鉅大LARGE | 點擊量：5129次 | 2018年11月01日
UPS電源選擇與電池容量計算
一、簡介
UPS，即不間斷電源，是將蓄電池（多為鉛酸免維護蓄電池）與主機相連接，通過主機逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。主要用于給單臺計算機、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備如電磁閥、壓力變送器等提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應(yīng)。當(dāng)市電輸入正常時，UPS將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負載使用，此時的UPS就是一臺交流式電穩(wěn)壓器，同時它還向機內(nèi)電池充電；當(dāng)市電中斷（事故停電）時，UPS立即將電池的直流電能，通過逆變器切換轉(zhuǎn)換的方法向負載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電，使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞。UPS設(shè)備通常對電壓過高或電壓過低都能提供保護。
二、特點
UPS是針對中國電網(wǎng)環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、醫(yī)療系統(tǒng)等對電源的可靠性要求，克服中、大型計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集中供電所造成的供電電網(wǎng)環(huán)境日益惡劣的問題，以全新的數(shù)字技術(shù)研制出的第三代工頻純在線式智能型UPS。直流電源，是維持電路中形成穩(wěn)恒電流的裝置。如干電池、蓄電池、直流發(fā)電機等。
UPS和直流電源是企業(yè)重要的供電保障設(shè)備，傳統(tǒng)的維護管理包括：①日常巡檢外觀，定期更換電池、濾波電容、風(fēng)機等易損件，大修時做電池活化等；②改造或采用換代設(shè)備，使用高級工具測試電池性能。這種管理方式企業(yè)投入成本高，維護人員工作量大，不易實時掌握設(shè)備運行狀態(tài)和關(guān)鍵數(shù)據(jù)，設(shè)備事故預(yù)防能力低。實施在線維護管理可避免傳統(tǒng)方式的不足之處，獲得良好效益。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
UPS的中文意思為“不間斷電源”，是英語“UninterruptiblePowerSystem/UninterruptiblePowerSupply”的縮寫，它可以保障計算機系統(tǒng)在停電之后繼續(xù)工作一段時間以使用戶能夠緊急存盤，使用戶不致因停電而影響工作或丟失數(shù)據(jù)。
三、組成
UPS電源系統(tǒng)由五部分組成：主路、旁路、電池等電源輸入電路，進行AC/DC變換的整流器（REC），進行DC/AC變換的逆變器（INV），逆變和旁路輸出切換電路以及蓄能電池。其系統(tǒng)的穩(wěn)壓功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高頻開關(guān)整流器，本身具有可根據(jù)外電的變化控制輸出幅度的功能，從而當(dāng)外電發(fā)生變化時（該變化應(yīng)滿足系統(tǒng)要求），輸出幅度基本不變的整流電壓。凈化功能由儲能電池來完成，由于整流器對瞬時脈沖干擾不能消除，整流后的電壓仍存在干擾脈沖。儲能電池除可存儲直流直能的功能外，對整流器來說就像接了一只大容器電容器，其等效電容量的大小，與儲能電池容量大小成正比。由于電容兩端的電壓是不能突變的，即利用了電容器對脈沖的平滑特性消除了脈沖干擾，起到了凈化功能，也稱
對干擾的屏蔽。頻率的穩(wěn)定則由變換器來完成，頻率穩(wěn)定度取決于變換器的振蕩頻率的穩(wěn)定程度。為方便UPS電源系統(tǒng)的日常操作與維護，設(shè)計了系統(tǒng)工作開關(guān)，主機自檢故障后的自動旁路開關(guān)，檢修旁路開關(guān)等開關(guān)控制。
在電網(wǎng)電壓工作正常時，給負載供電如圖1-1所示，而且，同時給儲能電池充電；當(dāng)突發(fā)停電時，UPS電源開始工作，由儲能電池供給負載所需電源，維持正常的生產(chǎn)（如粗黑→所示）；當(dāng)由于生產(chǎn)需要，負載嚴(yán)重過載時，由電網(wǎng)電壓經(jīng)整流直接給負載供電（如虛線所示）。
四、發(fā)展
飛輪式
在使用電池的時代之前，不間斷電源曾經(jīng)使用飛輪和內(nèi)燃機為負載提供電能供應(yīng)，這種不間斷電源被稱為飛輪式或旋轉(zhuǎn)式不間斷電源。飛輪式不間斷電源由整流器、直流電動機、飛輪、柴油機（或汽油機）及發(fā)電機等組成。在電網(wǎng)供電的情況下，由整流器提供的直流電驅(qū)動電動機帶動飛輪旋轉(zhuǎn)，并且?guī)Оl(fā)電機為負載供電。由于飛輪的慣性作用，發(fā)電機轉(zhuǎn)速可以保持均衡，此時不間斷電源起過濾電網(wǎng)干擾的作用。當(dāng)電網(wǎng)斷電后，飛輪繼續(xù)帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，同時啟動柴油機帶動發(fā)電機發(fā)電，替代原有電網(wǎng)為負載供電。
