如何计算UPS蓄电池配置及蓄电池的放电时间

1、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。I= Pcos & /n E其中 P 是 UPS 的标称输出功率 ;cos &是负载功率因数 ;n是逆变器的效率；Ei 是电池放电终了电压，一般指电池组的电压。 将具体数据代入上式， 求出电池最大放电电流后， 即可从电池的各温 度下放电电流与放电时间的关系图上查出相应的放电时间。首先要明确一个概念，就是 蓄电池的放电电流与放电

2、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，例，指在一定的电流下放电能到达多长时间UPS 用的 12V 电池一般终止电压为 10.5V；2V 电池以 保护神电池 为般终止电压

3、为1.7V。MF Standarti SeriesPtWCrSOlfMF蘊碓来酣电池更电渝EE电畫數京培©EcF砒町放电肘间电池規格蝮止电玉tniln5mln15rnin30mfn45niin伽2 k3hr5hBhr伽2Mr10.80373020 0010 60eao5 154202.501 &21,190.000.650.3510.5041 7022 0011.207 065 30d佃2.541 8320fl. BOQ6&0 35MF t2 7(w)10.20455023 4011.607.215 384 352.551.S41200.800.660.359 904

4、B5D24 3011.907.305.434.M2.551.&4120O.BC0.660.3596d51 6024fi012.007355 464.392 561 &41 M0B00660 3510.80300025.9015.0050.607 906 403.702.60t.7D1150980.5010.503370287016.8010.70fl 106 503.70270t.701.20100050MF 12-1QA*0.203B4032 00179011 00« 30fi.703fl02751801201000 5140 00S17D1«.4011.

5、2Dfl.306 703.fi0275101201.000.5141 BQ35-5019.20TI.4OB.30C.ZD3-802je1.20IUD0期1DBO30 no7S9016 0010 607 506 403 707 60t 701.15ow0 5010 503370287016 8010.70fl. 106503.702.70t.701201.000.50MF U0B(w|102038401Z00i/eo11.00£.30fi.7D3.B02.751.BQ1.201.000.51ga4D0033 TO18.4011.2GB.306 703&02751 fiO1.20

6、1.000.S19.60418035501920fl .408.306703.802.751 801,201.000.5110 80771047.7026 4017.2013 1010706.384.6230119&1620.M10 50912054 5026 50IS 1013 601100634 673 032.001&A0S5MF 12.1BH1020100.00594029.9Clfl.6013. SO11206.524.6fi3 042.011.640A6117CQ62L3Qioaoia.9014,1011306.5«4.703 04011.64oaa*60

7、1210064 0031 3019.2014.2011406.594723052.011650,®10.809320e&oo41.9027.7021.2017 M9.B27.024 541002451 2810.5CIDti.OO76.3Q44.9029 DO27O17409.9<$F.114 59103Z471.30MF12-2S1匸20131 00&ZOO46.002S.3O21.6017 5010.007.144613.U42401.31&.90153.00fl59046.6029.4021,9017 &Q10 00M64621052491

8、*319.6C2C7 00Q9O046.6029.0021.SO17.&074G43.oe2501.3210 80103.155 1M327421 9127&915 943 883.301 es1DS0115 5$9.037.027722:51A0&2246l05s.ae3JS1.6SMF 12-331020132 01O9T30028.423.113.29.49B.114.043 一阳1 029.90137.0115.553.438 628.721A1329495.114 043J81.B29.60142.7122.156.039.328723.1112虫4P5114

9、.043 381 82VRLASVTERYMF标進毎則电施晅电济肢电SSSIS培)2S°C/77°F放电賦间电他规格第止 电玉(V)1inin5m InI5niin30mtn4Srrin伽2hr3hrStrBtv10hr20hr10.5012699.46*743 433 22661521097.004.013.771.9710 50139111.069645734.327.315.511 07.104673.B1200MF 124100150119072.646.234.027.715711.17.134 693.0320T5.90160126.075346534.927.

