UPSUPS电池的配置

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2. 电池后备时间的计算
按照UPS功率计算电池容量
> UPS所需的直流功率为：
Pdc UPS容量 功率因数 200 0.8 ＝ 170.2 KW 逆变器效率 0.94
示低于此电压将造成电池特性的永久损 坏；在UPS中，当直流电压过低时，将 引起逆变器脉宽调制波的进一步变宽， 而过大的直流分量将引起逆变变压器的 磁饱和现象，从而导致正弦波的失真。
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– 酸性电池：酸性电池的电解液一般是由稀硫酸（H2SO4）或者胶体硫酸构
成，极板由铅Pb和过氧化铝PbO2构成，通过化学反应贮存电荷，起到电池 储能的作用；
– 碱性电池：碱性电池的电解液一般是由氢氧化钾KOH或者氢氧化钠NaOH
（烧碱）组成。极板由于电池的结构不同而各异。如镉镍电池正极板是氢氧
化镍Ni(OH)3，负极板是镉Cd；铁镍电池的正极板是氢氧化镍Ni(OH)3，负 极板是铁Fe；银锌电池的正极板是过氧化银Ag2O3，负极板是锌Zn。
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1. 电池的工作原理
电池的放电：
> 电池的放电特性——曲线具有三个特征：
– 当负载(即放电电流)较小时，电池的放电曲线较平滑，放电的时间较长。
1. 电池的工作原理
电池在UPS中的作用：
> 线性负载UPS要为负载提供一定的后备时间，就必须具有电能的储存；到目前 为止，还没有找到一种技术能够储存交流电能，也就是说电能的储存技术仍然 只能采用直流形式。 > 电池在UPS电源中的主要作用就是储存电能，一旦市电中断，由电池放电供给 逆变器，由逆变器将电池释放出的直流电转变为正弦交流电，维持UPS电源的 正常输出，确保计算机在一定的时间内正常用电。 > 在市电正常供电时，电池在整流－充电电路中储存电能，同时对直流电路起到 平滑滤波的作用，并在逆变器发生过载时，起到缓冲器的作用。
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1. 电池的工作原理
电池的分类：
电池在UPS电源中已得到广泛的应用，其品种繁多，型号齐全，规格各 异，但按其基本性质电池可以分为酸性电池和碱性电池两大类：
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2. 电池后备时间的计算
电池后备时间的计算，主要依赖于电池品牌的选择，包括电池的类型、电池 的使用寿命、电池的安装方式等，可参照该品牌的电池参数，来计算电池的 容量和数量。
按照UPS功率计算电池容量
举例： 一台200KVA UPS，要求使用使用上海西恩迪的十年免维护电池，后备时间
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– 无论负载的轻重如何，在放电的初始阶段都有电池电压突然下降较多，然后略有回升的现
象，这个过程形成电池电压有较大的低谷；
– 无论放电电流的大小，电池的端电压最
终将出现急剧下降的拐点，以拐点连接 得到的曲线就称为安全工作时的终止电 压曲线，UPS的电池工作点都是设计在 这条拐点曲线附近的。
– 电池最低放电电压曲线以下的部分，表
> 每组电池的串连只数为：
No UPS终止电压 338 V ＝ ＝204.8 205单体（cell） 电池终止电压 1.65V
> 根据电池放电功率表，选择MPS12-100（12V-100AH）电池，每个单 体放电功率为209W（1.65V/cell, 30分钟时），则需要的电池组数为 ：
G
为30分钟。UPS的电池终止电压为338V，逆变器效率为0.94，输出功率因
数为0.8，试选择电池容量、串连只数、并联组数。
电池型号 时间（分钟） MPS12-88 MPS12-100 530 570
电池终止电压为 1.65V/单体时的放电功率（W/cell）25° C 5 370 424 10 290 330 15 237 277 20 180 209 30 109 124 60 90 80 88
Pdc 170.2 KW ＝3.97组 4组 单体功率 单体数No 209 W 205 （单体数）
> 即需要的电池配置为：12V-100AH电池34只×4组。
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上升，一直达到恒压充电电压为止，因此这一过程也称之为升压充电(Boost－charging)。
放电越深则恒流充电阶段越长，反之则较短。
– 恒压充电阶段：这一过程电池的电压
保持不变，充电电流逐渐减小，对密 封电池来说，应维持在6～8小时，然 后转入浮充状态，恒压充电过程也称 之为恢复充电(Recharging)。 – 浮充电阶段：这一过程是为保持电荷 的储量及防止自放电所必需的维持充 电。通常认为每安培小时的充电电流 降至10毫安以下时即认为电池已进入 浮充电状态。浮充电流通常很微弱故 有时又称为涓流充电(Trickling charging)。
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2. 电池后备时间的计算
按照放电电流计算电池容量
> UPS所需的最大直流电流为：
Im ax
Pdc 170 .2 KW 503 .5 A UBend 338V
> 根据汤浅电池放电曲线可知，当电池终止电压为1.65V/cell（9.9V/只 ）时，与30分钟的放电曲线交点为 1.05C，则需要电池的容量为：
电池也可以按照使用方式进行分类，可以分为开口型、密封型两大类电池。
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1. 电池的工作原理
电池的充电：
> 电池的充电特性——曲线具有三个阶段：
– 恒流充电阶段：恒流充电的控制方法是降压限流，随着电池容量的恢复，电池的电压不断
电池放电电流（ A） 503.5 A 电池容量C＝ ＝ 479.5 AH 5 100AH 电池放电速率 1.05C
> 即：200KVA 30分钟后备时间，需要100AH-12V的电池 5组并联，每 组34只，选择NP12-100电池。
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