由于飛輪式不間斷電源使用內(nèi)燃機提供電力，會產(chǎn)生較大的噪音同時體積也較大，因此被用于應(yīng)急情況和一些自然狀況惡劣的場合，通常情況下不間斷電源會使用蓄電池來提供電力。
五、UPS優(yōu)點
不間斷電源的主要優(yōu)點，在于它的不間斷供電能力。在市電交流輸入正常時，UPS把交流電整流成直流電，然后再把直流電逆變成穩(wěn)定無雜質(zhì)的交流電，給后級負載使用。一旦市電交流輸入異常，比如欠壓了或者停電了又或者頻率異常了，那么UPS會啟用備用能源-蓄電池，UPS的整流電路會關(guān)斷，相應(yīng)的，會把蓄電池的直流電逆變成穩(wěn)定無雜質(zhì)的交流電，繼續(xù)給后級負載使用。這就是UPS不間斷供電能力的由來。圖1是典型的UPS框圖。
當(dāng)然，UPS的不間斷供電時間不是無限的，這個時間受制于蓄電池自身儲存能量的大小。如果發(fā)生交流停電，那么在UPS的蓄電池供電的寶貴時間內(nèi)，您需要做的就是趕緊恢復(fù)交流電，比如啟用備用交流電回路、啟用油機發(fā)電，實在不行，就只能緊急存盤，保存勞動成果，等待交流電恢復(fù)正常后再繼續(xù)。
六、應(yīng)用
不間斷電源現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于：礦山、航天、工業(yè)、通訊、特種、醫(yī)院、計算機業(yè)務(wù)終端、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備、應(yīng)急照明系統(tǒng)、鐵路、航運、交通、電廠、變電站、特種、消防安全報警系統(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)、程控交換機、移動通訊、太陽能儲存能量轉(zhuǎn)換設(shè)備、控制設(shè)備及其緊急保護系統(tǒng)、個人計算機等領(lǐng)域。
七、算法
教您如何計算UPS配置電池的數(shù)量UPS—UninterruptiblePowerSystem是不間斷電源系統(tǒng)的簡稱。作用是提供不間斷的穩(wěn)定可靠的交流電源，在市電中斷(停電)時UPS之所以能不間斷的供電。是有蓄電池儲能的結(jié)果。所能供電時間的長短由蓄電池的容量大小決定?，F(xiàn)將UPS蓄電池配置的計算方法介紹如下：
一、下列因素影響備用時間：
1、負載總功率P總(W)，考慮到UPS的功率因數(shù)，在計算時可直接以P總的伏安(VA)為單位來計算
2、V低是蓄電池放電后的終止電壓(V)，2V電池V低=1.7V;12V電池V低=10.2V
3、V浮是蓄電池的浮充電壓(V)，2V電池V浮=2.3V;12V電池V浮=13.8V
4、Kh為電池容量換算系數(shù)(Ct/C10)，10Hr放電率為1，5Hr放電率0.9，3Hr放電率為0.75，1Hr放電率為0.6
5、I為電池工作電流(A)，T為連.續(xù)放電時間(H)，V為UPS外接電池的直流供電電壓(V)
二、計算方法
1、12V單體電池的數(shù)量N：N=V÷122V單體電池的數(shù)量為6N
2、電池工作電流I：I=P總÷V
3、實際電池容量C：C=I×T÷Kh
例如：功率為1KVA的電源備用時間4小時，選擇科士達UPS的型號為HP9101H，V=36V，則①N=36V÷12V=3節(jié)②I=1000VA÷36V=28A②C=24A×4H÷0.9=124AH③電池的配量可選用100AH一組3節(jié)，或65AH二組6節(jié)，選用的結(jié)果有偏離，這要看用戶的需求和成本的考慮。注：12V蓄電池常用容量規(guī)格為7Ah、17Ah、24Ah、38Ah、65Ah、100Ah、200Ah。
蓄電池計算方法：例如一臺山特40KVAUPS電源，直流電壓為384V，每組為12V電池32節(jié)，如果后備時間要求2小時，則計算電池的容量為：40000VA*2H/(0.7*384V)=297AH所以選擇3組100AH電池，共96節(jié)。
電池組的電流為40KVA/384V=104A，所以電池連線選擇50mm2電纜。
電池總數(shù)=(功率/直流電壓*小時)/每塊安時*每組塊數(shù)
其中功率為UPS的功率，直流電壓為UPS電池供電所要求的電壓，不同功率的UPS直流電壓不同，每組塊數(shù)為所要求電池的最小塊數(shù)，一般配置電池時，必須為每組塊數(shù)的整數(shù)倍，常見的UPS直流電壓和每組塊數(shù)如下(電池每塊以12V為計算依據(jù))：舉例來說，配置一臺5KVA延時8小時的UPS,其功率為5000，直流電壓為96V，每組電池8塊，配置100AH電池，其所需電池總數(shù)為：(5000/96*8)/100*8=32塊
UPS電池數(shù)量配置多少個,怎么算?比如說20KVA規(guī)格的UPS,后續(xù)一個小時電量,然后選用松下電池12V,65AH,電池,請問電池數(shù)要多少個?計算方式是不是20KVA*1H*1000/12/65=25個,請問計算方式對嗎?
給你一個分解步驟和算法!方便你理解
1：看主機的直流電壓（通常分為192V和240V）該主機功率因素（通常情況下有0.7、0.80.9三種）
2：算一個小時需要的電池容量（假設(shè)該20K機器功率因素為0.7直流電壓240V）：
計算公式：電池容量=主機功率*功率因素/直流電壓*時間既20000*0.7/240*1=58.3333AH3因為電池電壓為12V直流電壓為240V1小時需要最低電池容量為58.3333所以需要65AH電池240V/12V=20節(jié)需要20接65AH的電池可以供應(yīng)20K一小時。
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