UPS電(diàn)源选择与電(diàn)池容量计算
添加时间：2018-10-25 17:53:04
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弱電(diàn)系统中的UPS電(diàn)源如何选择？市场上那么多(duō)的品牌到底该选择什么样的呢(ne)？電(diàn)池如何配呢(ne)？
简而言之，首先就是要确认人们希望UPS带载的设备的功率，然后就可(kě)以确认好UPS的功率。一般来说，建议负载功率為(wèi)UPS功率的30%~80%。如果负载太大的话，如同时启动时可(kě)能(néng)会造成UPS電(diàn)源过载，负载太小(xiǎo)时，不但造成了浪费，对電(diàn)池的性能(néng)来说也不好。
目前市场上多(duō)见的工作方式有(yǒu)后备式、在線(xiàn)互动式、在線(xiàn)双变换（線(xiàn)纯在線(xiàn)）这三种，具體(tǐ)如下：
后备式的UPS，不带稳压，市電(diàn)与電(diàn)池转换时有(yǒu)转换时间，一般用(yòng)于个人電(diàn)脑保护，或对UPS電(diàn)源性能(néng)要求不高的情况下使用(yòng)，此类型的UPS功率段一般较小(xiǎo)； 在線(xiàn)互动式，不带稳压，市電(diàn)与電(diàn)池转换时有(yǒu)转换时间，但有(yǒu)调压功能(néng)，一般用(yòng)于配線(xiàn)间或微型机房，保护服務(wù)器及网络设备等，此类型的UPS功率段一般在5kVA以下。 在線(xiàn)双变换UPS，市電(diàn)与電(diàn)池转换时无转换时间，无切换时间一般也是用(yòng)于保护服務(wù)器或网络设备以及机房里的其他(tā)设备，此类型的UPS功率段从小(xiǎo)到大都有(yǒu)，跨度比较大1kVA~1000kVA，目前市场上较為(wèi)多(duō)见。
以上几种UPS電(diàn)源的性能(néng)从高到低依次為(wèi)：在線(xiàn)双变换、在線(xiàn)互动式、后备式。价格一般与性能(néng)成正比。那是不是我们一定要选择贵的UPS呢(ne)？答(dá)案是否定的。正如我们的标题，我们要选择适合自己的UPS。如果是给个人電(diàn)脑用(yòng)，那么您选择后备式的UPS就可(kě)以，如果是给服務(wù)器用(yòng)，则应该在在線(xiàn)互动式与在線(xiàn)双变换中来选择，选择应该按以下条件来进行：
设备要求 看设备是否需要很(hěn)高精度的供電(diàn)，可(kě)查看负载设备的铭牌上的标识或询问设备厂家。如需高精度的供電(diàn)，则需要选择在線(xiàn)双变换的UPS。其次是看负载类型，有(yǒu)的负载是不允许供電(diàn)有(yǒu)闪断，如：继電(diàn)器类的设备或开关信号的设备，若為(wèi)这种类型的设备配备在線(xiàn)互动式的UPS，那么就有(yǒu)可(kě)能(néng)在UPS市電(diàn)与電(diàn)池切换时，负载有(yǒu)断電(diàn)或误动作，因此对于这类的设备应该选择在線(xiàn)双变换UPS。如果设备没有(yǒu)以上两个要求，则可(kě)以继续下面步骤。 当地電(diàn)网 如果当地電(diàn)网质量相对较好，也就是说平时電(diàn)压波动较小(xiǎo)，这个时候就可(kě)以考虑选择在線(xiàn)互动式的UPS。但是如果当地電(diàn)网质量较差，電(diàn)压波动较大，那么建议使用(yòng)在線(xiàn)双变换的UPS，这是由于这类型的UPS对市電(diàn)的适应能(néng)力要好于在線(xiàn)互动式。 UPS转電(diàn)池后续航时间 如果要求较長(cháng)时间延时，可(kě)以考虑选择标長(cháng)两用(yòng)的机器或买不带内置電(diàn)池的UPS，这两种UPS電(diàn)源都可(kě)以外配原装電(diàn)池或第三方電(diàn)池，以达到较長(cháng)时间延时的目的。 安装方式 一般来说，UPS電(diàn)源有(yǒu)两种安装方式，一种是塔式安装，一种是机架式安装，可(kě)根据您的机房环境或现场环境来选择，而且还需要注意，不是所有(yǒu)的UPS電(diàn)源都同时支持这两种安装方式，大多(duō)数情况下，机架式的UPS也可(kě)以做塔式安装，但塔式的UPS不一定能(néng)做机架式安装，因為(wèi)塔式的UPS可(kě)能(néng)没办法安装导轨。因此，确认好UPS功率段及工作方式后一定要确认一下UPS電(diàn)源是否可(kě)以满足您的安装要求。
