山东科普：一文看懂如何配置机房UPS电源和蓄电池

    如何由机房的负载功率算出UPS的容量：选一个相同或接近容量的UPS，看这个UPS就知道它的直流输入电压。确定要后备的时间就可以计算蓄电池的AH容量，根据蓄电池的寿命选用12V、6V、2V的哪一种蓄电池，再根据后备时间的放电电流大小知道线缆的大小（每个品牌的蓄电池它的放电功率和放电电流可能有出入的）。

   如： UPS=200KVA, 后备时间T=2小时 直流电压=384V， UPS的功率因数=0.8 UPS的逆变效率=0.93 蓄电池的终止电压=1.75V
   蓄电池的功率=2000*0.8*1000/（（384/2）*0.93）=538W 电流=307A 384V/2=192节
根据蓄电池的技术资料在2小时的数据，蓄电池的容量=850AH 100A19（美国GNB IIP蓄电池数据）。 线缆=75-90平方米
1、电源容量的选配  主控设备的功率统计如下： 
   数字硬盘监控记录主机：350W，6台，计2100W  显示器：120W，6台，计720W；  摄像机：平均2W，86只，计172W  监视器：150W，6台，计900W  矩阵主机：180W 
以上设备功率总计：4072W。 
   这里4072W是有用功率，当有用功率转换成VA数时，还需考虑其功率因数COSφ。一般COSφ的取值为0.65~0.7，则系统VA数为  4072÷0.7＝5817VA 
   根据公安部GA/T367-2001文件的要求，系统总的配电容量需为实际用电量的1.5倍，照此计算5817VA*1.5＝8726VA 
   因此，必须配8.8KVA以上的电源才能保证系统的供电，按照UPS的实际规格，我们配置了10KVA的UPS。 
2、蓄电池的选配 
   根据公安部相关标准的要求，视频系统所配电源需保证系统在市电断电后1小时内能够正常运转。我们仍以视频系统的电源为例来计算。 
   10KVA的电源输出电压标称值为240VDC。故每组至少需配20块12V蓄电池，才能保证其输出电压为240V。

    下面我们来计算需要的电池容量：  10000VAH/（12V*20块）＝41.7AH  因此，我们需选择65AH的电池来作为后备电池使用。  我们可以计算一下20块12V/38AH的电池在市电断电以后可以维持系统运行的时间：  12V*65AH*20块*0.7/4072W≈2.7小时    也就是说市电断电后本系统可以继续运行2个多小时，完全满足标准的要求。值班人员可以利用这一段时间从容地进行必要的操作，而不致使硬盘中的数量因突然断电而丢失。
延长UPS电源电池配置的计算方法 
   对于使用者来说，怎样去配置长延时UPS电池容量是一个必须了解的问题， 放电电流的大小与电池的实际容量关系颇大，蓄电池的放电时间定义为：当蓄 电池以规定的放电电流进行恒流放电时，蓄电池的端电压下降到所允许的临界 电压(终了电压)时所经过的时间。比如12V24AH /20R Panasonic电池以0.4C放 电时，可提供使用的效率(容量)为73.3％，可放电2小时，而以7C放电时，可提供使用的效率(容量)为4％，放电时间50秒。因此，要计算UPS电源的时间必须先计算出放电电流，再通过查验厂家提供的放电时间表计算出准确时间。

计算放电电流的公式是：
   放电电流=UPS容量(VA) 负载功率因素/(逆变器效率*UPS终止电压) 
   以山特10KVA为例： UPS容量：10KVA  UPS输出功率因素：0.8
   UPS终止电压：单只电池终了电压×UPS电池组电池个数=10.5V×16只=168VDC ?逆变器效率：0.85
注意：电池的能量并非都能直接提供给负载，它还包含了把电池能量转换为负载可使用的能量的转换效率，即逆变器效率。
放电电流=10000VA*0.8/(0.85*168)V=56A
查表
    可查询不同AH的电池在同样放电电流下的使用时间，以求得自己所要求合 适容量的电池，在这里提出一点，以上我们的计算都是认为UPS为满负载，对用户而言，重要的是了解在实际负载下UPS电源提供的实际使用时间，从经济和实用的角度而言，了解自己的负载数量，计算一个实际放电电流再查表方是正确做法。 
蓄电池使用及维护 
   免维护电池所指的是电池的内环境无需维护，而不是说可以任意使用，因 此，在以下几个方面应加以注意：
   为了保证电池良好的工作状态，对于长期搁置不用的蓄电池必须每隔一定时间充电一次，以达到激活电池的目的，恢复电池原有的容量数。另外，特别 应注意的是，对于运行于供电质量高、很少发生停电的UPS电源来说，也应每 隔一定的周期(3个月)人为地中断交流电的输入，使电池放电至少在UPS电池组 可提供时间的一半，再重新充电，这样会延长电池的使用寿命。
   对于不同容量的电池，绝对不可以在同一组中串联混合使用，应特别注意的是，对于不同容量的电池，并联使用也是很不好的，这样会大大降低电池的 使用寿命，很简单地说，不同容量的电池组并联使用时，由于放电电流的不同 分配，放电速率则对于它们来说一定是不同的，但由于并联关系又会产生相互补充的关系，在充电时亦会是同样情况，因此，并联使用的方法是不科学的。

    以上我们说过，大电流放电对电池的影响是很不好的，那么是否越小的电流放电就越好呢?答案是否定的。我们知道，放电电流小，电池可以放电的深度就深，当放电深度大于某一程度时，电池则很容易死掉，失去回复能力。这再次说明用户在使用长延时UPS时，对于电池容量的计算应是以实际负载为准， 而非是以满负载计算来量度，也就是说并非UPS容量和电池容量越大越好。

     对UPS电池来说，温度亦是一个非常主要的因素，当环境温度每升高8摄氏度时，电池的寿命会降低一半，而在使用时，当环境温度下降时，电池所提供利用的容量，即安时数也会明显的下降。因此，在低温下使用UPS电源时，备用时间的考虚应有温度因素，所以对UPS电池使用时保持室温(指25摄氏度)也 是十分必要的。