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汤浅UPS中蓄电池的几个问题的探讨(3)

汤浅UPS中蓄电池的几个问题的探讨(3)
UPS中蓄电池的几个问题的探讨(3)
P是UPS汤浅蓄电池的标称输出功率(VA),cosф是用户负载的功率因数,一般取为0.7。η是UPS的逆变效率, N是电池个数,E是电池放电电压(V),可以设定为12V(刚开始放电时电压高于12V,放电终止前电压低于12V,但是整个放电过程在12V左右支持时间最长)。  
在得出电流后,根据用户需要的支持时间,I*t=Ah,便可以得到需要的安时数,然后再根据放电特性曲线或特性表进行修正。
 考虑到绝大多数用户实际使用的负载一般为额定值的50~80%,因此很多UPS代理商一般按照80%甚至60%计算。因此有两种计算方法,一是按UPS额定输出容量计算,二是按实际负荷所需功率计算。
 下面对一台10KVA电池电压为192V 或240V的UPS分别需要1h\3h\10h\24h的电池容量进行计算
如果按100%的负载计算,则汤浅蓄电池放电电流为42(A)
如果用户需要支持时间为10小时,则容量100%可用,直接得出10h*42A=420Ah
支持时间为24小时,则容量约105%可用,得24h*42A/105%=960Ah
支持时间为3小时,则容量约75%可用,得3h*42A/75%=168A h
支持时间为1小时,则容量约52%可用,得1h*42A/52%=80Ah
如果按80%的负载计算,则42*80%=33.6(A)
如果用户需要支持时间为10小时,则容量100%可用,直接得出10h*33.6A=336Ah
支持时间为24小时,则放电电流为1/24 C10A=0.042 C10A,查表知约105%容量可用,得24h*33.6A/105%=768Ah
支持时间为3小时,则容量约75%可用,得3h*33.6A/75%=135Ah
支持时间为1小时,则容量约52%可用,得1h*33.6A/52%=64Ah
如果汤浅蓄电池电压为240VDC,按100%的负载计算,电池电压高,相应逆变时效率比较高
汤浅UPS中蓄电池的几个问题的探讨(3)
则电池放电电流为32.4(A),则单个电池的容量可以减小但是串连电池的数量增多。
用户及销售工程师可能会根据实际需要情况、成本,决定是配置80%还是配置100%的电池容量。在资金容许的情况下,配置也可以选择高于计算值,但是也不宜超出太多,否则电池放电是处于小电流放电,寿命也会缩短。
4 UPS中汤浅蓄电池的管理
UPS中采用电池的作用就是在停电时电池能起到不间断的作用,同时需要采用的电池的寿命尽可能长.电池管理的可靠性和完善性成为各个UPS厂家竞争的重点之一.。
 4.1 电池的充电管理
 (1) 基本的限流限压控制
充电电流既不能太大,也不能太小。正常充电电流较小,电池负极析出的H2和正极析出的O2,几乎完全复合成H2O,如果充电电流过大,气体来不及全部复合,导致电池内部压力增大,引起排气阀门开启,造成电池失水,因此必须限制充电电流,一般不要超过0.25C(A)比较合适。由于电池在充电过程中,电池内阻会发生变化,所以以恒定的电流值充电会获得满意的结果。
当充电电流减少,电压慢慢升高,电池容量慢慢增加,则电压便维持在一个恒定的值保持不变。此后便维持一个很小的电流对汤浅蓄电池进行浮充。
  (2)能进行均浮充转换
首先进行限流限压充电,但是该“限压”是一个均衡的充电电压,比较高。均充一定时间后,再自动转为电压较低的浮充。
在以下几种情况下,开始进行均充浮充的循环:
UPS的交流输入停电后再来电;
手动开机后;
电池进行自测完成后;
长期浮充后。
 (3)分阶段充电方式
长期浮充会导致电池极板活性老化,使电池内阻增大,使充进去的能量除了补充电池自放电的消耗外,大部分转化为内阻发热的功率。采用分阶段充电克服该问题:
分阶段充电方式方案:第一阶段是限流均衡充电阶段,均充到电池容量的大约90%(时间约5小时到48小时适宜);第二阶段是间隙阶段,这时停止充电一个短时间(数分钟到数小时),让第一阶段析出的H2和析出的O2充分复合;第三阶段是浮充阶段,这阶段对电池进行浮充充电,将电池充到容量接近100%(一周左右);第四阶段是休眠阶段,这阶段不给电池充电,利用电池的自身的漏电流放电,一直到规定的电压下限(20――30天左右)。据试验该充电方式可以提高汤浅蓄电池寿命40%左右。

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