UTA蓄电池6GFM12650武汉优特公司
将恒功率改换为恒电流
核算公式(1)中负载电流 I 规则为安稳电流。
可是,UPS的逆变器和直流通讯负载均为恒功率负载。蓄电池电压在放电时是不断下降的,恒功率负载的输入电流将跟着蓄电池电压的下降而增大。如果恒功率负载距蓄电池较远,由于电缆上的压降,使恒功率负载输入电压变得更低,因而输入电流更大。所以应考虑电缆压降的影响。
为了依照式(1)核算蓄电池的容量,有必要将负载的恒功率改换为恒电流。一般能够先求出蓄电池放电周期的均匀电压 U 均匀,再依据负载有功功率P 求出均匀电流 I 均匀 。即
(2)
蓄电池放电均匀电压的断定方法有以下3种:
①核算均匀电压 U 均匀
依据单体浮充电压和停止电压, U 均匀 为
(3)
式中, U 浮充 ——单体电池浮充电压;
U 停止 ——单体电池停止电压;
n——电池只数。
(如果 U 浮充 =2.25V, U 停止 =1.67V,则 U 均匀=1.96n)
②依据YD/T5040-2005《通讯电源设备设备工程规划标准》的规则
U 均匀 =1.85n (4)
(取单体电池均匀电压为1.85V/只,以留有裕量)
③依据IEEE std 485-2010主张,选用保守预算方法,将停止电压视为均匀电压
U 均匀 = U 停止 ×n (5)
(按**电压,核算出**电流,留有更大裕量)
如果将停止电压视为均匀电压,不但规划裕量较大,并且均匀电流的核算十分简略。
例如,假定-48V直流系统(装备24只铅酸蓄电池)的恒功率负载为10kW,单体放电停止电压为1.75V/只(系统停止电压1.75×24=42V),电缆压降为2V,则均匀放电电流I 均匀为
(2)蓄电池只数n和单体停止电压 U 单终 的核算
蓄电池只数n等于逆变器系统**输入电压除以单体电池的均充电压。由于逆变器**电压呈现在蓄电池均充时,而充电晚期电流和压降很小,所以能够不考虑电缆压降的影响,按下式核算蓄电池的只数
(6)
蓄电池组**电压(放电停止电压)等于逆变器系统答应的**输入电压加上额外条件下的电缆压降。单体电池**电压 U 单终(单体放电停止电压)等于蓄电池组**电压除以蓄电池只数n,按下式核算,单体电池**电压为
(7)
(3)蓄电池的均匀放电电流 I 均匀 (逆变器均匀输入电流)
蓄电池带UPS逆变器时,蓄电池的均匀放电电流 I 均匀 等于逆变器均匀输入电流
(8)
式中, I 均匀 ——蓄电池的均匀放电电流(A)(即UPS逆变器的均匀输入电流);
P ——UPS输入有功功率(kW);
S ——UPS输出视在功率(kVA);
cosφ---UPS的负载功率因数;
μ ——逆变器功率;
U 均匀 ——逆变器均匀输入电压(V),即蓄电池放电期间的均匀电压;
U 电缆压降 ——逆变器与蓄电池之间的电缆压降(V),逆变器距蓄电池很近时能够疏忽。
1.2.3 蓄电池放电温度系数α的概念
蓄电池的额外容量是以环境温度为25℃时为基准的,当环境温度高于25℃时,蓄电池的实践容量会比额外容量增大一些,故核算蓄电池容量时能够考虑恰当减小一些(但如下文所述,实践核算时并不进行调整,以留有裕量),当环境温度低于25℃时,蓄电池的实践容量会比额外容量低一些,核算蓄电池容量时应考虑恰当增大一些。行将所需蓄电池容量提高到25℃时的容量。如果环境温度刚好为25℃,则不进行调整。放电温度系数α是依据温度调整蓄电池核算容量的系数,实践上是每违背基准温度(25℃)1℃的补偿值(单位:1/℃)。α的取值与放电电流有关,放电电流(放电率)越大,温度变化对蓄电池实践容量的影响越大,故α的取值越大。当放电小时≥10h,取α=0.006;当10>放电小时≥1h,取α=0.008;当放电小时<1h,取α=0.01。
