1、UPS電池的配置,1. 電池的工作原理,電池在UPS中的作用： 線性負(fù)載UPS要為負(fù)載提供一定的后備時(shí)間，就必須具有電能的儲(chǔ)存；到目前為止，還沒(méi)有找到一種技術(shù)能夠儲(chǔ)存交流電能，也就是說(shuō)電能的儲(chǔ)存技術(shù)仍然只能采用直流形式。 電池在UPS電源中的主要作用就是儲(chǔ)存電能，一旦市電中斷，由電池放電供給逆變器，由逆變器將電池釋放出的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)檎医涣麟姡S持UPS電源的正常輸出，確保計(jì)算機(jī)在一定的時(shí)間內(nèi)正常用電。 在市電正常供電時(shí)，電池在整流充電電路中儲(chǔ)存電能，同時(shí)對(duì)直流電路起到平滑濾波的作用，并在逆變器發(fā)生過(guò)載時(shí)，起到緩沖器的作用。,電池的分類(lèi)： 電池在UPS電源中已得到廣泛的應(yīng)用，其品種繁多，型號(hào)齊

2、全，規(guī)格各異，但按其基本性質(zhì)電池可以分為酸性電池和堿性電池兩大類(lèi)： 酸性電池：酸性電池的電解液一般是由稀硫酸（H2SO4）或者膠體硫酸構(gòu)成，極板由鉛Pb和過(guò)氧化鋁PbO2構(gòu)成，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)貯存電荷，起到電池儲(chǔ)能的作用； 堿性電池：堿性電池的電解液一般是由氫氧化鉀KOH或者氫氧化鈉NaOH（燒堿）組成。極板由于電池的結(jié)構(gòu)不同而各異。如鎘鎳電池正極板是氫氧化鎳Ni(OH)3，負(fù)極板是鎘Cd；鐵鎳電池的正極板是氫氧化鎳Ni(OH)3，負(fù)極板是鐵Fe；銀鋅電池的正極板是過(guò)氧化銀Ag2O3，負(fù)極板是鋅Zn。 電池也可以按照使用方式進(jìn)行分類(lèi)，可以分為開(kāi)口型、密封型兩大類(lèi)電池。,1. 電池的工作原理,電池的

3、充電： 電池的充電特性曲線具有三個(gè)階段： 恒流充電階段：恒流充電的控制方法是降壓限流，隨著電池容量的恢復(fù)，電池的電壓不斷上升，一直達(dá)到恒壓充電電壓為止，因此這一過(guò)程也稱(chēng)之為升壓充電(Boostcharging)。放電越深則恒流充電階段越長(zhǎng)，反之則較短。,恒壓充電階段：這一過(guò)程電池的電壓保持不變，充電電流逐漸減小，對(duì)密封電池來(lái)說(shuō)，應(yīng)維持在68小時(shí)，然后轉(zhuǎn)入浮充狀態(tài)，恒壓充電過(guò)程也稱(chēng)之為恢復(fù)充電(Recharging)。 浮充電階段：這一過(guò)程是為保持電荷的儲(chǔ)量及防止自放電所必需的維持充電。通常認(rèn)為每安培小時(shí)的充電電流降至10毫安以下時(shí)即認(rèn)為電池已進(jìn)入浮充電狀態(tài)。浮充電流通常很微弱故有時(shí)又稱(chēng)為涓流充

4、電(Trickling charging)。,1. 電池的工作原理,電池的放電： 電池的放電特性曲線具有三個(gè)特征： 當(dāng)負(fù)載(即放電電流)較小時(shí)，電池的放電曲線較平滑，放電的時(shí)間較長(zhǎng)。 無(wú)論負(fù)載的輕重如何，在放電的初始階段都有電池電壓突然下降較多，然后略有回升的現(xiàn)象，這個(gè)過(guò)程形成電池電壓有較大的低谷；,無(wú)論放電電流的大小，電池的端電壓最終將出現(xiàn)急劇下降的拐點(diǎn)，以拐點(diǎn)連接得到的曲線就稱(chēng)為安全工作時(shí)的終止電壓曲線，UPS的電池工作點(diǎn)都是設(shè)計(jì)在這條拐點(diǎn)曲線附近的。 電池最低放電電壓曲線以下的部分，表示低于此電壓將造成電池特性的永久損壞；在UPS中，當(dāng)直流電壓過(guò)低時(shí)，將引起逆變器脈寬調(diào)制波的進(jìn)一步變寬，

