ups电池使用时间的计算方法

ups电池使用时间计算方法

市电停电后，UPS是依靠电池储能供电给负载。标准型UPS本身机内自带电池，在停电后一般可以继续供电几分钟至几十分钟；而长效型UPS配有外置电池组，可以满足用户长时间停电时继续供电需要，一般长效型UPS满载配置时间可达数小时以上。

一般长效型UPS备用时间主要受电池成成本、安装空间大小以及电池回充时间等因素限制。一般在电力环境较差、停电较为频繁地区采用UPS与发电机配合供电方式。当停电时，UPS先由电池供电一段时间，如停电时间较长，可以起动备用发电机对UPS继续供电，当市电恢复时再切换到市电供电。

电池供电时意主要受负载大小、电池容量、环境温度、电池放电截止电压等因数影响。一般计算机UPS电池供电时间，可以先计算出电池放电电流，然后根据电池放电曲线查处放电时间。电池放电电流可以按以下经验公式计算：

放电电流=UPS容量(VA）×功率因数/(电池放电平均电压×效率）如果计算实际负载下电池放电时间，只需将UPS容量换为实际负载容量即可

后备延时电池配置方法

在UPS电源运行中，如果遇到市电供电中断时，蓄电池必须在用户

所预期一段时间内向逆变器提供足够直流能源，以便在带额定负载条件下，其电压不应下降到蓄电池组允许最低临界放电电压以下。蓄电池实际可供使用容量与下列等因素有关：

①蓄电池放电电流大小

②蓄电池环境工作温度

③蓄电池存储、使用时间长短

④负载特性（电阻性、电感性、电容性）及大小只有在考虑上述因素之后，才能正确选择和确定蓄电池可供使用容量与蓄电池标称容量比率。决定UPS后备长延时电池容量重要因素是负荷大小、种类和特性。目前常用微型机及其配件负载特性如下表。

常见微机、服务器及其配件负载特性

* 包括：9406E45 Processer，9337DASD array

7280 tape drive 和3477 display

Station各一台

UPS长延时电池容量（Ah）值计算方法有如下两种：

方法一

（1）利用电池生产厂商提供电池组恒流放电特性曲线来计算（指电池从放电开始，直到它端电压下降到临界放电电压为止，它放电电流均为一个常数），计算步骤如下：首先计算蓄电池最大放电电流值：I最大=(P cosΦ)/(ηE临界)

式中：P是UPS标称输出功率；cosΦ是UPS输出功率因数，η是UPS逆变器效率，一般取0.88～0.94 (大型UPS电源效率比小型效率高)，E临界是蓄电池组临界放电电压（12V蓄电池临界放电电压约为10V，2V蓄电池临界放电电压约为1.67V）。根

举例说明：POWERWARE PB4000系列120kVA UPS，满负载后备延时时间为30分钟，需配置多大容量蓄电池？

POWERWARE PB4000系列UPS逆变器额定直流工作电压为：384V；要求每组蓄电池是由32块12V单元电池串联而成（电池组标称电压为：32×12=384V），该蓄电池组临界放电电压E临界为32×10=320V，按公式I最大=(P cosΦ)/(ηE临界)计算出该蓄电池组所需最大电流I最大。

根据用户要求；UPS满负载后备延时时间为30分钟，从上图查出，此时需要电池组提供放电速率应为0.92C左右。据此可得电池组容量为：

据用户确定蓄电池组后备供电时间，就可以从下图查出所需电池组放电速率值。据此，我们就可以根据C=电池组实际放电电流/电池组标称容量，而得到应该配置电池组容量（Ah）值。

因此可以选用12V 90Ah电池32块串联形成一组电池组，共4组并联，构成总容量为360Ah并联电池组。在上面计算中，由于使用E临界——电池最低界放电电压值，所以会导致所要求电池组安时容量偏大局面。这是因为当电池在刚放电时所需放电电流时显小于I 最大缘故。按目前使用经验，可在上述计算值基础上再乘0.8校正因数。基于上述原因：我们可以选用362Ah×0.8=290Ah容量电池组就能满足用户UPS供电系统要求。因此可以选用12V 100Ah电池32块串联形成一组电池组，共3组并联

方法二

利用下表所示电池恒功率放电（指电池从开始放电起，直到它端电压下降到它临界放电电压时为止，它端电压和放电电流乘积都是一个常数值）数据表来计算所需后备电池容量值。

12V100AH电池恒功率放电数据表（W），以2V为计算单位

由于电池厂商提供恒功率放电时间表都是以2V单元电池为计算基准，所以按下式来计算电池所应提供总功率值:

W=(P·cosΦ) / (ηN·6) （2）式中：P为UPS标称输出功率；cosΦ为UPS输出功率因数，η为UPS逆变器效率，N为UPS需要串联12V电池个数。按（2）式计算出蓄电池所应提供功率（瓦）值后，根据用户要求电池后备供电时间，从上表中查出每个单元电池所应具有容量值。

举例说明：POWERWARE PB4000系列120kVA UPS，满负载后

备延时时间为30分钟，需配置多大容量蓄电池？

首先按（2）式计算出电池组所应该提供总功率值：

W=(120×1000VA×0.8)/(0.9×32×6)=555（W）

然后从上表中可查出，当电池组后备供电时间为30分钟时，将临界放电电压取为1.67V，则对12V100AH电池而言每个单元电池可提供功率为：208W。如果用这样电池来构成UPS供电系统所需后备电池组，则需并联上由32块串联电池所组成电池组组数应为：555W/208W=2.67组。即选用容量为12V100Ah电池32个串联成一组，需2.67组并联就能满足120kVA UPS满负载延时30分钟需求。因此实际可选用3组12V100AH电池，每组32块串联。

如何理解UPS功率和负载匹配

功率是电能单位，一般用瓦(W)或千瓦(KW)来表示，亦有用电压乘电流叫伏安(VA)或千伏安(KVA)来表示。有UPS用w来表示其输出功率，如：500W、1000W等。有用VA来表示其输出功率大小，如3KVA、5KVA等。VA与W一般换算为后者是前者0．8倍，如3KVA即(3000*0．8=)2．4KW。UPS是给负载(用电设备)供电用，每一种UPS都有特定输出功率能力如3KVAUPS，其最大输出功率是3千伏安或2．4千瓦，要求接到这台UPS上设备耗电功率总和不能超过2．4千瓦。请大家注意，我们给任何一种UPS匹配负载时一般以瓦(w)作为计算依据。负载用设备都在它背板上标明耗电功率(叫做额定功率)．你把所有接到UPS上设备额定功率统加起来不