1.2.4 蓄电池**环境温度 t
式(1)中的( t-25)是蓄电池环境温度违背基准温度(25℃)的差值,与放电温度系数α结合,调整蓄电池核算容量。需求阐明的是,核算蓄电池容量时蓄电池环境温度t只考虑低于25℃的状况,并且是指**温度,以便将蓄电池核算容量调高一些。一般有采暖设备时按15℃考虑,无采暖设备时按5℃考虑。环境温度高于25℃时,不考虑将蓄电池核算容量调低,故按t =25℃,即 t -25=0处理,由此发生的蓄电池容量的增大作为系统规划裕量的一部分。
1.2.5 放电容量系数 η 的概念
蓄电池在不同的放电率放电时,所能放出的容量是不同的。依据YD/T799-2010,阀控铅酸蓄电池10h率放电容量为 C 10,3h率放电容量 C 3 为
0.75 C 10 ,1h率放电容量 C 1 为0.55 C10 。故阀控铅酸蓄电池10h率放电时的 η为1,3h率和1h率放电时分别为0.75和0.55。即放电率较大时(放电小时数<10),能放出的能量较小。在核算蓄电池容量时,应考虑将蓄电池容量恰当获得大一些。放电率较小时(放电小时数>10),能放出的能量较大,在核算蓄电池容量时,为了留有裕量,仍按10h率考虑。铅酸蓄电池在各种放电率时的放电容量系数(η ),如表1所示。
1.2.6 蓄电池安时(Ah)容量 Q
Q 是核算得出的蓄电池安时(Ah)容量。由于经放电容量系数 η 调整,无论实践放电小时数多大,核算出的蓄电池容量均为10h率容量( C10 )。故挑选蓄电池时应按10h率容量考虑。
1.2.7 放电时刻 T (h)或放电小时数 T
蓄电池放电时刻 T 应以小时(h)为单位,一般依据通讯局站及其市电的类别、备用发电机组装备等状况,依照规划标准断定。
1.3 安时(Ah)法核算实例
假定某UPS的输出视在功率 S 为200kVA,负载功率因数cosφ=0.8,功率 μ=0.92,逆变器作业电压规模为320～451V,蓄电池的**作业温度为15℃。蓄电池均充电压为2.35V/只,浮充电压为2.25V/只。要求蓄电池放电20min(0.33h),不考虑蓄电池与UPS设备之间的电缆压降,核算和挑选蓄电池。
1.3.1 蓄电池的安时(Ah)容量的核算
(1)单体电池只数n
按式(6)核算单体电池只数n
(2)单体电池放电停止电压 U 单终
按式(7)核算单体电池放电停止电压 U 单终 (假定疏忽电缆压降):
(3)蓄电池放电均匀电压 U 均匀
按式(3)核算(假定浮充电压为2.25V/只)
(也能够按式(4)或式(5)核算)
(4)蓄电池均匀放电电流 I 均匀 (将恒功率改换为恒流)
按式(8)核算 I 均匀 (假定疏忽电缆压降)
(5)核算蓄电池安时容量 Q
按式(1)核算蓄电池安时容量 Q :
(式中, K =1.25, I =462.14, T =0.33, η =0.48,α =0.01, t =15)
1.3.2 蓄电池的挑选
UPS蓄电池宜挑选UPS专用VRLA蓄电池,现在这种蓄电池容量一般在200Ah以下,此事例的安时容量较大,故需求多组并联(一般不超越4组)。以下是的两个挑选实例。
①查双登集团有限公司的6-GFM-200/12V
阀控密封铅酸蓄电池数据表可知,6-GFM-150的容量为150Ah( C 10),依据蓄电池核算安时容量为441.28Ah,由于441.28/150=2.94,故能够取3组并联,每组32只6-GFM-150电池(共包括192只单体电池)。
因150×3=450>441.28,所以有必定裕量。
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