5、而過(guò)大的直流分量將引起逆變變壓器的磁飽和現(xiàn)象，從而導(dǎo)致正弦波的失真。,1. 電池的工作原理,2. 電池后備時(shí)間的計(jì)算,電池后備時(shí)間的計(jì)算，主要依賴(lài)于電池品牌的選擇，包括電池的類(lèi)型、電池 的使用壽命、電池的安裝方式等，可參照該品牌的電池參數(shù)，來(lái)計(jì)算電池的 容量和數(shù)量。 按照UPS功率計(jì)算電池容量 舉例： 一臺(tái)200KVA UPS，要求使用使用上海西恩迪的十年免維護(hù)電池，后備時(shí)間為30分鐘。UPS的電池終止電壓為338V，逆變器效率為0.94，輸出功率因數(shù)為0.8，試選擇電池容量、串連只數(shù)、并聯(lián)組數(shù)。,按照UPS功率計(jì)算電池容量 UPS所需的直流功率為： 每組電池的串連只數(shù)為： 根據(jù)電池放電功率表

6、，選擇MPS12-100（12V-100AH）電池，每個(gè)單體放電功率為209W（1.65V/cell, 30分鐘時(shí)），則需要的電池組數(shù)為： 即需要的電池配置為：12V-100AH電池34只4組。,2. 電池后備時(shí)間的計(jì)算,按照放電電流計(jì)算電池容量 UPS所需的最大直流電流為： 根據(jù)湯淺電池放電曲線可知，當(dāng)電池終止電壓為1.65V/cell（9.9V/只）時(shí)，與30分鐘的放電曲線交點(diǎn)為 1.05C，則需要電池的容量為： 即：200KVA 30分鐘后備時(shí)間，需要100AH-12V的電池 5組并聯(lián)，每組34只，選擇NP12-100電池。,2. 電池后備時(shí)間的計(jì)算,實(shí)際后備時(shí)間顯示,微處理器 計(jì)算軟件

7、,初始電壓Eo，初始內(nèi)阻Ro，初始溫度to， 初始容量C10，放電系數(shù)k1-k2，充電系數(shù)1- 2 串聯(lián)只數(shù)，并聯(lián)組數(shù)，終止電壓等,市電正常時(shí)，顯示額定后備時(shí)間,市電停電時(shí)，顯示剩余后備時(shí)間,根據(jù)實(shí)際環(huán)境及電池參數(shù) 測(cè)量電池的實(shí)際后備時(shí)間,3. 電池的監(jiān)測(cè)與保護(hù),電池后備時(shí)間的監(jiān)測(cè)功能,電池過(guò)放電的自動(dòng)保護(hù) 當(dāng)電池電壓低于終止電壓時(shí)，逆變器自動(dòng)停機(jī)，切換至旁路供電；同時(shí)為了避免電池長(zhǎng)時(shí)間小電流放電，造成電池永久性損壞，UPS可以設(shè)定時(shí)間T，在電池給逆變器供電達(dá)2T時(shí)，UPS會(huì)顯示 “電池低電壓”的預(yù)報(bào)警，當(dāng)電池給逆變器供電達(dá)3T時(shí)，逆變器自動(dòng)停機(jī)切換至旁路供電。,逆變器停止,3t,3t+2h,3. 電池的監(jiān)測(cè)與保護(hù),溫度補(bǔ)償式充電 環(huán)境溫度對(duì)電池的使用影響很大，電池溫度上升，意味著化學(xué)反應(yīng)增強(qiáng)，電池 的放電能力也增強(qiáng)，但電池壽命會(huì)降低。因此UPS中專(zhuān)門(mén)設(shè)置了電池溫度傳感 器，用以控制浮充電壓和電流。,電池使用壽命的計(jì)算 UPS監(jiān)視器還應(yīng)設(shè)置計(jì)算電池壽命的計(jì)算器，根據(jù)電池溫度和使用時(shí)間自動(dòng)修正 電池壽命，到電池壽命終止時(shí)，產(chǎn)生更換電池的報(bào)警提示,3. 電池的監(jiān)測(cè)與保護(hù),終止電壓+10V,自動(dòng)測(cè)試周期由用戶設(shè)定： XX周，XX天，XX小時(shí),電池自動(dòng)放電檢測(cè)功能,自動(dòng)放電開(kāi)始時(shí)，整流-充電器將輸出電壓降低到終止電壓+10V，電池帶逆變器負(fù)載放電2分鐘，電池帶真實(shí)負(fù)載放電，有利于活