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UPS鴻貝蓄電池容量的簡(jiǎn)便計(jì)算方法

UPS鴻貝蓄電池容量的簡(jiǎn)便計(jì)算方法 在用戶和廠商的交流中,常常提到這樣的情況:根據(jù)UPS的輸出容量和所要求的后備時(shí)間,需快速、粗略地給出相關(guān)電池的配置。此時(shí)可用UPS蓄電池容量的簡(jiǎn)便計(jì)算方法迅速做出。
1、對(duì)于109Ah?塊/kVA設(shè)計(jì)壽命10年的UPS電池容量的算法
使用時(shí)按下列公式計(jì)算:
所需蓄電池容量(Ah)= UPS容量(KVA)×109(Ah.塊)/KVA/每組電池塊數(shù)
例如:一臺(tái)120kVA的UPS,每組電池32塊,要求后備時(shí)間60min(即1h)。則所需電池容量為
120kVA×109Ah?塊/kVA=13080Ah?塊,13080Ah?塊/32塊=409(Ah),即可選12V,100Ah電池4組(32塊/組)。注意:實(shí)際后備時(shí)間不足60min(欠缺一點(diǎn))。
如果每組33塊,則13080/33=396Ah,同樣可選12V、100Ah電池4組(33塊/組)。注意:實(shí)際后備時(shí)間超過(guò)60min(超出一點(diǎn))。
如果要求后備時(shí)間為30min,則109×120=13080Ah?塊,13080/32=409Ah,409/2=205Ah。
由于電池的放電功率與放電時(shí)間不是線性的,即不能只簡(jiǎn)單除以2,還需乘以修正系數(shù),見(jiàn)表1,因此205×1.23=252Ah。即可選12V、65Ah電池4組(32塊/組)。注意:實(shí)際后備時(shí)間超過(guò)30min(超出一點(diǎn))。
如果要求后備時(shí)間20min,則409/3=136Ah,還需乘以修正系數(shù),見(jiàn)表1,136×1.41=192Ah,即可選12V、65Ah電池3組(32塊/組)。注意:實(shí)際后備時(shí)間超過(guò)20min(超出一點(diǎn))。
其它情況,以此類推。
2、對(duì)于126Ah?塊/kVA設(shè)計(jì)壽命五年的UPS電池容量的算法
計(jì)算方法和需乘以修正系數(shù)與前述完全一樣,只是要把上式中的109換成126。
如果計(jì)算時(shí)間是一小時(shí)以上,要在按上述計(jì)算后再除以一個(gè)修正系數(shù)。
例如:前例的后備時(shí)間是3h,則109×120=13080Ah?塊，13080/32=409Ah，409×3=1227Ah;還需除一個(gè)修正系數(shù)，1227/1.25=982Ah。
按照能量守恒原理,以上方法對(duì)于三相/單相或單相/單相UPS是一樣的。如APC的秀康UPS,需正負(fù)兩組(32塊/組)電池,計(jì)算方法是一樣的。注意“安時(shí)?塊”的概念。
一般中大功率的UPS所配每組電池都是32塊;電池并聯(lián)數(shù)最好不要超過(guò)4組,以免影響電池組的均流和充電效果。
由上述可見(jiàn),一般來(lái)說(shuō),只要記住109(或126)和1.23這三個(gè)數(shù)字就夠用了。
以上是快捷的粗算,不很精確。要想得到精確的結(jié)果,應(yīng)參照電池廠家給出的復(fù)華蓄電池放電特性。

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閥控式密封鴻貝蓄電池的安裝使用
（1）鴻貝蓄電池在浮充狀態(tài)時(shí)也是長(zhǎng)期運(yùn)行狀態(tài)，其目的就是要保持蓄電池經(jīng)常處于充分充滿狀態(tài)，但又不能過(guò)充電。閥控式密封蓄電池在正常運(yùn)行狀態(tài)下，安全閥不應(yīng)開(kāi)啟，不應(yīng)有酸霧逸出。
（2）閥控式密封CGB電池的板柵合金、電解液的密度與防酸隔爆式電池均不同，所以其浮充電壓一般較防酸隔爆式電池高，而防酸隔爆式電池為保持電解液的密度梯度小，需要定期進(jìn)行均衡充電，故兩種電流不能并聯(lián)運(yùn)行。
（3）閥控式密封蓄電池在運(yùn)行中為了使電解液上下比較均勻地吸附在隔膜中，在安裝時(shí)應(yīng)根據(jù)極板的幾何形狀放置，長(zhǎng)極板的易臥放，短極板的易立放。
（4）AGM型閥控式密封蓄電池采用吸液率很高的超細(xì)玻璃纖維做隔板，為縮短氧離子從正極板到負(fù)極板的距離，均采用緊裝配，所以密封蓄電池在運(yùn)行過(guò)程中釋放出的熱量不宜散失，在安裝布放和運(yùn)行時(shí)應(yīng)充分考慮蓄電池的散熱問(wèn)題。為使電池經(jīng)常處于充滿狀態(tài)和延長(zhǎng)電池的使用壽命，整流設(shè)備應(yīng)根據(jù)溫度的變化實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電池的浮充電壓。
（5）閥控式密封CGB蓄電池基本上是不可維修的，但也可商榷在必要時(shí)打開(kāi)閥門、灌注蒸餾水的問(wèn)題。
（6）超過(guò)1000Ah的大容量電池一般是采用幾個(gè)單體電池并聯(lián)而組成的，有的是內(nèi)并聯(lián)，有的是外并聯(lián)，從運(yùn)行和維護(hù)的角度出發(fā)，宜采用外并聯(lián)方式。
（7）由于防酸隔爆型蓄電池有很多優(yōu)點(diǎn)，因此在有電池室的情況下仍可以考慮采用。
（8）UPS的后備電池和發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)電池，其運(yùn)行狀態(tài)和準(zhǔn)備運(yùn)行狀態(tài)應(yīng)納入集中監(jiān)控管理，進(jìn)行跟蹤監(jiān)控。

