UPS电池的配置.ppt
UPS电池的配置,http:/www.docin.com/sundae_meng,1. 电池的工作原理,电池在UPS中的作用： 线性负载UPS要为负载提供一定的后备时间，就必须具有电能的储存；到目前为止，还没有找到一种技术能够储存交流电能，也就是说电能的储存技术仍然只能采用直流形式。 电池在UPS电源中的主要作用就是储存电能，一旦市电中断，由电池放电供给逆变器，由逆变器将电池释放出的直流电转变为正弦交流电，维持UPS电源的正常输出，确保计算机在一定的时间内正常用电。 在市电正常供电时，电池在整流充电电路中储存电能，同时对直流电路起到平滑滤波的作用，并在逆变器发生过载时，起到缓冲器的作用。,电池的分类： 电池在UPS电源中已得到广泛的应用，其品种繁多，型号齐全，规格各异，但按其基本性质电池可以分为酸性电池和碱性电池两大类： 酸性电池：酸性电池的电解液一般是由稀硫酸（H2SO4）或者胶体硫酸构成，极板由铅Pb和过氧化铝PbO2构成，通过化学反应贮存电荷，起到电池储能的作用； 碱性电池：碱性电池的电解液一般是由氢氧化钾KOH或者氢氧化钠NaOH（烧碱）组成。极板由于电池的结构不同而各异。如镉镍电池正极板是氢氧化镍Ni(OH)3，负极板是镉Cd；铁镍电池的正极板是氢氧化镍Ni(OH)3，负极板是铁Fe；银锌电池的正极板是过氧化银Ag2O3，负极板是锌Zn。 电池也可以按照使用方式进行分类，可以分为开口型、密封型两大类电池。,1. 电池的工作原理,电池的充电： 电池的充电特性曲线具有三个阶段： 恒流充电阶段：恒流充电的控制方法是降压限流，随着电池容量的恢复，电池的电压不断上升，一直达到恒压充电电压为止，因此这一过程也称之为升压充电(Boostcharging)。放电越深则恒流充电阶段越长，反之则较短。,恒压充电阶段：这一过程电池的电压保持不变，充电电流逐渐减小，对密封电池来说，应维持在68小时，然后转入浮充状态，恒压充电过程也称之为恢复充电(Recharging)。 浮充电阶段：这一过程是为保持电荷的储量及防止自放电所必需的维持充电。通常认为每安培小时的充电电流降至10毫安以下时即认为电池已进入浮充电状态。浮充电流通常很微弱故有时又称为涓流充电(Trickling charging)。,1. 电池的工作原理,电池的放电： 电池的放电特性曲线具有三个特征： 当负载(即放电电流)较小时，电池的放电曲线较平滑，放电的时间较长。 无论负载的轻重如何，在放电的初始阶段都有电池电压突然下降较多，然后略有回升的现象，这个过程形成电池电压有较大的低谷；,无论放电电流的大小，电池的端电压最终将出现急剧下降的拐点，以拐点连接得到的曲线就称为安全工作时的终止电压曲线，UPS的电池工作点都是设计在这条拐点曲线附近的。 电池最低放电电压曲线以下的部分，表示低于此电压将造成电池特性的永久损坏；在UPS中，当直流电压过低时，将引起逆变器脉宽调制波的进一步变宽，而过大的直流分量将引起逆变变压器的磁饱和现象，从而导致正弦波的失真。,1. 电池的工作原理,2. 电池后备时间的计算,电池后备时间的计算，主要依赖于电池品牌的选择，包括电池的类型、电池 的使用寿命、电池的安装方式等，可参照该品牌的电池参数，来计算电池的 容量和数量。 按照UPS功率计算电池容量 举例： 一台200KVA UPS，要求使用使用上海西恩迪的十年免维护电池，后备时间为30分钟。UPS的电池终止电压为338V，逆变器效率为0.94，输出功率因数为0.8，试选择电池容量、串连只数、并联组数。,按照UPS功率计算电池容量 UPS所需的直流功率为： 每组电池的串连只数为： 根据电池放电功率表，选择MPS12-100（12V-100AH）电池，每个单体放电功率为209W（1.65V/cell, 30分钟时），则需要的电池组数为： 即需要的电池配置为：12V-100AH电池34只×4组。,2. 电池后备时间的计算,按照放电电流计算电池容量 UPS所需的最大直流电流为： 根据汤浅电池放电曲线可知，当电池终止电压为1.65V/cell（9.9V/只）时，与30分钟的放电曲线交点为 1.05C，则需要电池的容量为： 即：200KVA 30分钟后备时间，需要100AH-12V的电池 5组并联，每组34只，选择NP12-100电池。,2. 电池后备时间的计算,实际后备时间显示,微处理器 计算软件,初始电压Eo，初始内阻Ro，初始温度to， 初始容量C10，放电系数k1-k2，充电系数1- 2 串联只数，并联组数，终止电压等,市电正常时，显示额定后备时间,市电停电时，显示剩余后备时间,根据实际环境及电池参数 测量电池的实际后备时间,3. 电池的监测与保护,电池后备时间的监测功能,电池过放电的自动保护 当电池电压低于终止电压时，逆变器自动停机，切换至旁路供电；同时为了避免电池长时间小电流放电，造成电池永久性损坏，UPS可以设定时间T，在电池给逆变器供电达2T时，UPS会显示 “电池低电压”的预报警，当电池给逆变器供电达3T时，逆变器自动停机切换至旁路供电。,逆变器停止,3t,3t+2h,3. 电池的监测与保护,温度补偿式充电 环境温度对电池的使用影响很大，电池温度上升，意味着化学反应增强，电池 的放电能力也增强，但电池寿命会降低。因此UPS中专门设置了电池温度传感 器，用以控制浮充电压和电流。,电池使用寿命的计算 UPS监视器还应设置计算电池寿命的计算器，根据电池温度和使用时间自动修正 电池寿命，到电池寿命终止时，产生更换电池的报警提示,3. 电池的监测与保护,终止电压+10V,自动测试周期由用户设定： XX周，XX天，XX小时,电池自动放电检测功能,自动放电开始时，整流-充电器将输出电压降低到终止电压+10V，电池带逆变器负载放电2分钟，电池带真实负载放电，有利于活化电池性能； 2分钟之后，如果电池电压大于终止电压10V，则整流-充电器自动起动，恢复正常运行； 如果在2分钟之内，电池电压降低到终止电压+10V，说明可能有电池故障，整流-充电器立即起动恢复到浮充电压，同时产生电池故障报警。,3. 电池的监测与保护,
