家有三種備份方案:串聯(lián)備份、冗余 并聯(lián)和并聯(lián)熱備份（并聯(lián)熱備份僅愛克賽 PB4000 有此運行方式）。 串聯(lián)備份技術是一種歷史悠久、簡單而成熟可靠的備份方案,被廣泛地應用于世界各地．UPS 串聯(lián)備份的定義是:從機的逆變器輸出直接接到主機的旁路輸入端,這樣一旦主機逆變器出故 障時,能快速切換到旁路,也即從機的逆變器輸出,保證了負載供電的連續(xù)性。 在 各 種 UPS 技 術 資 料 中 , 串 聯(lián) 的 英 文 為 SERIESCONFIGURATION 或 ISOLATEDREDUNDANT,在中文里串聯(lián)也有稱熱備份的.以下簡稱串聯(lián).采用串聯(lián) UPS 的目 的是提高整個 UPS 供電系統(tǒng)的可靠性,滿足用戶對于高可靠性的要求. 串聯(lián)的定義為兩臺 UPS 單機以主從方式連接在一起,構成一套供電系統(tǒng).其中,從機的輸出連 接到主機的旁路輸入端,系統(tǒng)正常時,由主機逆變器給負載供電,當主機逆變器故障,過溫或過 載時,主機切換到旁路,由從機給負載供電.如下圖所示.  UPS 串聯(lián)的特點是,兩臺 UPS 均為完整的具有獨立旁路的在線式 UPS 單機.兩臺 UPS 除了電 源線的連接外不需要其他信號的連接.在正常情況下,主機 100%的給負載供電,從機的負載為 零.  那么什么樣的 UPS 可以組成串聯(lián)系統(tǒng)呢?必須具有如下技術條件:  1.必須是在線式 UPS 電源,這樣逆變器才能保持和旁路的同步.  2.UPS 具有整流器和旁路雙重輸入端.  3.UPS 能承受 100%的負載跳變.  串聯(lián)是和并聯(lián)相對而言的,相比之下,串聯(lián)有什么優(yōu)缺點呢?  我們認為串聯(lián)的優(yōu)點為:  1.結構簡單,安裝方便 2.價格便宜,  3.不同公司,不同功率的 UPS 也可串聯(lián).  UPS 串聯(lián)的缺點為:  1.不能擴容.  2.主從機老化不一至.從機電池壽命降低.  3.當負載有短路故障時,從機逆變器容易損壞.  在實際運用過程中,為了更好的發(fā)揮串聯(lián)備份的優(yōu)點,其連接方式又有如下一些變化,我們將 這些不同的連接方法歸納如下:  1.一備一的標準串聯(lián).  2.一備二或一備 N 的串聯(lián).  3.無獨立旁路的直接串聯(lián).  4.有旁路優(yōu)先功能的 UPS 串聯(lián).  5.負載主從分配的串聯(lián)方法.  冗余并聯(lián)技術是近年來發(fā)展起來的采用更復雜技術的一種備份方式.冗余并聯(lián)解決了串聯(lián) 備份主從 UPS 電源老化不一致的問題,并且能夠實現增容功能(如兩臺 100KVAUPS 電源并聯(lián) 可輸出 200KVA 功率).但是冗余并聯(lián)不可避免地出現了環(huán)流問題.目前采用 UPS 冗余并聯(lián)的 廠家環(huán)流最大的為 8-10%,最小的為 2-4%.  UPS 冗余并聯(lián)的定義是:兩臺或多臺 UPS(目前最多為 9 臺)的輸出端直接短接在一起,同時給 負載供電,每臺UPS均分負載.沒有主從機之分.當一臺UPS的逆變器出故障時,立即自動脫機, 負載由余下的 UPS 均要實現冗余并聯(lián)必須解決以下技術問題:  1.各 UPS 逆變器輸出波形保持同相位,同頻 愛克賽 9305 系列可采用無線并聯(lián)技術，在產品 中做介紹。PB4000 系列還能實現不同容量并聯(lián)。 E、如何滿足用電負荷的持續(xù)增加？系統(tǒng)的可擴充性、以及容量如何平滑升級、保護既有投 資； 滿足后期負荷增加的比較有效的方法是后期擴容。9305 系列可 4 臺并聯(lián)運行；PB4000 系列可最多 8 臺并聯(lián)運行，并且 PB4000 還能實現不同容量并聯(lián)運行，以最大限度保護用戶 的既有投資，平滑升級。