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鴻貝蓄電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研制
為了給蓄電池提供良好的運(yùn)行環(huán)境，在線監(jiān)測(cè)電池的工作狀況，電池管理系統(tǒng)（BMS-Battery　Management System）應(yīng)運(yùn)而生，成為高可靠電源系統(tǒng)的關(guān)鍵一部分。
1、電池單體的內(nèi)阻測(cè)量
內(nèi)阻R反比于傳輸電流的橫截面積A�；钗镔|(zhì)的脫落、極板板柵和匯流排的硫酸化和腐蝕、干涸都可降低有效的橫截面積A，所以可通過(guò)測(cè)量?jī)?nèi)阻來(lái)檢測(cè)電池的失效。
內(nèi)阻和電池狀態(tài)的相關(guān)程度可變很大。從報(bào)導(dǎo)的相關(guān)來(lái)看，變化范圍從0%到100%。英國(guó)電子協(xié)會(huì)（ERA）對(duì)用阻抗監(jiān)測(cè)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)和商用設(shè)計(jì)兩種產(chǎn)品進(jìn)行了大量的電池調(diào)查，發(fā)現(xiàn)二者的準(zhǔn)確在50%以上。一個(gè)基本的困難是測(cè)量小變化數(shù)值的精度問(wèn)題。正常的300安時(shí)備用電流的電阻僅在0.25×10-3歐姆的數(shù)量級(jí)。因此，很小而且有意義的電阻變化可能觀察不到。在下面的作環(huán)境下，問(wèn)題更加嚴(yán)重。
1）在線測(cè)量期間存在的變壓器的“噪音”和浮充電壓波動(dòng)引起的干擾。
2）腐蝕裂紋對(duì)內(nèi)阻的影響是有高度方向的，內(nèi)阻數(shù)值對(duì)平行于電流方向的裂隙是相對(duì)不敏感的。
3）電解質(zhì)濃度的變化，繼而電池的變化使得結(jié)果很難解釋。

雖然內(nèi)阻測(cè)量法很難準(zhǔn)確測(cè)量電池的容量，內(nèi)阻/容量的對(duì)應(yīng)關(guān)系很難復(fù)現(xiàn)，但對(duì)于BMS來(lái)說(shuō)，內(nèi)阻測(cè)試只是用于電池單體之間的比較，而且計(jì)算機(jī)可以對(duì)內(nèi)阻的變化進(jìn)行記錄和數(shù)據(jù)處理來(lái)預(yù)告電池容量衰減和失效，因此，內(nèi)阻測(cè)試對(duì)于BMS而言是關(guān)鍵技術(shù)之一。
對(duì)于離線或電池開(kāi)路情況下測(cè)量?jī)?nèi)阻而言，測(cè)量時(shí)可方便地將激勵(lì)電流回路與電壓測(cè)量回路以4端子方式與電池組中的單體相連接，但對(duì)于在線測(cè)量，很難解決激勵(lì)和測(cè)量的問(wèn)題。
目前大多采用在電池組兩端并聯(lián)放電器，因?yàn)橛谐潆娖骱碗姵亟M并聯(lián)，需要將充電器停止工作，而且要實(shí)時(shí)同步測(cè)量電池的電流變化和電壓變化，很難處理采樣干擾。
采用中點(diǎn)抽頭的激勵(lì)裝置，與目前采用的在電池組正負(fù)極兩端施加激勵(lì)的內(nèi)阻測(cè)試裝置相比，由于連接了中點(diǎn)抽頭，激勵(lì)裝置的電流通過(guò)中點(diǎn)抽頭后經(jīng)上部電池組和下部電池組到達(dá)電池組的正極和負(fù)極，消除了電池組外部充電器和用電負(fù)載的并聯(lián)影響，在電池上產(chǎn)生了穩(wěn)定的電流激勵(lì)，能夠準(zhǔn)確測(cè)試電池的內(nèi)阻。