影響UPS電池組線損的主要因素，怎么計(jì)算線損的大小

UPS供電系統(tǒng)中，其重要的一個(gè)組成部分就是蓄電池組。蓄電池組體積龐大，重量很重，在目前占地面積小的機(jī)房中越來(lái)越不適宜。但是蓄電池組是后備時(shí)間的保障，電池?cái)?shù)量少了又不能滿足日常使用。解決這個(gè)矛盾的方法就是將蓄電池組移出機(jī)房，但是UPS為了使用和操作上的方便，又不能與電池組一起移出機(jī)房，而蓄電池如果遠(yuǎn)離UPS主機(jī)，那么就會(huì)在過(guò)長(zhǎng)的直流線線上產(chǎn)生線損，線損過(guò)大又會(huì)影響系統(tǒng)的正常供電。因此，什么是線損？為什么過(guò)大的線損會(huì)影響系統(tǒng)的運(yùn)行？如何計(jì)算線損的大?。窟@就成了關(guān)鍵的問(wèn)題。

一、線損響UPS供電系統(tǒng)正常運(yùn)行

眾所周知，直流電流流經(jīng)一定長(zhǎng)度的電纜有一定線損，這里所說(shuō)的線損是指直流電流流過(guò)一定長(zhǎng)度的電纜所產(chǎn)生的電壓，也就是說(shuō)所要計(jì)算的線損就是一個(gè)電壓值，線損對(duì)UPS及負(fù)載有很大的影響，因此掌握線損的計(jì)算方法，對(duì)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有很大的關(guān)系。

以12V的蓄電池為例，其放電起始電壓為13.5V（由UPS的浮充電壓決定），其臨界放電電壓為10.5V（由UPS的逆變器終止電壓決定）。也就是說(shuō)單只電池的端電壓只允許下降3V左右。這下降的3V如果全部損耗在線纜上，那么無(wú)疑，只要市電一停，負(fù)載就會(huì)全部宕掉，電池組根本就起不到作用。有的用戶會(huì)說(shuō)這是電池組沒(méi)有起到作用，電池壞掉了，其實(shí)不然，而盲目更換電池，不但會(huì)造成人力和資源的浪費(fèi)，并且不能解決問(wèn)題。電池組直流母線端電壓減去UPS直流母線端電壓，差值即為線損（關(guān)閉UPS充電器或直流輸入開(kāi)關(guān)）。線損值一般來(lái)說(shuō)不應(yīng)該大于3V。

二、影響線損的主要因素

線損值當(dāng)然越小越好，影響線損的因素主要有三點(diǎn)：

（1）端子接觸電阻

采用優(yōu)質(zhì)電力金具（專用直流接線端子），設(shè)計(jì)合理的安裝方式，減少端子的連接，可以顯著的降低端子的接觸電阻。

（2）線纜材質(zhì)

（3）線纜纜徑及長(zhǎng)度

這是主要的原因。計(jì)算直流線纜線損值，合理選用線徑長(zhǎng)度，是減少線損的關(guān)鍵。

三、線損計(jì)算

線損的計(jì)算方法下：

（1）直流電纜承擔(dān)兩個(gè)電流

①充電電流（長(zhǎng)期）

充電電流是隨著時(shí)間變化而變化的，這是一個(gè)變量，充電電流一般來(lái)說(shuō)單只蓄電池的額定容量的0.1C，也就是說(shuō)一只100AH的電池的充電電流是100ah*0.1C=10A，且這個(gè)值是隨時(shí)間變化而變化的，當(dāng)?shù)竭_(dá)這只電池或這組電池的浮充電壓值時(shí)，充電電流就會(huì)變得很小，小到毫安級(jí)，所以充電電流流過(guò)電纜不計(jì)線損。

②放電電流

放電電流是一對(duì)恒定的量，它是和設(shè)備（UPS或其它逆變?cè)O(shè)備）的負(fù)載成正比關(guān)系的，負(fù)載是不變的，那么這個(gè)放電電流就是一個(gè)恒定值，它流過(guò)一定長(zhǎng)度的電纜時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生壓降（即線損）。

（2）線損的定義

指單位大小的電流流過(guò)單位長(zhǎng)度的電纜所產(chǎn)生的電壓，也可以這么認(rèn)為，所謂的線損就指電流從電池的末端流到充電器的輸入端所產(chǎn)生的壓降。

（3）線損的計(jì)算方法

根據(jù)歐姆定律，線損：U=IR U：線損電壓， I：電池組的大放電電流，R：電纜阻值。

大放電電流：

公式中P: UPS的額定功率cosφ：負(fù)載功率因數(shù)，Uf:電池的臨界放電電壓n：電池個(gè)數(shù)，η：UPS逆變器的效率（0.88?0.95）電纜的電阻值與電纜長(zhǎng)度成正比，與截面積反比。即R=p？L/S（p：導(dǎo)體的電導(dǎo)率）。

（4）根據(jù)上述方法和公式，以一臺(tái)400KVA的UPS為例，后備時(shí)間為1h，滿載工作，直流線纜長(zhǎng)度為60m時(shí)的線損。

按公式計(jì)算：

①如400kVAUPS的直流啟動(dòng)電壓為384V, 32只/組（關(guān)于大功率UPS延時(shí)時(shí)間與電池容量的計(jì)算方法在這里不做論述）。大負(fù)載功率因數(shù)為0.9,逆變器效率取0.92。

②電池電纜的截面積

先選取BVR240的電纜，其線徑為240mm2。

③線損

U=IR=1164.59Ax0.00425Ω=4.94V

④由于線損不能大于3V,所以選取240mm2的線纜顯然是不合適的。

⑤那么選取BVR240的電纜兩根并聯(lián)，經(jīng)計(jì)算線損為：U=IR=1164.59A*0.002125Ω=2.47V，這個(gè)規(guī)格的電纜是適宜的。

四、結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)上述可以得出結(jié)論，400KVA的UPS,如果其直流電纜長(zhǎng)度為60m的話，那么它要選取的電線截面是480mm2,其線損為2.47V，這是符合要求的，這里還有一點(diǎn)要說(shuō)明的是，線損與電池組的組數(shù)和電池組的容量是沒(méi)有關(guān)系的，它只和UPS所帶的負(fù)載容量（大放電電流）和UPS本身的直流啟動(dòng)電壓有關(guān)（也就是單組電池的只數(shù)）。

審核編輯：郭婷