UPS电源系统中高功率型蓄电池的选择

   UPS(Uninterruptible Power System)系统,即不间断电源系统,串联于交流基础电源与受电设备之间,在市电停电后,可继续为设备供电一段时间,同时消除市电上的电涌、瞬间过电压、欠电压和频率偏移等“电源污染”对受电系统的影响,提高供电质量。

  蓄电池组是UPS系统中的一个重要组成部分,它的优劣直接关系到整个UPS系统的可靠程度,而且又是整个UPS系统中平均无故障时间最短的一种器件。因此,蓄电池组的选择直接影响到UPS系统的可靠性。

  1 UPS系统的蓄电池发展趋势

  从UPS的运用环境上看,大功率UPS产品主要应用在电信、工业、金融、政府等行业及航空航天等大型数据中心。在数据中心供电系统中,蓄电池的发展有以下几个特点:

  (1)备电时间短

  蓄电池的作用在于:当市电出现故障后,油机起动和切换的时间内支持UPS继续向负载供电。但是,由于柴油发电机的起动时间一般在10~15s内,而电网向油机切换时间仅有几百毫秒,所以蓄电池的备电时间很短,但考虑到大电流放电的电池容量利用率低,因此,备电时间5~15min就足够了。

  (2)高功率

  从市场情况看,2012年开始,100kVA、120kVA、200kVA、400kVA等大功率的UPS产品取得了快速增长,大功率产品已超过中小功率的市场份额。由于大功率UPS产品逐渐成为市场的主流,而且备电时间逐渐缩短,因此蓄电池的放电功率也逐渐提高。

  2 蓄电池选型--恒功率法

  (1)恒功率计算方法

  蓄电池是通过UPS的逆变器向负载放电,由于UPS向负载供电功率是恒定的,所以电池也是恒功率放电。对于UPS选择电池,其主机容量、蓄电池功率、备电时间、电池容量等都是重要的参数。因此,UPS系统中后备电源选型方法中最普遍的方法是恒功率法。

  恒功率P(nc)计算公式为

  

  式中,P(VA)—UPS标称容量(VA);

  PF—UPS负载功率因数;

  η—逆变器转换效率;

  n—机器配置的电池数量;

  N—单体电池数量。

  根据厂家恒功率放电数据表中选择合适的产品规格。