UPS电源的选择与电池的配置计算

UPS 是英文交流不停电供电系统的缩写 ， 中文名称为“不间断电源”。UPS 电源含有储能装置，通过逆变器的输出恒压恒频。按工作方式划分，UPS 有后备式、在线式、在线互动式三种。

由于后备式 UPS 在断电时切换上有 2-4 ms 的延迟，对于供电要求高的用电设备多采用在线式 UPS。

UPS 的两个主要功能：

市电正常时 UPS 可以改善市电质量，滤除市电中的干扰，这时候的 UPS 相当于一台稳压器。

停电时，UPS 通过蓄电池、逆变器产生交流电源，不间断地为负载供电，相当于一台逆变器。

2、UPS 的选择

面对市场上众多品牌和各种型号的 UPS ， 选择合适的 UPS 主要考虑技术性能、 可维护性和价格这三个方面。

以下是选择 UPS 时需考虑的一些注意事项：

⑴台站，工作早期，一台计算机加上一台打印机，需求功率小，对电源精度要求不高，多选用后备式。

而今，各台站联网计算机等用电设备数量大增，可用功率要求较高， 推荐使用在线式 UPS。

在线式 UPS具有稳压、稳频和零切换时间，且对负载无干扰，尤其适合距离市区较远且电源波动较大的台站。

⑵在技术性能方面，

一要考虑技术的先进性。如最好有 DSP 控制技术；支持经济模式（ECO 式）；高功率要求的（如雷达）配电类型需三进三出（三相五线）；宽输入电压范围等。

二要性能指标符合要求。如较高的功率因数，带载能力要强；模块化设计和高可靠性。

三是输出电压稳定度要好，有承受瞬间过载的能力。

⑶鉴于气象台站全天候、 不间断工作特点，UPS的选择更要注意可靠性， 需适合长时间不间断开机工作使用。

⑷对于长效型 UPS，外接电池组要够用,具有数字化充放电和自我保护功能。

⑸如不考虑配置大容量的蓄电池组， 配置 UPS时，需考虑该 UPS 允许搭配发电机使用。同时，要根据负载情况，制定 UPS 与发电机之间的功率配比。在发电机启用方便、及时的地方，可考虑适当减少 UPS蓄电池的配置，降低 UPS 的采购和更新成本。反之，则加大蓄电池的配置数量，延长蓄电池供电时间。

⑹附加的蓄电池组如受到 UPS 本机充电电路限制，可考虑外加智能充电设备。

⑺蓄电池的工作时间的确定。一般情况下，满载时， 蓄电池的供电时间=（蓄电池组工作电压 * 蓄电池组容量）/（主机功率 * 功率因数）。

如一 10 KW 的UPS 系统，配两组蓄电池，每组蓄电池 16 节 ，单节电池电压 12 V，容量 100 ah。在功率因数为 0.7 时，该UPS系统的蓄电 池 组 理 论 供 电 时间为（16*12*2*100）/（10*1000*0.7）≈5.5。即 满载时 UPS的断电供电时间最多为 5.5 h。

⑻UPS 的性能和价格是成正比的，性能越多、指标越高往往价格也越高。如是否是金属外壳、是否有输入/输出隔离变压器、 是否有功率因数补偿、 是否SP 控制、是否大屏幕 LCD 显示等，每一项都有附加值。

普通台站选择 UPS 设备，建议不要追求过多的性能指标，视需要而定，以性能够用、性价比够高即可。

⑼在选择 UPS 设备时，要考虑到放置 UPS 电源系统设备的空间大小，

使用和维护的安全性等。

⑽UPS 设备的品牌、信誉度、器件的国产化率也是考虑的一个方面。目前，国产品牌的 UPS 性能、质量已能满足需要，售后服务完善，值得购买时考虑。

3、配合 UPS 的空开选择

确定了合适的 UPS 设备后，给 UPS 配电的空开也需慎重选择，以保证 UPS 系统的正常运行。

一般情况下， 用一个简单公式来确定 UPS 输入输出空开的电流：

输入空开的电流=2*UPS 容量

输出空开的电流=1.5*UPS 容量

4、UPS 外接电池组的确定

UPS 的外接蓄电池组是保证 UPS 能够不间断持续供电的重要组件。给 UPS 主机配置合适的蓄电池组，才能让 UPS 系统发挥最大效用。蓄电池的选择以信誉度高的品牌为好， 要保证蓄电池良好的充放电效率。

一般来讲，UPS 蓄电池组的容量等于负载工作电流与预计最大断电后供电时间的乘积。

在负载电流保持相对恒定的情况下，UPS 续航时间长短取决于蓄电池组的容量。然而，蓄电池的有效容量与标称容量有一定的差距。

蓄电池的有效容量与电池本身质量、工作环境温度、电池放电系数等有关。如果 UPS 蓄电池组放置在合格的机房或工作间内，环境温度的影响可以忽略。如蓄电池组处于未加装供暖设施的房间内， 选择蓄电池的容量时需视环境温度低的程度适当加大。

为了更方便的计算 UPS 所配蓄电池组的容量，

建立如下计算公式：C=I*T*α*η

其中，C 代表蓄电池组的有效容量， 单位是安时（ah）。I 代表负载工作电流，单位是安（A）。T 代表断电后工作时间，即续航时间，单位是小时（h）。η 为放电效率系数，

参考电池厂家提供的电池参数表。α 为温度系数，关系如表 1。

如设计一个 UPS 系统，断电保障时间 T 为 10 h，负载工作电流 I 为 15 A。假设环境温度为 25 ℃，蓄电池放电效率为 0.6，则所需蓄电池组的有效容量 C=15*10*1*0.6=90 ah。

即，该 UPS 如想完成 10 h 断 电保障，蓄电池的最低容量为 90 ah。故而，购买的蓄电池标称容量应为 C/η=90/0.6=150 ah。当然，再考虑到系统余量和安全性，适当增加 10-20%的蓄电池容量较为妥当。

这样， 根据现有铅酸蓄电池的规格，该UPS系统可配两组 12 v 90 ah 的 蓄电池或一组 12 v180 ah 的蓄电池。