机房UPS电池容量，后备电池配置，使用时间的计算方法

UPS—Uninterruptible Power System 是不间断电源系统的简称，作用是提供不间断的稳定电中断(停电)时UPS之所以能不间断的供电，是有蓄电池储能的结果。

不管是从事弱电工程或机房工程的施工集成商（深圳市安泰硕科技有限公司），在设计机房UPS供电系统时，经常会考虑机房设备后备电源UPS的容量计算、后备电池配置、和使用时间。从而达到节省投资和实现系统的可靠性、灵活性，为通信设备及计算机负载提供有效的保障。以下是教你如何简单快速的计算。

UPS电池供电时间计算

电池供电时间主要受负载大小、电池容量、环境温度、电池放电截止电压等因素影响。一般计算UPS电池供电时间，可以计算出电池放电电流,然后根据电池放电曲线查出其放电时间。电池放电电流可以按以下经验公式

计算:

放电电流=UPS容量(VA)×功率因数/电池放电平均电压×效率

如要计算实际负载放电时间,只需将UPS容量换为实际负载容量即可。

从以上的公式780/0.6=1300W=1.3KVA,山特C3KS是3KVA容量的应该能维持2小时电力,如果还怕不够的话可以选容量5KVA的,当然价格要比3KVA的贵一些。

如果对以上计算稍嫌复杂，还有一个简单的方法：你要计算的话要把实际负载W转换为VA.服务器等设备一般功率因素是0.8(如果是8000W的话就是8000/0.8=10000VA)。

电池包的选型,现在主流电池都是12V的不同的是"AH数",也是就"安时数",一般UPS的电池要求都是12的倍数.说到这不知道你理解了没有,打个比方如果电池包是24V是话那就要用两组12V的并联(道理你应该清楚吧?)另外AH数是电池上标的,有很多种。然后就算每组电池的电池数,一个很简单的算法,但是并不是非常精确(电池包电压数*AH*电池个数=负载功率*延时时间)根据这个算出电池个数。

UPS后备电池配置计算

UPS是有蓄电池储能，所能供电时间的长短由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 N=36V÷12V=3节

② I=1000VA÷36V=28A

UPS蓄电池配置计算方法：

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0.62

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÷12 2V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UPS的型号为HP9101H，V=36V，则

① N=36V÷12V=3节

② I=1000VA÷36V=28A

③ C=28A×4H÷0.9=124AH

④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

说明：

1.放电率以电池在常温下计算,不同品牌的电池其放电率也不同，其值也应改变。

2.理论电池容量＝总功率*时间数/（11*电池数量*放电系数）

3.实际电池容量取理论电池容量的N倍(N可选0.6、0.7、0.8、0.9等。)

UPS电源恒电流模式计算

根据能量守恒原理，按如下公式计算：

C＝（PL×T）/（Vbat×η×K）

其中：

C 为蓄电池容量（Ah)，

PL 为UPS输出功率（W）；

T 为电池后备时间（h）；

Vbat是电池组电压（Vdc）

η―UPS电池逆变效率（0.90-0.95，根据机型选取）

K―电池放电效率（系数）

根据计算结果，确定电池的Ah数，分别根据不同品牌电池选取合适的配置。

UPS电源恒功率计算公式

W = PL÷(N*6*n)（watts/cell）

注：

PL为UPS额定输出的有功功率(KW)；

N为12V的电池数量；

Vf为电池组额定电压，

n为逆变器效率。

即先计算出单体电池所需功率，再通过电池厂家提供的恒功率放电表查找可满足要求的电池型号。

终止放电电压按照1.75V/cell确定。通常电池厂家给出的功率表为单体2V/Cell的功率，定义为watts/cell。部分厂家给出的功率表为watts/block，则需要再乘6这个系数。

电池节数32节（30-40节偶数节可调），UPS电池逆变效率0.95，按满载20kVA*0.9=18KW，后备2小时计算.