在UPS应用(yòng)中的電(diàn)池共有(yǒu)三种：包括开放型液體(tǐ)铅酸電(diàn)池，免维护電(diàn)池，镍铬電(diàn)池。现UPS厂家所配的電(diàn)池一般為(wèi)免维护電(diàn)池，下面以免维护電(diàn)池為(wèi)主介绍三种電(diàn)池的特点：
1开放型液體(tǐ)铅酸電(diàn)池
此类電(diàn)池按结构可(kě)分(fēn)為(wèi)8-10年，15-20年寿命两种。由于此電(diàn)池硫酸電(diàn)解会产生腐蚀性气體(tǐ)，此类電(diàn)池必须安装在通风并遠(yuǎn)离精密電(diàn)子设备的房间，且電(diàn)池房应铺设防腐蚀瓷砖。
由于蒸发的原因，开放電(diàn)池需定期测量比重，加酸加水。此電(diàn)池可(kě)忍受高温高压和深放電(diàn)。電(diàn)池房应禁烟并用(yòng)开放型電(diàn)池架。
此電(diàn)池充電(diàn)后不能(néng)运输，因而必须在现场安装后充電(diàn)初充電(diàn)一般需55-90小(xiǎo)时。正常每节電(diàn)压為(wèi)2V，初充電(diàn)電(diàn)压為(wèi)2.6-2.7V。
2免维护電(diàn)池
免维护電(diàn)池又(yòu)名阀控式密封铅酸蓄電(diàn)池，在使用(yòng)和维护中需遵循下列原则：
密封電(diàn)池可(kě)允许的运行范围為(wèi)15度-50度，但5度-35度之内使用(yòng)可(kě)延長(cháng)電(diàn)池寿命。在零下15度以下電(diàn)池化學(xué)成分(fēn)将发生变化而不能(néng)充電(diàn)。在20度到25度范围内使用(yòng)将获得最高寿命.電(diàn)池在低温运行将获得長(cháng)寿命但较低容量，在高温运行将获得较高容量但短寿命。 電(diàn)池寿命和温度的关系可(kě)参考如下规则，温度超过摄氏25度后，每高8.3度電(diàn)池寿命将减一半。 免维护電(diàn)池的设计浮充電(diàn)压為(wèi)2.3V/节。12V的電(diàn)池為(wèi)13.8V。CSB公司建议每节2.25-2.3V。在120节電(diàn)池串联的情况下，温度高于摄氏25度后，温度每升高一度浮充電(diàn)压应下调3MV。同样温度每升高一度為(wèi)避免充電(diàn)不足電(diàn)压应上调3MV。放電(diàn)终止電(diàn)压在满负荷(<30分(fēn)钟)情况下為(wèi)1.67V每节。在低放電(diàn)率情况下(小(xiǎo)電(diàn)流長(cháng)时间放電(diàn))要升高至1.7V-1.8V每节，有(yǒu)些UPS可(kě)根据负载量调节充電(diàn)電(diàn)压。 放電(diàn)结束后電(diàn)池若在72小(xiǎo)时内没有(yǒu)再次充電(diàn)。硫酸盐将附着在极板上绝缘充電(diàn)，而损坏電(diàn)池。 電(diàn)池在浮充或均充时，電(diàn)池内部产生的气體(tǐ)在负极板電(diàn)解成水，从而保持電(diàn)池的容量且不必外加水。但電(diàn)池极板的腐蚀将减低電(diàn)池容量。 電(diàn)池隔板寿命在环境温度為(wèi)30-40度时仅為(wèi)5-6个月。長(cháng)时间存放的電(diàn)池每6个月必须充電(diàn)一次。電(diàn)池必须存放在干燥凉爽的环境。在20度的环境下免维护電(diàn)池的自放電(diàn)率為(wèi)3-4%每个月，并随温度变化。 免维护電(diàn)池都配有(yǒu)安全阀，当電(diàn)池内部气压升高到一定程度时安全阀可(kě)自动排除过剩气體(tǐ)，在内部气压恢复时安全阀会自动恢复。 