10、fl15.711.17.1547C3.842019.60170131<77047335.027J15.711 27.164.713.8420210.8020416210570.553.943524.717.611.47 496J212110.5022611374.355.844.425.317.S1179逊3l25MF 12-65102024419311a75.156.545.025.51B.111.67.626.223药9.9026030512276256B45.125.510111 67,636-231279.6027721312576 B57045.225.61fi111.67.6

11、56 253.2310BC3032331511027fl.263J37.126.717.411.5&.404 92105035926116010680.965237.527217.611.79.5450010.2041029217011082666.43& 427 517.811 79 605 03g.oo45132517611284 067438 827717 011 S0.E45Q59 6048836318011485.368.33922fi.O10.011.99.695 0610.8048831621416413377.33536 524 t19710310.505473

12、3522217013779.437 036 924.520 010.5MF 恰20010.2061235623117313980.557.637.324520.110 59.90681他23517514TBl.35B.137.524.72021069.60761377239179143$2.258737.724百20.3106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

13、蓄电池组的数量来到达预定的时间?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根本相等的。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，那么实际电流为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时可以到达2小时，很明显，MF12-65 12V-65AH丨

14、的这 款可以到达。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，又比方， 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组并联使用才可以到达相应的时间。如果知道蓄电池的容量，如何知道能放电多长时间？比方现有一台6KVA的UPS,配了一组MF12-26 12V-26AH丨的蓄 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

15、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,再比照上面的恒流参数表，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。再比照上面的恒流参数表， MF12-26的电池在21.7A6时可 以放电 45 分钟，因此，如果设备功率

16、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 一个方法：放电！最简单的就是用个 UPS 加白炽灯泡来放电。比方 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，比照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，比照发现实际容量是 65AH 的。UPS系统蓄电池放电时间的估算 为了提高有线电视前端供电系统的平安性与可

17、靠性， 旗县分公司根本 都配备了前端 UPS 系统，了解前端 UPS 系统蓄电池正常放电时长是 进行 UPS 系统维护的重要条件之一。 因电池放电时间与放电电流、 环境温度、负载类型、放电速率、电池容量等多因素相关，故实际放 电时间无法直接用公式推导出。我们可以先通过以下公式估算出 UPS系统蓄电池平均放电电流： 蓄电池平均放电电流UPS负载功率P+ EvXn其中蓄电池组平均放电电压Ev可取蓄电池组标称电压与放电终 止电压的中间值标称12V的单块蓄电池平均放电电压取 11.25V, UPS效率n 一般取0.8。求出电池平均放电电流后，再算出放电倍率放电倍率=放电电 流+蓄电池标称容量，即可从电

18、池在各温度下放电曲线图上查出相 应的放电时间。如果没有 蓄电池放电曲线图, 可依据以下规律估算放 电时间蓄电池放电时间=蓄电池放电容量宁蓄电池平均放电电流:放电倍率为0.05C时，蓄电池放电容量?标称容量环境温度25C放电倍率为0.1C时，蓄电池放电容量0.95倍标称容量环境 温度25C放电倍率为0.2C时，蓄电池放电容量 0.85倍标称容量环境 温度25C放电倍率为0.3C时，蓄电池放电容量 0.8倍标称容量环境温 度 25C放电倍率为0.4C时，蓄电池放电容量0.75倍标称容量环境 温度25C放电倍率为0.5C时，蓄电池放电容量0.7倍标称容量环境温 度 25C放电倍率为0.6C时，蓄电池

19、放电容量0.65倍标称容量环境 温度25C放电倍率为0.8C时，蓄电池放电容量0.55倍标称容量环境温度25C放电倍率为1C时,蓄电池放电容量0.4倍标称容量环境温度25C放电倍率为2C时,蓄电池放电容量0.3倍标称容量环境温度25C以杭后分公司为例：ups负载功率1400vy蓄电池组平均放电电压Ev=90V8块标称12V100AH勺蓄电池串联，平均放电电压 11.25X 8= 90V。蓄电池 平均放电电流I1400+ 90X 0.819.4A放电倍率=19.4 - 1000.2C,此放电倍率下，蓄电池组放电容量0.85倍标称容量。UPS系统蓄电池放电时间 0.85 X 100+ 19.44.

20、38小时。UPS后备蓄电池容量计算方法介绍概述在很多的技术文章中经常这样描述蓄电池在UPS系统的重要性：蓄电池是 UPS系统中的一个重要组成局部，它的优劣直接关系到整个UPS系统的可靠程度。但很少关注蓄电池配置问题，正确的选择 UPS后备电池容量，对 UPS系统的正常运行也是至关重要的。 电池容量选择过大造成投资的浪费，容量选择偏小不仅不能满足UPS后备时间，造成平安事故，还因电池放电倍率太大，严重影响电池使用性能，寿命。UPS系统UPS后备蓄电池容量计算方法很多，各行各业都有相应的计算方法选择的侧重点，下面 收集行业中常用的几种计算方法，供大家参考。同时我们注意到现有部份行业中的负荷当电力出

