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耐特蓄電池
UPS蓄電池的選擇
(一)蓄電池容量(Ah)的選擇
蓄電池容量(Ah)是指在標準環境溫度下,每2V電池單體在給定時間至1.80V終止電壓時,可提供的恒定電流值(A)與持續放電時間(h)的乘積。給定持續放電時間為10h的容量稱為10h率容量,用符號C10來表示。蓄電池容量可用20、10、8、5、3、1、0.5h率等多種方法表示,一般采用C10作為蓄電池的額定容量來標稱蓄電池。額定容量是蓄電池的主要參數,不少工程人員就認為,兩種品牌相同額定容量的蓄電池可以在同一套UPS系統中替代使用。這種觀點是有問題的,因為兩種蓄電池具有相同額定容量,只表示它們的l0h放電性能一致,但在l0min和30min、lh和3h等時間內可提供的恒功率值和恒電流值則可能差異較大,而UPS后備時間通常不到l0h,所以UPS配用蓄電池時,考察其在后備時間內的放電性能就尤為重要。
在已知UPS主機一些基本參數和確定蓄電池品牌后,就可以根據這一蓄電池品牌樣本資料中提供的恒功率放電數據表域值流放電曲線,通過功率定型法或電流定型法來計算確定蓄電池的容量和型號。
1.功率定型法
這種方法比較簡便,根據蓄電池恒功率放電參數表可以快速準確地選出蓄電池型號。首先計算在后備時間內,每個2V的蓄電池至少應向UPS提供的恒功率:P=Scosφ/(ηN?K)(1)
式中:S---UPS標稱輸出功率
cosφ---UPS輸出功率因數;
η----逆變器效率;
N---在UPS中以12V電池計算時所需的串聯電池個數,由UPS正常工作電壓確定;K---系數,廠家提供的電池恒功率放電數據表,一般是以2V單元電池為計算基準的,12V/節電池相當于6個2V單元串聯,此時取K=6;如果電池廠家提供的電池恒功率放電數據表是以12V單元電池為計算基準的,則K=1。
然后確定蓄電池的放電終止電壓UT:UT=Umin/(N*6)(2)
式中:Umin---UPS 工作電壓
我們可以在廠家提供的UT下的恒功率放電參數表中,找出等于或稍大于P的功率值,這一功率值所對應的型號即能滿足UPS系統的要求。如果表中所列的功率值均小于P,可通過多組電池并聯來達到功率要求,一般并聯不應超過4組。
下面舉例說明:例如一臺80kVA梅蘭日蘭UPS后備15min,已知UPS輸出功率因數cosφ為0.8,逆變器效率η為0.94,正常工作電壓為384V, 工作電壓Umin為320V,則配套蓄電池組N應為32節(384V/12V)12V/節電池串聯,根據式(1)得出P=354.6W,根據式(2)得出放電終止電壓UT=1.67V。如我們選用美國GNBSprinter系列電池,根據GNBSprinter樣本提供的在25℃時每單元恒功率放電數據表,查找15min列下等于或稍大于354.6W的功率值為373W,對應的型號為S12V370,其額定容量為100Ah,也就是說,用32節GNBS12V370蓄電池串聯,可以滿足該UPS系統的要求。如果選用2V/節電池串聯,則在2V系列電池的恒功率放電數據表中查出相應型號,整組串聯電池數量為6N。
2.電流定型法
這是根據某一品牌蓄電池的恒流放電曲線來確定蓄電池容量和型號的方法。首先計算UPS系統要求的蓄電池 放電電流:Imax=Scosφ/(ηUmin)(3)
式(3)中各符號的含義與功率定型法中所定義的相同。在計算出電池串聯數量N和放電終止電壓UT后,就可以根據UPS要求的后備時間從蓄電池恒流放電曲線中查出放電速率n,然后根據放電速率的定義:n=Imax/C10,得出配置蓄電池的額定容量C10并確定電池型號。
下面仍以80kVA梅蘭日蘭UPS后備15min系統配套美國GNBSprinterl2V電池為例來說明。首先按式(3)計算蓄電池的 放電電流,Imax=212.8A,由式(2)得出每2V單元的放電終止電壓UT=1.67V。在sprinter恒流放電曲線圖(圖1)中,根據后備時間15min(橫坐標)和放電終止電壓1.67V(縱坐標),可得出放電速率n為2.13C(容量)。據此可得電池的額定容量為:C=Imax/n=99.9Ah(即C10)。100Ah所對應的型號為S12V370,即用32節GNBS12V370。