W/cell = PL/(N×6×n)=18000/（32*6*0.95）=98.68watts/cell

根据负载功率（即IT设备功率）

快速计算UPS所需容量

计算公式：

UPS容量(KVA)＝负载功率(KW)÷UPS功率因数÷0.7；(UPS功率因数一般在0.8～1之间)

1、UPS容量(KVA)：UPS容量一般用KVA表示(如10KVA，UPS容量KVA*UPS功率因数=KW，一般情况下KVA≥KW，只有当UPS功率因素为1时，KVA=KW)

2、负载功率(KW)：需要带载IT设备的功率，一般用KW表示(如10KW)

3、UPS最大带载功率(KW)＝UPS容量(KVA)×UPS功率因数(UPS功率因数一般在0.8～1之间，查UPS参数可得，一般取0.8)

4、配置UPS时，建议UPS所带的负载功率(KW)约为UPS最大带载功率(KW)的70%为佳；

计算示例：

以10KW负载功率为例，计算所需要UPS容量步骤如下：

第一步：套用公式，UPS容量KVA＝10KW÷0.8÷0.7=17.85KVA；

第二步：选用合适的UPS，根据以上结果实际可选用20KVA的UPS满足要求；

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2、UPS电池容量的快速计算方法--电池计算方法

计算所需电池安时数(AH)(此方法简单快捷，一般的估算，采用此方法即可)。

计算公式：

电池安时数(AH)=UPS标称功率(VA)×功率因素×延时时长(小时数)÷逆变器启动电压(电池组电压)÷逆变器效率；

1、功率因数一般取0.8；

2、逆变器效率一般取0.9；

3、逆变器启动电压(电池组电压)根据不同型号UPS而不同(查UPS参数可得)

计算示例：

以3000VA UPS 延时4小时为例，计算步骤如下：

第一步：查UPS参数，得UPS逆变器启动电压(电池组电压)：U=96V，选用电池额定电压：U1=12V，得出每组电池数量：N=U÷U1=96V÷12=8节/组；

第二步：套用公式，电池安时数(AH)=3000VA×0.8×4小时÷96V÷0.9=111AH；

第三步：选用合适的电池，以上结果得出需要111AH的蓄电池才能满足4小时的供电，但是常规蓄电池一般没有容量为111AH的，且需要8节/1组，我们可以选择2组(16节)65AH的蓄电池并联进行配置，其延时时间为:65AH×2÷3000VA÷0.8×96V×0.9=4.68小时；

注：以上算出的电池安时数(AH)也常理解为：电池放出容量；如果电池放电效率不为1，参照以下公式换算出电池标称容量，再选电池。电池放出容量=电池标称容量×电池放电效率；电池放电效率不同型号参考值有：0.4 /0.5/0.6/0.7/0.8/0.9/1；

电池计算方法二

计算电池最大放电电流值(I最大)(此方法相对精确，如果追求更精确的配置，可采用此方法)

计算公式：

I最大=Pcosф/(η*E临界*N)

1、P：UPS电源的标称输出功率；

2、cosф：UPS电源的输出功率因数(UPS一般为0.8)

3、η：UPS逆变器的效率，一般为0.88~0.94(实际计算中可以取0.9)

4、E临界：蓄电池组的临界放电电压(12V电池约为10.5V，2V电池约为1.7V)

5、N：每组电池的数量；

6、根据所选的蓄电池组的后备时间，查出所需的电池组的放电速率值C，然后根据：电池组的标称容量= I最大/C，算出电池组的标称容量；

计算示例：

以300KVA UPS延时30分钟为例，计算步骤如下：

第一步：查UPS参数，得UPS逆变器启动电压(电池组电压)：U=360V，选用电池额定电压：U1=12V，得出每组电池数量：N=U÷U1=360V÷12=30节/组；

第二步：套用公式，I最大=P×cosф÷(η×N×E)=300000VA×0.8÷(0.9×30×10.5)=846A；

第三步：套用公式，得出电池组的标称容量=I最大/C=846÷0.92=919AH；

第四步：选用合适的电池，以上结果得出电池组的总容量=919AH×30节×12V=330840AH，可采用电池150AH 30节6组。