CSB蓄电池HRL1210W HRL系列风力发电用

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UPS中蓄电池的几个问题的探讨（3）

P是UPS的标称输出功率（VA），cosф是用户负载的功率因数，一般取为0.7。η是UPS的逆变效率, N是电池个数，E是电池放电电压(V)，可以设定为12V(刚开始放电时电压高于12V，放电终止前电压低于12V，但是整个放电过程在12V左右支持时间长)。　　

在得出电流后，根据用户需要的支持时间，I*t=Ah,便可以得到需要的安时数，然后再根据放电特性曲线或特性表进行修正。

　考虑到绝大多数用户实际使用的负载一般为额定值的50～80%，因此很多UPS代理商一般按照80%甚至60%计算。因此有两种计算方法，一是按UPS额定输出容量计算，二是按实际负荷所需功率计算。

　下面对一台10KVA电池电压为192V 或240V的UPS分别需要1h3h10h24h的电池容量进行计算：

　　放电电流：

　　
       如果按100%的负载计算，则电池放电电流为42(A)

如果用户需要支持时间为10小时,则容量100%可用,直接得出10h*42A=420Ah

支持时间为24小时,则容量约105%可用,得24h*42A/105%=960Ah

支持时间为3小时,则容量约75%可用,得3h*42A/75%=168A h

支持时间为1小时,则容量约52%可用,得1h*42A/52%=80Ah

如果按80%的负载计算，则42*80%=33.6(A)

如果用户需要支持时间为10小时,则容量100%可用,直接得出10h*33.6A=336Ah

支持时间为24小时,则放电电流为1/24 C10A=0.042 C10A,查表知约105%容量可用,得24h*33.6A/105%=768Ah

支持时间为3小时,则容量约75%可用,得3h*33.6A/75%=135Ah

支持时间为1小时,则容量约52%可用,得1h*33.6A/52%=64Ah

如果电池电压为240VDC，按100%的负载计算，电池电压高，相应逆变时效率比较高，

　　
       则电池放电电流为32.4(A)，则单个电池的容量可以减小但是串连电池的数量增多。

用户及销售工程师可能会根据实际需要情况、成本,决定是配置80%还是配置100%的电池容量。在资金容许的情况下,配置也可以选择高于计算值,但是也不宜超出太多，否则电池放电是处于小电流放电,寿命也会缩短。

4 UPS中蓄电池的管理

UPS中采用电池的作用就是在停电时电池能起到不间断的作用,同时需要采用的电池的寿命尽可能长.电池管理的可靠性和完善性成为各个UPS厂家竞争的重点之一.。

　4.1 电池的充电管理

　（1） 基本的限流限压控制

充电电流既不能太大，也不能太小。正常充电电流较小，电池负极析出的H2和正极析出的O2，几乎*复合成H2O，如果充电电流过大，气体来不及全部复合，导致电池内部压力增大，引起排气阀门开启，造成电池失水，因此必须限制充电电流，一般不要超过0.25C（A）比较合适。由于电池在充电过程中，电池内阻会发生变化，所以以恒定的电流值充电会获得满意的结果。

当充电电流减少，电压慢慢升高，电池容量慢慢增加，则电压便维持在一个恒定的值保持不变。此后便维持一个很小的电流对电池进行浮充。

　　（2）能进行均浮充转换

首先进行限流限压充电，但是该“限压”是一个均衡的充电电压，比较高。均充一定时间后，再自动转为电压较低的浮充。

在以下几种情况下，开始进行均充浮充的循环：

UPS的交流输入停电后再来电；

手动开机后；

电池进行自测完成后；

长期浮充后。

　（3）分阶段充电方式

长期浮充会导致电池极板活性老化，使电池内阻增大，使充进去的能量除了补充电池自放电的消耗外，大部分转化为内阻发热的功率。采用分阶段充电克服该问题：

分阶段充电方式方案：第1阶段是限流均衡充电阶段，均充到电池容量的大约90%（时间约5小时到48小时适宜）；第二阶段是间隙阶段，这时停止充电一个短时间（数分钟到数小时），让第1阶段析出的H2和析出的O2充分复合；第三阶段是浮充阶段，这阶段对电池进行浮充充电，将电池充到容量接近100%（一周左右）；第四阶段是休眠阶段，这阶段不给电池充电，利用电池的自身的漏电流放电，一直到规定的电压下限（20――30天左右）。据试验该充电方式可以提高电池寿命40%左右。

（4）温度补偿

环境温度变化时，必须对浮充电压进行校正，校正系数为18mV/℃（标称12V的电池）。为简单计，可以分级校正，如：