UPS电池计算方法计算公式

长延时UPS电源电池配置的计算方法

对于使用者来说，怎样去配置长延时UPS电池容量是一个必须了解的问题，
放电电流的大小与电池的实际容量关系颇大，蓄电池的放电时间定义为：当蓄
电池以规定的放电电流进行恒流放电时，蓄电池的端电压下降到所允许的临界
电压(终了电压)时所经过的时间。比如12V24AH /20R Panasonic电池以0.4C放
电时，可提供使用的效率(容量)为73.3％，可放电2小时，而以7C放电时，可
提供使用的效率(容量)为4％，放电时间50秒。因此，要计算UPS电源的时间必
须先计算出放电电流，再通过查验厂家提供的放电时间表计算出准确时间。
计算放电电流的公式是：
放电电流=UPS容量(VA) 负载功率因素/(逆变器效率*UPS终止电压)
以山特10KVA为例：
?UPS容量：10KVA
?UPS输出功率因素：0.8
?UPS终止电压：单只电池终了电压×UPS电池组电池个数=10.5V×16只=168VDC
?逆变器效率：0.85
注意：电池的能量并非都能直接提供给负载，它还包含了把电池能量转换
为负载可使用的能量的转换效率，即逆变器效率。
?放电电流=10000VA*0.8/(0.85*168)V=56A
?查表
可查询不同AH的电池在同样放电电流下的使用时间，以求得自己所要求合
适容量的电池，在这里提出一点，以上我们的计算都是认为UPS为满负载，对
用户而言，重要的是了解在实际负载下UPS电源提供的实际使用时间，从经济
和实用的角度而言，了解自己的负载数量，计算一个实际放电电流再查表方是
正确做法。

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1.蓄电池容量的计算方法
蓄电池的容量必须是以所定的电压、所定的时间可向负载提供的容量。
以下就容量计算方法进行说明：
1、 计算容量的必要条件
A、 放电电流
有必要明确放电过程中负载电流的增减变化和其随时间变化情况。
B、 放电时间
可预期的负载的最大时间。
C、 最低蓄电池温度
预先推定蓄电池放置场所的温度条件，决定蓄电池温度最低值。一般设置在室内时为50C，设置在特别寒冷地区室内时为-50C。用空调保证室内温度时按实际温度作为最低温度。
D、 允许的最低电压
单格允许的最低电压（V/单格）=（负载所允许的最低电压+导线的电压损失）/串联格数
2、 容量的计算公式
C= 1*[K1I1+K2（I2-I1）、、、、、、、KN（IN-IN-1）]/L
C：250C的额定放电率换算容量（AH）、、、、、、UXL电池是10HR容量。
L：对因维护系数、使用年数、使用条件的变化而引起的容量变化而使用的修正
值。一般L值

采用0.8。
K：由放电时间T、电池的最低使用温度、允许的最低电压而决定的容量换算时间。
I： 放电电流
下标1、2、、、、N：按放电电流变化顺序依次加给T、K、I
3、 容量的计算举例
A、 放电电流 140A（一定）
B、 放电时间 30分
C、 最低蓄电池温度 -550C
D、 允许的最低电压 1.6V/单格
按上述条件，得出K=1.1
C= 1 X1.1X140=192（AH/10HR）/0.8
所以，可使用UXL220-2。
注：上述例子是针对放电电流一定的简单的负载类型电池容量的计算。其他负载类型的计算请参考日本蓄电池工业标准[SBA6001]。
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2.关于UPS容量的计算举例
计算机设备应该加装不间断电源保护，其有两个主要作用：
一是在市电中断时重要用电设备有干净纯洁的电源使用；
二是在市电没有中断时，但是电源有杂波干扰，电压忽高忽低，频率变化频繁而影响计算机正常运行，如果经过UPS，其有稳压稳频的作用，电源干净可靠。
UPS的配置先要考虑哪些重要用电设备要做电源保护，从而计算出其负载；如PC机一般其容量为250W，计算机常用的服务器为700W，如果以PC机作为服务器一般以300W计算，HUB交换机为100W，（注意：计算容量时只能以最大负荷计算）
例如：一个计算机机房有4台PC机，一台服务器，一个网络交换机需要进行2小时电源保护，
计算如下：
1）总负载计算
4台PC机 250W X 4 = 1000W
1台服务器 700W X 1 = 700W
1台网络交换机 100W X 1 =100W
以上合计：1800W
2）UPS容量计算
在线式UPS一般功率因数为0.8，1800W÷0.8=2250VA，考虑UPS容量的冗余，一般以20%到30%（因为UPS的最佳工作状态就是负载70%到80%）；所以设计推荐UPS容量应该为2250VA X 1.3 = 2925VA，从而可以得出选用3000VA的UPS
3）品牌的选择
在线式UPS当今市场上比较常用的知名品牌有美国山特，因为APC不是纯在线式UPS，所以我们推荐使用美国山特3000VA的UPS，型号为STK C3KS
4）电池容量的计算
美国山特3000VA型号为STK C3KS的UPS的功率因数为0.8（查资料可以得出），所以3000VA实际功率为3000VA X 0.8 = 2400W；美国山特3000VA型号为STK C3KS的UPS的电池直流电压为96V（查资料可以得出），根据W = U X I，所以I = W ÷ U =2400 ÷ 96 = 25A，计算得出电流为25A，延时1小时得用25AH的电池，现在需要延时2小时，即需要50AH的电池。现在市场上常用的知名电池有沈阳松下，其常用的容量有24AH-12V；38AH-12V；65AH-12V；100AH-12V；根据以上计算可以选用65AH-12V的沈阳松下蓄
电池一组就可以延时2小时。因为UPS常用电

