目前UPS已經(jīng)廣泛使用在各個經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域,在通信、電子商務(wù)、金融、醫(yī)療、石化、工業(yè)自動化等領(lǐng)域起到重要的作用,不僅是保護(hù) UPS所帶的負(fù)載本身,更重要是保護(hù)負(fù)載所生產(chǎn)出來的產(chǎn)品,如電腦中的數(shù)據(jù)。蓄電池作為UPS中的重要組成部分,對于標(biāo)準(zhǔn)時間機(jī)器,一般約占UPS電源總成本的1/4,對于長時間UPS電源而言,蓄電池的成本可能超過UPS電源主機(jī)的成本。由于蓄電池本身或者電池管理上的原因,目前有許多UPS電源故障是由蓄電池引起(1/3)。因此有必要加強(qiáng)對蓄電池特性的了解,正確選配和使用蓄電池,盡可能地延長蓄電池的使用壽命。同時如何管理蓄電池成為各個UPS廠家重點(diǎn)研究的問題。
單進(jìn)單出傳統(tǒng)在線式,一般采用16節(jié)*12V=192V,充電電壓為216V左右,因?yàn)樵撾妷号c低限值交流整流后的電壓相當(dāng)(75%*220*1.414*0.9=210V)。以3~15kVA單進(jìn)單出機(jī)器居多。
對于三進(jìn)單出的傳統(tǒng)電路結(jié)構(gòu),一般先采用自耦變壓器(或隔離變壓器)降壓,也適用16節(jié)*12V=192V或者32節(jié)384V。
至于三進(jìn)三出機(jī)器,則電池電壓等級更多,有348V、360V、576V、720V。
對于小功率高頻機(jī)器,1kVA的電池電壓以36V的居多,也有24V或48V的,2kVA一般為72V,也有2kVA和3kVA為了電池兼容,都采用96V的。原則是采用N個7AH的電池滿足標(biāo)機(jī)的時間(5—10分鐘)需要,以達(dá)到最佳性價比。
P是UPS的標(biāo)稱輸出功率(VA),cosф是用戶負(fù)載的功率因數(shù),一般取為0.7。η是UPS的逆變效率, N是電池個數(shù),E是電池放電電壓(V),可以設(shè)定為12V(剛開始放電時電壓高于12V,放電終止前電壓低于12V,但是整個放電過程在12V左右支持時間最長).
在得出電流后,根據(jù)用戶需要的支持時間,I*t=Ah,便可以得到需要的安時數(shù),然后再根據(jù)放電特性曲線或特性表進(jìn)行修正。
考慮到絕大多數(shù)用戶實(shí)際使用的負(fù)載一般為額定值的50~80%,因此很多UPS代理商一般按照80%甚至60%計(jì)算。因此有兩種計(jì)算方法,一是按UPS額定輸出容量計(jì)算,二是按實(shí)際負(fù)荷所需功率計(jì)算。
下面對一臺10KVA電池電壓為192V 或240V的UPS分別需要1h\3h\10h\24h的電池容量進(jìn)行計(jì)算:
放電電流:
如果按100%的負(fù)載計(jì)算,則電池放電電流為42(A)
如果用戶需要支持時間為10小時,則容量100%可用,直接得出10h*42A=420Ah
支持時間為24小時,則容量約105%可用,得24h*42A/105%=960Ah
支持時間為3小時,則容量約75%可用,得3h*42A/75%=168Ah
支持時間為1小時,則容量約52%可用,得1h*42A/52%=80Ah
如果按80%的負(fù)載計(jì)算,則42*80%=33.6(A)
如果用戶需要支持時間為10小時,則容量100%可用,直接得出10h*33.6A=336Ah
支持時間為24小時,則放電電流為1/24 C10A=0.042 C10A,查表知約105%容量可用,得24h*33.6A/105%=768Ah
支持時間為3小時,則容量約75%可用,得3h*33.6A/75%=135Ah
支持時間為1小時,則容量約52%可用,得1h*33.6A/52%=64Ah