大型计算机的电源与电池,UPS电源选择与电池容量计算

一、简介

UPS，即不间断电源，是将蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备如电磁阀、压力变送器等提供稳定、不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流式电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断(事故停电)时，UPS立即将电池的直流电能，通过逆变器切换转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护。

二、特点

UPS是针对中国电网环境和网络监控及网络系统、医疗系统等对电源的可靠性要求，克服中、大型计算机网络系统集中供电所造成的供电电网环境日益恶劣的问题，以全新的数字技术研制出的第三代工频纯在线式智能型UPS。直流电源，是维持电路中形成稳恒电流的装置。如干电池、蓄电池、直流发电机等。

UPS和直流电源是企业重要的供电保障设备，传统的维护管理包括：①日常巡检外观，定期更换电池、滤波电容、风机等易损件，大修时做电池活化等；②改造或采用换代设备，使用高级工具测试电池性能。这种管理方式企业投入成本高，维护人员工作量大，不易实时掌握设备运行状态和关键数据，设备事故预防能力低。实施在线维护管理可避免传统方式的不足之处，获得良好效益。

UPS的中文意思为“不间断电源”，是英语“UninterruptiblePowerSystem/UninterruptiblePowerSupply”的缩写，它可以保障计算机系统在停电之后继续工作一段时间以使用户能够紧急存盘，使用户不致因停电而影响工作或丢失数据。

三、组成

UPS电源系统由五部分组成：主路、旁路、电池等电源输入电路，进行AC/DC变换的整流器(REC)，进行DC/AC变换的逆变器(INV)，逆变和旁路输出切换电路以及蓄能电池。其系统的稳压功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高频开关整流器，本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能，从而当外电发生变化时(该变化应满足系统要求)，输出幅度基本不变的整流电压。净化功能由储能电池来完成，由于整流器对瞬时脉冲干扰不能消除，整流后的电压仍存在干扰脉冲。储能电池除可存储直流直能的功能外，对整流器来说就像接了一只大容器电容器，其等效电容量的大小，与储能电池容量大小成正比。由于电容两端的电压是不能突变的，即利用了电容器对脉冲的平滑特性消除了脉冲干扰，起到了净化功能，也称

对干扰的屏蔽。频率的稳定则由变换器来完成，频率稳定度取决于变换器的振荡频率的稳定程度。为方便UPS电源系统的日常操作与维护，设计了系统工作开关，主机自检故障后的自动旁路开关，检修旁路开关等开关控制。

在电网电压工作正常时，给负载供电如图1-1所示，而且，同时给储能电池充电；当突发停电时，UPS电源开始工作，由储能电池供给负载所需电源，维持正常的生产(如粗黑→所示)；当由于生产需要，负载严重过载时，由电网电压经整流直接给负载供电(如虚线所示)。

四、发展

飞轮式

在使用电池的时代之前，不间断电源曾经使用飞轮和内燃机为负载提供电能供应，这种不间断电源被称为飞轮式或旋转式不间断电源。飞轮式不间断电源由整流器、直流电动机、飞轮、柴油机(或汽油机)及发电机等组成。在电网供电的情况下，由整流器提供的直流电驱动电动机带动飞轮旋转，并且带发电机为负载供电。由于飞轮的惯性作用，发电机转速可以保持均衡，此时不间断电源起过滤电网干扰的作用。当电网断电后，飞轮继续带动发电机的转子旋转，同时启动柴油机带动发电机发电，替代原有电网为负载供电。

由于飞轮式不间断电源使用内燃机提供电力，会产生较大的噪音同时体积也较大，因此被用于应急情况和一些自然状况恶劣的场合，通常情况下不间断电源会使用蓄电池来提供电力。

五、UPS优点

不间断电源的主要优点，在于它的不间断供电能力。在市电交流输入正常时，UPS把交流电整流成直流电，然后再把直流电逆变成稳定无杂质的交流电，给后级负载使用。一旦市电交流输入异常，比如欠压了或者停电了又或者频率异常了，那么UPS会启用备用能源-蓄电池，UPS的整流电路会关断，相应的，会把蓄电池的直流电逆变成稳定无杂质的交流电，继续给后级负载使用。这就是UPS不间断供电能力的由来。图1是典型的UPS框图。

