放电多负载UPS电池容量的计算(电池选型).

多负载UPS电池容量的计算

一、 UPS主机以及蓄电池的确定

UPS电源主机全部选用艾默生Nxa系列产品,蓄电池采用海志电池公司的HZY12系列胶体蓄电池。

Nxa系列UPS电源配套电池组的额定输入电压为480V,单个电池组由40只12V海志胶体蓄电池串联组成,逆变状态下UPS效率为92%。

为便于蓄电池检修,每套UPS电源至少采用两个蓄电池组并联。

二、蓄电池配置的计算原理

由于UPS电源工作的负载特性属于固定功率负荷,故应参照蓄电池的恒功率-放电时间参数表(或曲线图来选择合适的电池型号。

对于多负荷供电情况,可以按照能量守恒(总KWH数不变的原理,按照负荷总KWH数折算成最大输出功率下的对应放电时间,然后再根据电池生产厂家提供的恒功率-放电时间参数表(或曲线图来选择合适的电池型号。

以海志电池有限公司提供的蓄电池电池恒功率-放电时间参数表作为电池计算依据。 第一步:计算UP S电源最大负荷KW数;

不同站点的负载设备种类和具体符荷大小不同,首先应按照各个站点延时时间将各种负载分类。

第二步:计算各类负载的总KWH数;

第三步:按最大满载负荷状况折算的放电时间=总KWH数/最大负荷;

考虑到电池老化系数,增加10%放电时间作为补偿:

放电时间=总KWH数/最大负荷×110%

第四步:计算电池组输出功率:

电池组输出功率=最大负荷/UPS效率

海志蓄电池的技术说明书中,恒功率放电参数表为每个单体电池的数据,需要将电池组的输出功率换算成每一个电池单体的平均功率。

第五步:计算蓄电池组串连的单体数量:

单个电池组全部为40只12V串联组成,按照N(N≥2个电池组并联计算

串连的单体数=40×6×N

第六步:计算电池单体的平均放电功率

平均放电功率=电池组输出功率/串联单体数

如果按照两组电池并联(N=2计算出的放电功率大于所选蓄电池系列最大容量型号的能力,则按照三组电池并联(N=3计算电池组串连的单体数量;为提高电池组均衡性最多不超过四组电池并联。

第七步:按照电池单体的平均放电功率值查表选择适当的电池型号:

如果第三步计算出放电时间在参数表中没有直接给出,则按照相邻放电时间的参数插值法进行计算。

三、蓄电池配置的实际计算

最大负荷=2+65+76+20=163KW

配置海志HZY系列12V免维护胶体蓄电池

已知单组电池串联数量为40只12V电池。

逆变状态下UPS效率为92%

由以上数据,可计算出下列参数:

最大负荷=2+81+60+20=163KW

负荷总KWH=(2×5+65×30+76×60+20×120/60=148.7KWH

按最大满载负荷状况折算的放电时间=148.7/163×60=54.7分钟

考虑到电池老化系数,增加10%放电时间作为补偿:

电池放电时间=54.7×110%=60分钟

电池组输出功率=负荷最大功率/UPS效率=163/0.92=177.2KW

海志蓄电池的技术说明书中,恒功率放电参数表为每个单体电池的数据,需要将电池组的输出功率换算成每一个电池单体的平均功率:

先按照两个电池组计算:

串联单体数=40×6×2=480个(一只12V蓄电池内部由6个单体串联

平均放电功率=电池组输出功率/串联单体数=177.2/480×1000=369.2W/单体

已知放电时间为60分钟,因此可按照以分钟计,放电终止电压为1.65V/单格”的恒功率放电参数表选择电池型号。

表

1

此表第一行为蓄电池放电时间,单位为分钟。

第一列为蓄电池型号,每一行对应数值为该型号蓄电池的恒功率放电值。

此数值超出HZY系列电池的最大输出范围,需要分成更多数量的电池组并联使用。 按照三组电池并联重新进行计算:

电池放电功率=177.2/240/3×1000=246W/单体

查参数表HZY12-230的60分钟放电功率为256W/单体>246W/单体,符合要求。 因此本UPS系统配用三组HZY12-230蓄电池,每组40只串联,共120只蓄电池。

表1中未直接给出放电时间的数值采用线性插值法进行计算:

例如:HZY12-150的37分钟的放电功率=255-(255-235×2/5=251W