21、现问题时，负荷会分时段变化，此类系统中蓄电池容量的计算与选择也是众说纷纭，在此提供我们的计算方式供大家讨论。UPS后备蓄电池容量计算方法介绍首先我们需要明确一下蓄电池容量的概念，根据YD/T799-2002标准定义，蓄电池容量(AH)是指在标准环境温度下25 C，电池在给定时间指点终止电压时1.80V，可提供的恒定电流(0.1C10)A与持续放电时间(10h)H的乘积l*T。确定了 UPS和蓄电池的品牌和 UPS系统的后备时间，我们可以根据蓄电池的放电性能参数，通过功率法，估算法以及电源法等计算方法来计算确定蓄电池的型号和容量。在UPS系统中,市电正常时，市电为能量源，UPS为能量转换设备，蓄

22、电池为能量储存， 后接负荷为能量消耗源，市电出现问题时，蓄电池作为能量源，UPS为能量转换设备，后接负荷仍为消耗源。电力常用计算公式为 W=Ult , P=UI。在电池作为能量源时同样适用，也是所有UPS后续蓄电池容量计算的依据所在。1. 恒功率法查表法该方法是能量守恒定律的表达，蓄电池提供的功等于后者稍大于负荷消耗功。W负荷WW电池，P负荷WP电池。P负荷=P VAx Pf/ nP电池=电池实际试验的恒功率数据P负荷：电池组提供的总功率；P VAUPS 标称容量VA；Pf : UPS功率因子；n逆变器转换效率；Pnc :每cell单体需要提供的功率；n :机器配置的电池数量；N :单体电池c

23、ell数；Vmi n 电池单体终止电压具体计算步骤如下：P 负荷=P VA*Pf/ n Pnc=P 负荷 / N*n我们可以在厂家提供的如图 2所示Vmin下的恒功率放电参数表中，找出 P电池等于或 者稍大于Pnc的功率值所对应的型号蓄电池。如果表中所列的功率值P电池均小于Pnc。可以通过多组电池并联的方式到达要求。UCF126-12系列蓄电池恒功率放电特性数据瓦特/ae II,25©鏤止! J -715IE30481P36e137C1 6D70053412.2200.118.11S4 117.1?0.fi51.034.se22 6?20.2417.121 65see 3525 C2

24、32.21B7.0152 SuseS3 75C.134.2222 2'9.DS17 09e.e21 7Ds賦弓作355 123= S1B4.7你311-5.3背349.S3.C7?7 0117 058.ES1.75B39.6459.634L.S1BL3145.1112.2OS49.133.L3H 2r9.7fl16 99&.ML8D560L54J291吧9143.0109.4oe.s4E 0扯別£1.23rS.3016.60a;a1 85-4L 1J 二".1174.114ZJWO94.23148d dil&SZ16_Z7SEO1961 6 fif

25、I'22E.9104.9爾e切丄-1. - ,.L.関如20 5&W.611 65土屮:633.6jsci.e138 983.66C.1XI C7?f.S7陋9420. bl10E9DCfl26 12/1201 7079S A蚊m343 12?'：皿.283 1破1?f Z123 7920 461GP11 757V7 6EB3.fi341 9317 F、174134 R325Q0J0.3126 C1R?.71严门10.831 SD8966519 F皿F212.2171 6J 180 257.6397726 ze2j/619921歸640.1叫：；:佃F206,01707

26、127.B77.0钛g2上fl72；.7019汕恒功率法查表法是UPS蓄电池容量计算的最常用方法，蓄电池容量及型号确实定是根据对应型号蓄电池实际试验数据得来的，电池放电功率数据有限， 不能满足所有放电时间下的电池容量计算。不同电压等级电池和同电压等级不同容量电池因提供的恒功率与电池容 量值没有线性关系，故不同电压等级和容量不可简单的数字换算来配置，需要严格按照提供的恒功率来配置。不同品牌蓄电池的产品性能存在差异，放电参数相差较大，顾同容量不同品牌电池也不可以互换。蓄电池恒功率数据都来至与新电池试验数据， 恒功率法查表法并没有考虑蓄电池的折旧 以及温度的变化，顾该方法适用于 UPS蓄电池运行环境

27、稳定，且 UPS负荷长时间在额定 容量80%以下运行时选用。2 估算法该方法是和电力公式和蓄电池容量概念的表达。根据已经确定的 UPS品牌及型号，我们可知蓄电池组最低电压Umin。I电池=W 电池/ U电池*T=P电池/ U电池C10= I 电池 /KChC10蓄电池10小时率容量KCh容量换算系数1/hXX12V 系列蓄电池不同放电时率不同放电终止电压下，电池的容量换算表25 C表12wBO931221521皿242300p420'1.75L. 51. 50. 90. &0. 30. 30. 20. 20.10.10.10. 10.11. 41.10. 90. 50. 30.

