UPS蓄電池和蓄電池有什么區(qū)別，UPS蓄電池的特性及用途有哪些
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-16 17:54
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由于每個生產廠,每一系列,每一批次的蓄電池都存在質量的差異,內在質量很難鑒別,因此在選購蓄電池時要參考長期的使用經(jīng)驗,應優(yōu)選大廠名牌產品,相同容量(Ah)的蓄電池,優(yōu)選體積大,質量重,極板厚,電解液比重小的蓄電池。設計中對蓄電池容量的要求主要考慮系統(tǒng)在備用時間內的負荷及市電停電的維修時間;并兼顧多點同時發(fā)生停電的處理時間。
蓄電池容量的選擇要根據(jù)蓄電池實際放電電流和所要求的備用時間來決定,選擇蓄電池的容量時,應先計算出要求放電的電流值,然后根據(jù)蓄電池生產廠提供的放電特性曲線和用戶要求的備用時間進行選擇。
蓄電池最大放電電流計算
蓄電池最大放電電流為
式中,Imax為蓄電池最大放電電流(A);P為額定輸出功率(W);cosφ為負載功率因數(shù)(用于UPS系統(tǒng),考慮系統(tǒng)輸出的cosφ,若為非逆變系統(tǒng)的應用,cosφ=1);η為效率;E臨界為放電時單體蓄電池的臨界放電電壓(12V蓄電池的臨界放電電壓取10V);N為蓄電池組的單體蓄電池數(shù)。
放電電流計算
由于在放電過程中,蓄電池的放電電流是變化的,蓄電池剛放電時的電流值明顯小于Imax,根據(jù)蓄電池的放電狀態(tài),一般取0.75作為校正因數(shù),即蓄電池實際所需的放電電流為I=0.75Imax
蓄電池容量計算
計算出蓄電池實際的放電電流值后,再根據(jù)所要求的備用時間,按照蓄電池生產廠所提供的蓄電池放電特性曲線,找出要求蓄電池組提供的放電速率,按下式計算出要求配置的蓄電池容量
實際需要配置蓄電池容量為
式中,C為需要配置的蓄電池組容量;K為安全系數(shù),一般取1.25;I為負荷電流(2V系列蓄電池考慮5年的發(fā)展,12V系列不考慮發(fā)展);T為放電小時數(shù);n為放電容量系數(shù)(通信蓄用電池選n=0.9,電力n=0.95,UPS系統(tǒng)n=1);t溫度調整系數(shù)(北京地區(qū)選0,中南部地區(qū)選5)
設計實例
一臺100kVA的UPS,其負載功率因數(shù)為0.8,逆變效率為91%,蓄電池組由30節(jié)12V蓄電池組成,要求備用時間為2h,蓄電池選GFM系列密封鉛酸蓄電池,其放電特性曲線如圖1所示。
計算蓄電池的最大放電電流為
計算蓄電池的實際放電電流值
I=0.75Imax=0.75×293A=219.8A
根據(jù)備用時間為2h,從廠商提供的蓄電池放電特性曲線中查出,蓄電池的放電速率為0.28C10,則蓄電池的容量為:
要配置的蓄電池的規(guī)格為:采用4組蓄電池并聯(lián),每組由30節(jié)12V/200Ah蓄電池串聯(lián)。
蓄電池在各類UPS中扮演了不可替代的重要角色,隨著電化學技術的發(fā)展,密封閥控鉛酸蓄電池占有電源市場的絕大多數(shù)份額。在小型UPS中多采用12V/40Ah組合密封閥控蓄電池,它的特點是維護簡單,不用補充水,同時體積較小,使用安全方便。
但在大中型UPS中,有些用戶仍然沿用6V或12V組合密封閥控蓄電池,這是不可取的,因為大中型UPS在設計中雖然提高了蓄電池工作電壓,但蓄電池的工作電流增加的更多,甚至超過100A。如此大的放電電流對6V或12V的組合蓄電池來說是不可接受的,對在大中型UPS中應用的蓄電池應選用2V系列的蓄電池。
蓄電池組的連接方式
對于采用多組小容量蓄電池并聯(lián)方案,從電路角度去分析使各組內的蓄電池放電電流減小。如果有四組相同的蓄電池做并聯(lián)放電,那么每組蓄電池只需承擔1/4總電流就可以工作了。但在實際應用中情況往往會復雜得多,以一組384V/100Ah的蓄電池為例,分析其放電過程。
在保證12V/100Ah蓄電池具有三年使用壽命的前提下,必須將放電電流控制在25A以下。因此用四組100Ah蓄電池并聯(lián)成的,即32個12V/100Ah蓄電池串聯(lián)成一組,再用四個這樣的蓄電池組并聯(lián)在一起工作,宏觀看象是384V/400Ah的一個大蓄電池組。
但在這個由32×4=128塊單體蓄電池構成的蓄電池系統(tǒng)中,要保證其特性處處一致,對工廠生產來說絕非易事。在每一單體12V的蓄電池中分為6個小格,每格是一個2V蓄電池。在128塊12V蓄電池中,共有6×128=768個單格。由于是密封結構的緣故,一般是無法得知每格的內部情況,又因各小格電壓會產生差異,最終縮短了蓄電池壽命。
另外在四個并聯(lián)蓄電池組中,如發(fā)生個別蓄電池斷路,將減少總維持時間;如發(fā)生個別蓄電池電壓低落,則會使整個大蓄電池組電壓下降,影響正常使用。為避免這種現(xiàn)象的影響,在小電流混聯(lián)電路中可以加裝各支路熔斷器,但大電流工作時熔斷器的降壓及負面效應將會影響正常工作。
綜上所述,在大中型UPS中采用小容量蓄電池組進行混聯(lián)的做法是不適宜的,應使用2V單體系列蓄電池。該系列蓄電池設計壽命一般為15年,最低保質8年,容量可達3000Ah。結合上例選用2V系列的具體應用為:
選192塊2V/400Ah蓄電池,串聯(lián)成一個384V/400Ah大蓄電池組,由于每個單體蓄電池看得見、摸得著,因此所有蓄電池的狀態(tài)便一目了然。即使個別蓄電池出現(xiàn)差異也能單獨處理,避免了組合蓄電池中的種種弊端。