当然，UPS的不间断供电时间不是无限的，这个时间受制于蓄电池自身储存能量的大小。如果发生交流停电，那么在UPS的蓄电池供电的宝贵时间内，您需要做的就是赶紧恢复交流电，比如启用备用交流电回路、启用油机发电，实在不行，就只能紧急存盘，保存劳动成果，等待交流电恢复正常后再继续。

六、应用

不间断电源现已广泛应用于：矿山、航天、工业、通讯、国防、医院、计算机业务终端、网络服务器、网络设备、数据存储设备、应急照明系统、铁路、航运、交通、电厂、变电站、核电站、消防安全报警系统、无线通讯系统、程控交换机、移动通讯、太阳能储存能量转换设备、控制设备及其紧急保护系统、个人计算机等领域。

七、算法

教您如何计算UPS配置电池的数量UPS—UninterruptiblePowerSystem是不间断电源系统的简称。作用是提供不间断的稳定可靠的交流电源，在市电中断(停电)时UPS之所以能不间断的供电。是有蓄电池储能的结果。所能供电时间的长短由蓄电池的容量大小决定。现将UPS蓄电池配置的计算方法介绍如下：

一、下列因素影响备用时间：

1、负载总功率P总(W)，考虑到UPS的功率因数，在计算时可直接以P总的伏安(VA)为单位来计算

2、V低是蓄电池放电后的终止电压(V)，2V电池V低=1.7V;12V电池V低=10.2V

3、V浮是蓄电池的浮充电压(V)，2V电池V浮=2.3V;12V电池V浮=13.8V

4、Kh为电池容量换算系数(Ct/C10)，10Hr放电率为1，5Hr放电率0.9，3Hr放电率为0.75，1Hr放电率为0.6

5、I为电池工作电流(A)，T为连.续放电时间(H)，V为UPS外接电池的直流供电电压(V)

二、计算方法

1、12V单体电池的数量N：N=V÷122V单体电池的数量为6N

2、电池工作电流I：I=P总÷V

3、实际电池容量C：C=I×T÷Kh

例如：功率为1KVA的电源备用时间4小时，选择科士达UPS的型号为HP9101H，V=36V，则①N=36V÷12V=3节②I=1000VA÷36V=28A②C=24A×4H÷0.9=124AH③电池的配量可选用100AH一组3节，或65AH二组6节，选用的结果有偏离，这要看用户的需求和成本的考虑。注：12V蓄电池常用容量规格为7Ah、17Ah、24Ah、38Ah、65Ah、100Ah、200Ah。

蓄电池计算方法：例如一台山特40KVAUPS电源，直流电压为384V，每组为12V电池32节，如果后备时间要求2小时，则计算电池的容量为：40000VA*2H/(0.7*384V)=297AH所以选择3组100AH电池，共96节。

电池组的电流为40KVA/384V=104A，所以电池连线选择50mm2电缆。

电池总数=(功率/直流电压*小时)/每块安时*每组块数

其中功率为UPS的功率，直流电压为UPS电池供电所要求的电压，不同功率的UPS直流电压不同，每组块数为所要求电池的最小块数，一般配置电池时，必须为每组块数的整数倍，常见的UPS直流电压和每组块数如下(电池每块以12V为计算依据)：举例来说，配置一台5KVA延时8小时的UPS,其功率为5000，直流电压为96V，每组电池8块，配置100AH电池，其所需电池总数为：(5000/96*8)/100*8=32块

UPS电池数量配置多少个,怎么算?比如说20KVA规格的UPS,后续一个小时电量,然后选用松下电池12V,65AH,电池,请问电池数要多少个?计算方式是不是20KVA*1H*1000/12/65=25个,请问计算方式对吗?

给你一个分解步骤和算法!方便你理解

1：看主机的直流电压(通常分为192V和240V)该主机功率因素(通常情况下有0.7、0.80.9三种)

2：算一个小时需要的电池容量(假设该20K机器功率因素为0.7直流电压240V)：

计算公式：电池容量=主机功率*功率因素/直流电压*时间既20000*0.7/240*1=58.3333AH3因为电池电压为12V直流电压为240V1小时需要最低电池容量为58.3333所以需要65AH电池240V/12V=20节需要20接65AH的电池可以供应20K一小时。