UPS電源蓄電池容量選擇探討

李朝輝

摘 要：在現(xiàn)代社會(huì)中，電能的使用不僅關(guān)系到了國(guó)家發(fā)展企業(yè)運(yùn)行，更關(guān)系到了人民群眾日常生活，UPS電源是現(xiàn)代社會(huì)科技研發(fā)的成果，對(duì)經(jīng)濟(jì)、政治、文化甚至是社會(huì)生活都產(chǎn)生著不可估量的作用，隨著信息時(shí)代的來(lái)臨，計(jì)算機(jī)和大量通信設(shè)備飛速發(fā)展，電源系統(tǒng)的可靠性直接關(guān)系著這些設(shè)備能否穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。UPS電源作為一種重要的的電源，得到廣泛應(yīng)用。目前，提高UPS電源的使用性能、延長(zhǎng)其使用壽命亟待解決。蓄電池組作為UPS電源的重要組成部件，提高其使用性能變得至關(guān)重要。該文主要在探討UPS電源購(gòu)置時(shí)蓄電池選配的方法與要求方面進(jìn)行了論述，以期為正確選擇蓄電池容量做出評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：UPS電源 蓄電池容量 電池選配 研究 方法

中圖分類(lèi)號(hào)：TM91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）10（b）-0087-01

眾所周知，蓄電池作為UPS的心臟，有著舉足輕重的地位。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，大約30%的UPS電源故障是由于蓄電池的損壞造成的。因此，蓄電池管理系統(tǒng)的好壞直接關(guān)系著UPS系統(tǒng)整體運(yùn)行狀況是否正常。

1 UPS電源運(yùn)用

UPS電源是常用的后備電源，廣泛的運(yùn)用在企業(yè)、礦山、航天、政府、通訊、醫(yī)院、學(xué)校、工業(yè)、國(guó)防、電力、交通、能源、消防、電站、鐵路、公路、飛機(jī)、輪船、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、應(yīng)急照明、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等場(chǎng)所，能夠及時(shí)在在市電斷電后提供后備電力，是當(dāng)今社會(huì)不可缺少的電源?，F(xiàn)代設(shè)備最不愿意發(fā)生的事情就是突然停電，突然的停電會(huì)給生產(chǎn)和生活造成重大損失，特別是信息時(shí)代，數(shù)據(jù)的傳送、備份必不可少，一旦停電損失不可估量，它可以保障計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在停電之后繼續(xù)工作一段時(shí)間以使用戶(hù)能夠緊急存盤(pán)，使用戶(hù)不致因停電而影響工作或丟失數(shù)據(jù)。

UPS電源是是現(xiàn)代企業(yè)重要的供電后備電源，常規(guī)的日常管理主要是電源巡檢，電參數(shù)測(cè)量，故障檢查，定期放電，定期更換蓄電池。

2 UPS電源選型誤區(qū)

UPS電源是一種特殊的專(zhuān)用電源，很多用戶(hù)對(duì)此并不了解多少，在選購(gòu)時(shí)往往對(duì)主機(jī)關(guān)注很多，對(duì)配套的電池不關(guān)注，或者不太知道需要配多少容量電池，這給一些經(jīng)銷(xiāo)商帶來(lái)一些商機(jī)，最常見(jiàn)的錯(cuò)誤選擇有兩種。

2.1 低成本選型

有些客戶(hù)從成本考慮，希望買(mǎi)便宜的UPS電源，哪家經(jīng)銷(xiāo)商報(bào)價(jià)低就買(mǎi)哪家經(jīng)銷(xiāo)商的產(chǎn)品，這樣的選擇導(dǎo)致了經(jīng)銷(xiāo)商為了滿(mǎn)足用戶(hù)低報(bào)價(jià)的心里，只有大幅度減少電池的容量壓低整體成本降低售價(jià)獲得生意，這種配置在用戶(hù)今后實(shí)際使用中根本無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)的實(shí)際需求，放電時(shí)間很短，起不到備份的作用，等用戶(hù)在使用發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題后，生意已經(jīng)做完，后悔來(lái)不及了。造成這種結(jié)果主要是用戶(hù)不懂UPS電源的放電時(shí)間與電池容量、負(fù)載功率三者之間的關(guān)系，以為只要買(mǎi)了就能滿(mǎn)足使用，蓄電池是消耗品，以后還要更換，過(guò)多的投資屬于浪費(fèi)，最后導(dǎo)致無(wú)法滿(mǎn)足使用要求。

2.2 高成本選型

有些客戶(hù)對(duì)價(jià)格承受力較強(qiáng)，希望買(mǎi)到好的產(chǎn)品，對(duì)這樣的優(yōu)質(zhì)用戶(hù)，經(jīng)銷(xiāo)商常采用大幅度增加電池的容量提高產(chǎn)品的整體報(bào)價(jià)，獲得較高的利潤(rùn)，但在今后的實(shí)際使用中用戶(hù)發(fā)現(xiàn)根本不需要這么大的容量，浪費(fèi)過(guò)多的電池，造成這種結(jié)果同樣是用戶(hù)不懂UPS電源的放電時(shí)間與電池容量、負(fù)載功率三者之間的關(guān)系，以為蓄電池越多越好，多了待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)，蓄電池是消耗品，以后還要更換，過(guò)多的投資屬于浪費(fèi)，最后導(dǎo)致較大的浪費(fèi)。

