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弱电机房UPS蓄电池计算方法

2020-02-28 01:19:37 管理员 49

恒功率法(查表法)恒功率法(查表法)是UPS蓄电池容量计算的最常用方法。蓄电池恒功率数据都来自于新电池试验数据,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,故该方法适用于UPS蓄电池运行环境稳定,且UPS负荷长时间在额定容量80%以下运行时选用。


计算公式如下:

P负荷={P(VA)*Pf}/Ƞ

P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(VA)——UPS标称容量(VA)

Pf——UPS功率因子

Ƞ——逆变器转换效率

Pnc——每ce11需要提供的功率

N——机器配置的电池数量

N——单体电池ce11数

Vmin——电池单体终止电压

 

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计算实例:

100KVA UPS,备用 30min,计算电池配置,

首先确认参数要求:

1、恒功率数据表(25℃,终止电压1.70V)

2、UPS的逆变效率

3、UPS单组电池只数,本例的(UPS只数30,32,36,40)

 

代入公式计算:

P(UPS容量)×1000×ɸ

P(单格)=N×n×Ƞ


计算结果: 

P(单格)=100×1000×0.8÷36÷6÷0.95=389.9W

 

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配置方案

1、12NP-100蓄电池30min单格恒功率为198W(1.70V,25℃),2组并联恒功率为396W,单台UPS配置2组12NP-100蓄电池(每组36只),满足UPS运行30min的备用。或者选择1组12NP-200蓄电池(每组36只)。

 

2、12NP-200蓄电池30min单格恒功率为396W(1.70V,25℃),可以满足要求。

 

5.2.2估算法

该方法是和电力公式和蓄电池容量概念的体现。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/KCh

C10 蓄电池10小时容量

KCh 容量换算系数(1/h),根据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

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。为了机房方便,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 

Umin——电池组最低工作电压值 

Imax={P(VA)*pf}/(Ƞ*Umin) 

C10=I/KC 

估算法在计算的公式我们可以看出,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按时容量偏大的局面。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,可以在计算出C10值得基础上再乘以0.75校正系数。

 

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计算实例:

100KVA,备用30min,计算电池配置,根据公式计算如下:

1、Imin 电池组提供最大电流

Umin 电池组最低工作电压值

Imax={P(VA)*pf}/(Ƞ*Umin)

 

2、计算:

Imax=100×1000×0.8÷0.95÷1.70÷36÷6=229A

C10= I/KCh=229÷0.9=255Ah。

根据实验还要乘以0.75的系数校正,结果191Ah。 

可选择12NP-100电池2组或者1组12NP-200电池。

 

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5.2.3电源法

该方案是所介绍的UPS备用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规范YD/T5040)支持的方法。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较大时,更能准确计算出电池的容量。具体计算方法如下:

 

I=(P(VA)*PF)/uU

Q≥KIT/H(1+A(t-25))

I 电池组电流

Q电池组容量(ah)

K 电池保险系数,取1.25

T电池放电时间

H 电池放电系数

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/℃)当放电小时率≥10时,取0.006,当1≤放电率<10时,取0.008,当放电率<1时,取0.01。

T 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℃考虑,无采暖设备时,按5℃考虑。

此方法比较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。

 

计算方法实例:

100KVA,备用30min,计算电池配置,根据公式计算如下:

Imax=(P(VA))*pf)/uU

=100×1000×0.8÷0.95÷1.85÷36÷6=211A

Q≥KIT/{h Ƞ K (1+A(t-25))}

=1.25*211*0.5/{0.4*0.8(1+A(t-25))}=412Ah

结果需要2组12NP-200电池,每组36只。




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