如何计算UPS蓄电池配置及蓄电池的放电时间

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如何计算UPS蓄电池配置及蓄电池的放电时间?
以上问题是使用UPS的系统集成商、用户经常困扰的一个问题,甚至是很多UPS
经销商都对这个问题也没法说清,或是错误的报给客户,结果造成很多问题发生。
蓄电池的放电时间要根据实际负载的功率来计算。

首先要明确一个概念,就是蓄电池的放电电流与放电时间不是线性的,有人认为
20A放电5小时就要用100AH的,这样就错了。蓄电池的容量一般都是20HR(小
时率)的,也就是说只有以5A放电20小时才是配100AH的,因为100AH的电池
在5A可以放电20小时,在10A时只有9小时左右,20A时只有4小时左右。但
在2A时确可以放60小时以上。这就是蓄电池放电时间与电流的非线性关系。正
因为非线性关系就有了下面这个表。

请大家先来熟悉一下下面的电池恒电流放电参数表,以保护神电池为例,指在一
定的电流下放电能达到多长时间
UPS用的12V电池一般终止电压为10.5V。
以下算法是按保护神电池在温度为25度时的计算结果,蓄电池的实际放电容量
也与温度有关,如MF12-100的电池,在摄氏10度以0.1C电流放电,蓄电池能
表现的容量约为85AH,3-5年后蓄电池随着内部老化放电时间会渐渐缩短,是正
常现象。

如果知道负载功率,如何来配置蓄电池组的数量来达
到预定的时间?

如负载的的功率为2000W,需要延时2小时。怎样配UPS及蓄电池呢?
首先算出蓄电池的放电电流,能量守恒,UPS的放电电量与蓄电池的放电电量是
基本相等的。所以可以直接按2000W的功率来算出电池的放电电流。如果我们配
的UPS是山特3KVA的,12V电池个数是8只,终止电压是10.5*8=84V,放电时
的计算电流是2000W/84V=23.8A,如逆变器的效率按95%来算,则实际电流为
23.8/0.95=25A。
再对照上面的表,看有哪个电池的规格能在终止电压为10.5V、放电电流25A时
可以达到2小时,很明显,MF12-65(12V-65AH)的这款可以达到。所以电池的
配置就选12V-65AH 8只。这样就可以满足要求了。

其它规格也都是这样计算的,又比如,12V-100AH的电池在27.2A时可以放电3
小时,如果电流在55A时需要放电3小时,就需要选12V-100AH的电池2组并联
使用才可以达到相应的时间。

如果知道蓄电池的容量,如何知道能放电多长时间?
比如现有一台6KVA的UPS,配了一组MF12-26(12V-26AH)的蓄电池,想知道能
放电多长时间。6KVA的UPS功率因素是0.7,最大有功功率是4.2KW,首先要确
定UPS后面接设备的实际功率是多大,可以估计一下,也可以用钳流表来测一下
电流。

如果半载即2KW左右的话能延时多久呢?6KVA的直流电压是240V,放电终止电
压是210V,逆变器效率是95%,这样电池的放电电流是:2000W/210V/0.95=10A,
再对比上面的恒流参数表,MF12-26的电池在9.96时可以放电2小时,因此,
如果设备功率为2KW时,这样一组电池的放电时间约为2小时。

如果按满载,即设备的功率为4200W时,这样一组12V-26AH的电池能放电多久
呢?和上面一样,电池的放电电流是4200W/210V/0.95=21A。再对比上面的恒
流参数表,MF12-26的电池在21.7A6时可以放电45分钟,因此,如果设备功率
为4.2KW时,这样一组电池的放电时间约为45分钟。

如何测蓄电池的容量
现在市场上蓄电池品牌很多,质量好坏不一,以次充好的现象很多,甚至把100AH
做成50AH来卖,想要知道蓄电池的真实容量,只有一个办法:放电!最简单的
就是用个UPS加白炽灯泡来放电。比如一组电池3只,接上500W的灯泡来放电,
放了3个小时,那这个电池的容量是多少呢?还是与上面一样来计算放电的电
流。计算结果约17A,对比上面的恒流放电参数表,看哪款电池在17A左右可以
放3个小时,对比发现实际容量是65AH的。

由此方法计算出的:常用UPS蓄电池配置表

一.
EPS电池数量(12V电池)

1.三相进三相出
2.2KW-400KW 41节
2.单相进单相出
0.5KW-2KW 4节
3KW-5KW 8节
6KW-10KW 12节
二.
EPS电池容量计算(12V电池)

1.三进三出
(1)计算电流:
A=EPS(功率)W/[41节*10.8V]
(2)计算电池容量:
AH=A*H
*例 55KW 90分钟为例:
A=55000W/[41节*10.8V]=124A
AH=124A*1.5H=186AH(选200AH)
三.单相进单相出

(1)计算电流:
A=EPS(功率)W/[N电池节数*10.8V]
(2) 计算电池容量:
AH=A*H
* 以3KW 90分钟为例:
A=3000W/[8节*10.8V]=34.72A
AH=34.72*1.5=52.08AH(选50AH)