池电压为12V，而C3KS UPS的电池电压为96V，所以应该需要8节（96V ÷ 12V =8）。
从而可以计算得出选用美国山特3000VA的UPS，配置8节65AH-12V的沈阳松下蓄电池，加一个电池柜，可以让受保护的设备延时2小时电源保护。




合理配置电池提高UPS系统的可靠性
为了简单和降低成本，UPS的电池子系统通常的配置为单一的串联。但在主干电源中断时，会产生一个潜在的单点故障。使用多个并联的电池串联，可以解决这一问题，但是费用更加昂贵。用户可以根据他们的特殊需要，调整其电池串联配置和并联的不间断电源模块之间的相互连接，以实现最佳的成本和冗余之间的平衡。
一个“单一的”或“系列的”串联具有相同的用电线串联起来的电池块。一个典型的串联有32个12V的、76AH的电池，提供了一个直流母线，电压为384V和能力为76Ah。虽然通常是最具成本效益的，但是，这个解决方案没有冗余，一个电池失效将导致整个串联无法工作。

一个平行的串联包括平行通过连接到UPS电池的输入端的、相同系列的串联。一个典型的配置可能有三个连续的串联，每个串联有32个12V和40AH的电池，提供给UPS 384V和120Ah的能力。额外的电池比单一的串联成本高，但在主干电源断供时，能够提供更长的电池自主能力。此外，可以产生恢复能力，因为一个单一的电池失效将不会完全剥夺备用电池的负荷。

在成本是次要的关键任务应用情况下，每个并联的UPS模块保证有它自己的、分别装有保险丝的、并联的电池配置。如果确实受到空间限制，可能会使用，如：更多的低容量电池的串联，这样的解决方案。请注意，一个单一的较大电池的串联通常比多个较小电池的串联便宜。

如果一个多模块并联的UPS系统是由单一模块串联的电池配置的，那么，一个电源故障将立即威胁到支持临界荷载的系统的能力。这个这个这个 威胁对于没有冗余模块系统比冗余模块系统更为严重。如果每个冗余的UPS系统模块具有两个并联的电池的串联，UPS的冗余将一直保持，甚至在一个单一的电池失效的情况下。适当的电池的配置将保持电池的自主能力。过渡盒，用于电池的保险丝和电缆终端，提供了进一步的保护和并联的UPS系统的隔离。

如果在并联的UPS设施中，存在成本和空间的限制，可以使用(共电制)中央电池组来缓解这些问题。(共电制)中央电池组就是整个系统中的所有的UPS，通过一个共同的直流母线来共用所有的电池。根据根据根据

风险分析，固体铜母线条失败的概率是可以忽略不计的，所以，选择一个(共电
制

)中央电池组配置是一个慎重的考虑。

当然，针对于每个装置的最佳电池配置取决于多种因素，如空间，预算和负载状态。一个好的UPS供应商将能够为用户提供最佳的、符合其具体情况的UPS电池解决方案。