28、 30. 20. 20.10.10. 10. 10.11.伽1. 31. 20. 70. 50. 30. 30. 20. 20.10.10.10. 10.11,砂1. 11. D0. S0. 40. 30. 20. 20. 20.10.10.10. 10.1在UPS系统中，多数情况负荷容量是保持不变的，而电池组随着放电时间逐渐降低的， 根据P=UI可知电池组放电电流逐渐增大。为了计算方便，我们选择蓄电池组的最大工作电 流为我们的计算数据。具体计算如下：Imax电池组提供最大电流Umi n电池组最底工作电压值lmax= P VA*Pf/n * UminC1O=I/KC估算法在计算的公式我们可以看

29、出，由于采用了Umin-电池组最低工作电压值，所以会导致要求的蓄电池组的安时容量偏大的局面。这是因为当蓄电池在刚放电时所需的放电电流明显小于Imax的缘故。按目前的使用经验，可以再计算出C10值的根底上再乘以 0.75校正系数。3 .电源法该方法是在所介绍的 UPS后备蓄电池容量计算方法中唯一标准通信电源设备安装工程设计标准YD/T5040-2005丨支持的方法。此方法是仍旧是电力公式与蓄电池容量概念的结 合方法来确认蓄电池的容量，不过该方法比估算法更全面考虑UPS电池在整个服役期间的电池状态，在电池运行环境温度变化交大时，更能准确计算出电池的容量。具体计算方法如下：l=(P(VA)*Pf)/

30、 UxQ> KIT/H(1+A(t -25)I电池组电流Q电池组容量ahK电池保险系数，取1.25 T电池放电时间H电池放电系数，见图 3 U蓄电池放电时逆变器的输出电压 V单体电池电压为1.85V 时A电池温度系数1/C当放电小时率 > 10时，取0.006，当1W放电率V 10时，取0.008 , 当放电率v 1时，取0.01 ot实际电池所在地最低环境温度值，所在地有采暖设备时，按15 C考虑，无采暖设备时，按5 C考虑。if. ffc Ifc 电 外时数thI2346IQ战电娇吐1.紳L 7Q3. 7al,7<1.7E【申札ac1, so1,80I , BOlr S-

31、S电池L >s0, 350. 300,时C,知OLMt, 61. 750. ?S0,5+LOOffiS0. d10.Cl, 4Db BlC. E£d 450L«0. 75Q, 79CL 8tO.BiLOSJ.OO此方法比拟全面的考虑环境因数以及蓄电池容量衰减，UPS满荷使用机率较大，以及重要使用场合选用此方法计算配置电池容量。举例说明：科华FR-UK系列80KVA UPS后备时间30min,选用XXX12V系列电池计算电池容量？科华FR-UK3380 UPS 直流终止电压为 300V及U临界=300V,直流电压为348V电池组选用29只12V电池，故N=29,n=6,

32、 U 终压=1.75v UPS的功率因子Pf =0.8,逆变器转换效率n =0.95o1.恒功率法P W=P VA*Pf/ n=80*1000*0.8/0.95=67368.4 WPnc=P W/ N*n=67368.4 / 29*6=387.2(W)查中达电通DCF126-12系列电池恒功率表图 2丨可知DCF126-12/120电池终止电压为 1.75v时放电30min电池提供功率为 217W。电池组数量=387.2 / 217=1.78即:选用2组120ah,计58节120ah电池。2. 估算法Imax= P VA*Pf/n * Umin=(80*1000*0.8)/(0.95*300)=224.6(A)查中达电通DCF126系列蓄电池不同放电时率不同放电终止电压下，电池的容量换算表25 C表 1可知 KCh=0.98.C10=l/KCh=224.6A/0.98=229(Ah)按照使用经验，可在计算的根底上再乘0.75校正系数。故需要电池安时数为229*0.75=172(Ah)。即:可选用1组172h电池可以满足负载的使用，根据中达电通 12v系 列蓄电池容量的设计规格 ，选用计1组12v200ah