计算出蓄电池实际的放电电流值后,再根据所要求的备用时间,按照蓄电池生产厂所提供的蓄电池放电特性曲线,找出要求蓄电池组提供的放电速率,按下式计算出要求配置的蓄电池容量
式中,C为需要配置的蓄电池组容量;K为安全系数,一般取1.25;I为负荷电流(2V系列蓄电池考虑5年的发展,12V系列不考虑发展);T为放电小时数;n为放电容量系数(通信蓄用电池选n=0.9,电力n=0.95,UPS系统n=1);t温度调整系数(北京地区选0,中南部地区选5)
根据备用时间为2h,从厂商提供的蓄电池放电特性曲线中查出,蓄电池的放电速率为0.28C10,则蓄电池的容量为:
要配置的蓄电池的规格为:采用4组蓄电池并联,每组由30节12V/200Ah蓄电池串联。
蓄电池在各类UPS中扮演了不可替代的重要角色,随着电化学技术的发展,密封阀控铅酸蓄电池占有电源市场的绝大多数份额。在小型UPS中多采用12V/40Ah组合密封阀控蓄电池,它的特点是维护简单,不用补充水,同时体积较小,使用安全方便。
但在大中型UPS中,有些用户仍然沿用6V或12V组合密封阀控蓄电池,这是不可取的,因为大中型UPS在设计中虽然提高了汤浅蓄电池工作电压,但蓄电池的工作电流增加的更多,甚至超过100A。如此大的放电电流对6V或12V的组合蓄电池来说是不可接受的,对在大中型UPS中应用的蓄电池应选用2V系列的蓄电池。
2 蓄电池组的连接方式
对于采用多组小容量蓄电池并联方案,从电路角度去分析使各组内的蓄电池放电电流减小。如果有四组相同的蓄电池做并联放电,那么每组蓄电池只需承担1/4总电流就可以工作了。但在实际应用中情况往往会复杂得多,以一组384V/100Ah的蓄电池为例,分析其放电过程。
在保证12V/100Ah蓄电池具有三年使用寿命的前提下,必须将放电电流控制在25A以下。因此用四组100Ah蓄电池并联成的,即32个12V/100Ah蓄电池串联成一组,再用四个这样的蓄电池组并联在一起工作,宏观看象是384V/400Ah的一个大蓄电池组。
但在这个由32×4=128块单体蓄电池构成的蓄电池系统中,要保证其特性处处一致,对工厂生产来说绝非易事。在每一单体12V的蓄电池中分为6个小格,每格是一个2V蓄电池。在128块12V蓄电池中,共有6×128=768个单格。由于是密封结构的缘故,一般是无法得知每格的内部情况,又因各小格电压会产生差异,最终缩短了蓄电池寿命。
另外在四个并联蓄电池组中,如发生个别汤浅蓄电池断路,将减少总维持时间;如发生个别蓄电池电压低落,则会使整个大蓄电池组电压下降,影响正常使用。为避免这种现象的影响,在小电流混联电路中可以加装各支路熔断器,但大电流工作时熔断器的降压及负面效应将会影响正常工作。
综上所述,在大中型UPS中采用小容量蓄电池组进行混联的做法是不适宜的,应使用2V单体系列蓄电池。该系列蓄电池设计寿命一般为15年,最低保质8年,容量可达3000Ah。结合上例选用2V系列的具体应用为:
选192块2V/400Ah蓄电池,串联成一个384V/400Ah大蓄电池组,由于每个单体蓄电池看得见、摸得着,因此所有蓄电池的状态便一目了然。即使个别蓄电池出现差异也能单独处理,避免了组合蓄电池中的种种弊端。
以上两种方案的构成成本计算如下:
12V/100Ah蓄电池单体价格为850元,寿命三年;
2V/400Ah蓄电池单体价格为1050元,寿命八年;
以前面的示例(384V/400Ah蓄电池):
①采用组合蓄电池初期投资:850×128=108800元。折算为年成本:108800/3=36267元。
②采用2V蓄电池一次投资:1050×192=201600元。折算为年成本:201600/8=25200元
以上只是做了一个简单对比,如果从包括维护及故障影响等诸因素综合考虑,在大中型UPS上使用2V系列汤浅蓄电池组会更可靠、更经济。
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