3 怎樣選擇蓄電池

選擇蓄電池的容量，要取決于幾個(gè)至關(guān)重要的參數(shù)，這每個(gè)參數(shù)都要根據(jù)客戶(hù)根據(jù)實(shí)際需要提供，不能盲目選擇或猜測(cè)。

3.1 UPS電源的輸出電壓

例如：比如客戶(hù)UPS電源功率需要220 V交流電，這就要根據(jù)UPS主機(jī)的技術(shù)指標(biāo)，選擇相應(yīng)的電源組，以12 V蓄電池為例，正常標(biāo)稱(chēng)12 V電壓的蓄電池，在充滿(mǎn)電壓時(shí)為13.8 V，再把相同的電池串聯(lián)和并聯(lián)就能組成需要的電壓，盡量選擇同廠(chǎng)家同型號(hào)的電池，這樣內(nèi)阻一致，使用壽命長(zhǎng)。如用12 V蓄電池40節(jié)蓄電池串聯(lián)就可以得到理論直流電壓480 V，在剛充滿(mǎn)時(shí)552 V，在放電過(guò)程中蓄電池直流電壓逐漸下降，截止點(diǎn)一般單節(jié)蓄電池可以選在 10.5～11 V，整組電池截止點(diǎn)420～440 V，截止點(diǎn)電壓選太低蓄電池過(guò)放電容易損壞，截止點(diǎn)電壓選太高蓄電池不能充分放電造成UPS電源待機(jī)時(shí)間短。

3.2 斷電后負(fù)載的實(shí)際功率

在選擇UPS電源時(shí)，用戶(hù)必須了解在斷電后的延時(shí)時(shí)間，可以采用行業(yè)中通用的算法的計(jì)算，實(shí)際計(jì)算還要參考實(shí)際情況加以修正。

現(xiàn)在市場(chǎng)上的UPS電源效率不同，甚至差別很大，效率低的只有60%，效率高的可到90%，選擇效率高的UPS電源不但可以節(jié)省首次投資，今后也可以節(jié)省大量的電費(fèi)。

現(xiàn)舉例說(shuō)明一下計(jì)算原理，闡明UPS電源的計(jì)算方法，得到實(shí)際輸出的功率。

例如：標(biāo)注一臺(tái)UPS電源功率10 kV，效率為80%，則實(shí)際輸出功率，

實(shí)際輸出功率=10 kVA X 0.8=8 kW

這8 kW就是UPS電源的實(shí)際輸出功率，只能按這個(gè)功率配負(fù)載，若負(fù)載超過(guò)實(shí)際輸出功率，則會(huì)導(dǎo)致UPS電源在工作時(shí)自動(dòng)保護(hù)或損壞。

3.3 UPS電源在停電后延時(shí)時(shí)間

例如： 比如客戶(hù)UPS電源功率為在斷市電后能正常工作24 h以上，不能夠剛好設(shè)計(jì)在斷市電后UPS電源工作24 h，原因是蓄電池都是有衰減了，一般規(guī)定蓄電池容量下降到額定容量的60%時(shí)，蓄電池可以報(bào)廢更換，如果設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮到容量衰減，在蓄電池使用一段時(shí)間后，斷電將不能滿(mǎn)足客戶(hù)要求待機(jī)24 h以上，正確的計(jì)算方法是24/60%=40 h，新電池設(shè)計(jì)應(yīng)按40 h設(shè)計(jì)，等到容量衰減到60%時(shí)仍能滿(mǎn)足客戶(hù)提出的待機(jī)時(shí)間要求。

3.4 計(jì)算出蓄電池需要的準(zhǔn)確容量

（實(shí)際輸出功率/電池電壓）X延時(shí)時(shí)間=蓄電池組總?cè)萘?/p>

延時(shí)時(shí)間假如是需要24 h，UPS電源實(shí)際輸出功率8 kW，電壓480 V，計(jì)算如下

（8000 W/480 V）×24 H=400 AH（蓄電池組總?cè)萘浚?/p>

3.5 蓄電池選型

蓄電池的種類(lèi)很多，多少是12 V直流電壓，常見(jiàn)的12 V蓄電池主要有：12V5AH、12V7AH，12V17AH、12A24AH、12V38AH、12V65AH、12V100A、12V100AH等，如果需要蓄電池輸出電壓為480 V，根據(jù)據(jù)算480 V/12 V=40節(jié)，把40節(jié)蓄電池串聯(lián)在一起，就可以得到需要的電壓，40節(jié)電池串聯(lián)后的容量等于1只電池的標(biāo)稱(chēng)容量，如果需要更大的容量就必須并聯(lián)更多的蓄電池或者改用容量更大的蓄電池。

如果需要480V400AH的容量，就可以采用12V100AH的蓄電池160節(jié)蓄電池組合，每組40組，共4組并聯(lián)在一起。

4 結(jié)語(yǔ)

綜合上述分析計(jì)算，蓄電池的選擇需要考慮多種因素，最后拿出最經(jīng)濟(jì)合理的方案實(shí)施，采用在滿(mǎn)足客戶(hù)要求的前提下節(jié)約投資。

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