電(diàn)池的周期寿命(充放電(diàn)次数寿命)取决于放電(diàn)率，放電(diàn)深度，以及恢复性充電(diàn)的方式，其中最重要的因素是放電(diàn)深度。在放電(diàn)率和时间一定时，放電(diàn)深度越浅，電(diàn)池周期寿命越長(cháng)。免维护電(diàn)池在25度100%深放電(diàn)情况下周期寿命约為(wèi)200次。 電(diàn)池在到达寿命时表现為(wèi)容量衰减，内部短路，外壳变形，极板腐蚀，开路電(diàn)压降低。 IEEE定义電(diàn)池寿命结束為(wèi)容量不足标称容量AH的80%。标称容量和实际后备时间非線(xiàn)性关系，容量减低20%相应后备时间会减低很(hěn)多(duō)。一些UPS厂家定义電(diàn)池的寿命终止為(wèi)容量降至标称容量的50%-60%。
1蓄電(diàn)池计算方法
例如一台40KVAUPS,直流電(diàn)压為(wèi)384V，每组為(wèi)12V電(diàn)池32节，如果后备时间要求2小(xiǎo)时，则计算電(diàn)池的容量為(wèi)：
40000VA*2H/(0.7*384V)=297AH
所以选择3组100AH電(diàn)池，共96节。
電(diàn)池组的電(diàn)流為(wèi)40KVA/384V=104A，所以電(diàn)池连線(xiàn)选择50mm2電(diàn)缆。
電(diàn)池总数=(功率/直流電(diàn)压*小(xiǎo)时)/每块安时*每组块数
其中功率為(wèi)UPS的功率，直流電(diàn)压為(wèi)UPS電(diàn)池供電(diàn)所要求的電(diàn)压，不同功率的UPS直流電(diàn)压不同，每组块数為(wèi)所要求電(diàn)池的最小(xiǎo)块数，一般配置電(diàn)池时，必须為(wèi)每组块数的整数倍，常见的UPS直流電(diàn)压和每组块数如下(電(diàn)池每块以12V為(wèi)计算依据)：
举例来说，配置一台5K8小(xiǎo)时延时的UPS，其功率為(wèi)5000，直流電(diàn)压為(wèi)96V，每组電(diàn)池8块，配置100AH電(diàn)池，其所需電(diàn)池总数為(wèi)：(5000/96*8)/100*8=32块。
2UPS蓄電(diàn)池配置的计算方法
负载总功率P总(W)，考虑到UPS的功率因数，在计算时可(kě)直接以P总的伏安(VA)為(wèi)单位 V低是蓄電(diàn)池放電(diàn)后的终止電(diàn)压(V)，2V電(diàn)池V低=1.7V;12V電(diàn)池V低=10.2V V浮是蓄電(diàn)池的浮充電(diàn)压(V)，2V電(diàn)池V浮=2.3V;12V電(diàn)池V浮=13.8V Kh為(wèi)電(diàn)池容量换算系数(Ct/C10)，10Hr放電(diàn)率為(wèi)1，5Hr放電(diàn)率0.9，3Hr放電(diàn)率為(wèi)0.75，1Hr放電(diàn)率為(wèi)0.6 I為(wèi)電(diàn)池工作電(diàn)流(A)，T為(wèi)连续放電(diàn)时间(H)，V為(wèi)UPS外接電(diàn)池的直流供電(diàn)電(diàn)压(V) 12V单體(tǐ)電(diàn)池的数量N：N=V÷122V单體(tǐ)電(diàn)池的数量為(wèi)6N 電(diàn)池工作電(diàn)流I：I=P总÷V 实际電(diàn)池容量C：C=I×T÷Kh 例如：功率為(wèi)1KVA的電(diàn)源备用(yòng)时间4小(xiǎo)时，选择UPS的型号為(wèi)HP9101H，V=36V，则 ①N=36V÷12V=3节 ②I=1000VA÷36V=28A ③C=24A×4H÷0.9=124AH ④電(diàn)池的配量可(kě)选用(yòng)100AH一组3节，或65AH二组6节，选用(yòng)的结果有(yǒu)偏离，这要看用(yòng)户的需求和成本的考虑。 注：12V蓄電(diàn)池常用(yòng)容量规格為(wèi)7Ah、17Ah、24Ah、38Ah、65Ah、100Ah、200Ah等。
