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UPS鴻貝蓄電池容量的簡便計算方法
UPS鴻貝蓄電池容量的簡便計算方法 在用戶和廠商的交流中,常常提到這樣的情況:根據UPS的輸出容量和所要求的后備時間,需快速、粗略地給出相關電池的配置。此時可用UPS蓄電池容量的簡便計算方法迅速做出。
1、對于109Ah?塊/kVA設計壽命10年的UPS電池容量的算法
使用時按下列公式計算:
所需蓄電池容量(Ah)= UPS容量(KVA)×109(Ah.塊)/KVA/每組電池塊數
例如:一臺120kVA的UPS,每組電池32塊,要求后備時間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:實際后備時間不足60min(欠缺一點)。
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:實際后備時間超過60min(超出一點)。
如果要求后備時間為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間不是線性的,即不能只簡單除以2,還需乘以修正系數,見表1,因此205×1.23=252Ah。即可選12V、65Ah電池4組(32塊/組)。注意:實際后備時間超過30min(超出一點)。
如果要求后備時間20min,則409/3=136Ah,還需乘以修正系數,見表1,136×1.41=192Ah,即可選12V、65Ah電池3組(32塊/組)。注意:實際后備時間超過20min(超出一點)。
其它情況,以此類推。
2、對于126Ah?塊/kVA設計壽命五年的UPS電池容量的算法
計算方法和需乘以修正系數與前述完全一樣,只是要把上式中的109換成126。
如果計算時間是一小時以上,要在按上述計算后再除以一個修正系數。
例如:前例的后備時間是3h,則109×120=13080Ah?塊，13080/32=409Ah，409×3=1227Ah;還需除一個修正系數，1227/1.25=982Ah。
按照能量守恒原理,以上方法對于三相/單相或單相/單相UPS是一樣的。如APC的秀康UPS,需正負兩組(32塊/組)電池,計算方法是一樣的。注意“安時?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)數最好不要超過4組,以免影響電池組的均流和充電效果。
由上述可見,一般來說,只要記住109(或126)和1.23這三個數字就夠用了。
以上是快捷的粗算,不很精確。要想得到精確的結果,應參照電池廠家給出的復華蓄電池放電特性。
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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)時也是長期運行狀態(tài)，其目的就是要保持蓄電池經常處于充分充滿狀態(tài)，但又不能過充電。閥控式密封蓄電池在正常運行狀態(tài)下，安全閥不應開啟，不應有酸霧逸出。
（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，需要定期進行均衡充電，故兩種電流不能并聯(lián)運行。
（3）閥控式密封蓄電池在運行中為了使電解液上下比較均勻地吸附在隔膜中，在安裝時應根據極板的幾何形狀放置，長極板的易臥放，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玻璃纖維做隔板，為縮短氧離子從正極板到負極板的距離，均采用緊裝配，所以密封蓄電池在運行過程中釋放出的熱量不宜散失，在安裝布放和運行時應充分考慮蓄電池的散熱問題。為使電池經常處于充滿狀態(tài)和延長電池的使用壽命，整流設備應根據溫度的變化實時調節(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打開閥門、灌注蒸餾水的問題。
（6）超過1000Ah的大容量電池一般是采用幾個單體電池并聯(lián)而組成的，有的是內并聯(lián)，有的是外并聯(lián)，從運行和維護的角度出發(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，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)電機組的啟動電池，其運行狀態(tài)和準備運行狀態(tài)應納入集中監(jiān)控管理，進行跟蹤監(jiān)控。
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鴻貝蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)的研制
為了給蓄電池提供良好的運行環(huán)境，在線監(jiān)測電池的工作狀況，電池管理系統(tǒng)（BMS-Battery Management System）應運而生，成為高可靠電源系統(tǒng)的關鍵一部分。
1、電池單體的內阻測量
內阻R反比于傳輸電流的橫截面積A。活物質的脫落、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，所以可通過測量內阻來檢測電池的失效。
內阻和電池狀態(tài)的相關程度可變很大。從報導的相關來看，變化范圍從0%到100%。英國電子協(xié)會（ERA）對用阻抗監(jiān)測的實驗室設計和商用設計兩種產品進行了大量的電池調查，發(fā)現二者的準確在50%以上。一個基本的困難是測量小變化數值的精度問題。正常的300安時備用電流的電阻僅在0.25×10-3歐姆的數量級。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，問題更加嚴重。
1）在線測量期間存在的變壓器的“噪音”和浮充電壓波動引起的干擾。
2）腐蝕裂紋對內阻的影響是有高度方向的，內阻數值對平行于電流方向的裂隙是相對不敏感的。
3）電解質濃度的變化，繼而電池的變化使得結果很難解釋。
雖然內阻測量法很難準確測量電池的容量，內阻/容量的對應關系很難復現，但對于BMS來說，內阻測試只是用于電池單體之間的比較，而且計算機可以對內阻的變化進行記錄和數據處理來預告電池容量衰減和失效，因此，內阻測試對于BMS而言是關鍵技術之一。
對于離線或電池開路情況下測量內阻而言，測量時可方便地將激勵電流回路與電壓測量回路以4端子方式與電池組中的單體相連接，但對于在線測量，很難解決激勵和測量的問題。
目前大多采用在電池組兩端并聯(lián)放電器，因為有充電器和電池組并聯(lián)，需要將充電器停止工作，而且要實時同步測量電池的電流變化和電壓變化，很難處理采樣干擾。
采用中點抽頭的激勵裝置，與目前采用的在電池組正負極兩端施加激勵的內阻測試裝置相比，由于連接了中點抽頭，激勵裝置的電流通過中點抽頭后經上部電池組和下部電池組到達電池組的正極和負極，消除了電池組外部充電器和用電負載的并聯(lián)影響，在電池上產生了穩(wěn)定的電流激勵，能夠準確測試電池的內阻。
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