某小型數(shù)據(jù)中心 6kVA UPS電源 外接電池組續(xù)航擴(kuò)展方案

一、場(chǎng)景需求

• 負(fù)載情況：5 臺(tái)服務(wù)器（總功率約 3000W）、2 臺(tái)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)（300W）、1 臺(tái)存儲(chǔ)設(shè)備（500W），合計(jì)負(fù)載功率 3800W，需在市電中斷后維持30 分鐘供電，保障數(shù)據(jù)安全保存與設(shè)備正常關(guān)機(jī)。

• UPS 選型：科華 YTR1106L（6kVA/4.8kW 在線(xiàn)式 UPS電源，標(biāo)準(zhǔn)機(jī)內(nèi)置電池續(xù)航約 8 分鐘，無(wú)法滿(mǎn)足需求，需外接電池組）。

二、電池配置方案

1. 電池參數(shù)計(jì)算：

• 已知：UPS電源 功率因數(shù) 0.8，逆變器效率 0.85，負(fù)載功率 3800W，備用時(shí)間 0.5 小時(shí)（30 分鐘）。

• 公式：電池總?cè)萘?(Ah) = (負(fù)載功率 W × 備用時(shí)間 h) ÷ (電池標(biāo)稱(chēng)電壓 V × 逆變器效率)。

• 科華 YTR1106L 外接電池組電壓為96V（需 12V 電池 8 節(jié)串聯(lián)，即 8S1P），代入計(jì)算：
  電池容量 = (3800W × 0.5h) ÷ (96V × 0.85) ≈ 1900 ÷ 81.6 ≈ 23.3Ah。

• 實(shí)際配置：選用 12V/38Ah 閥控式鉛酸蓄電池（如科華 6-GFM-38），8 節(jié)串聯(lián)組成 96V/38Ah 電池組（容量冗余系數(shù) 1.6，確保續(xù)航達(dá)標(biāo)）。

2. 硬件清單：

• 主設(shè)備：科華 YTR1106L 在線(xiàn)式 UPS 主機(jī)（1 臺(tái)）；

• 電池組：12V/38Ah 蓄電池（8 節(jié)，品牌與主機(jī)一致，避免兼容性問(wèn)題）；

• 輔助配件：電池柜（1 個(gè)，容納 8 節(jié)電池，帶散熱孔）、電池連接線(xiàn)（16mm2 銅芯電纜，正負(fù)極區(qū)分）、電池開(kāi)關(guān)（1 個(gè)，便于維護(hù)斷電）。

三、實(shí)施步驟

1. 安裝前準(zhǔn)備：

• 環(huán)境檢查：電池柜放置于 UPS 主機(jī)旁，距離≥50cm，通風(fēng)良好，避免陽(yáng)光直射，地面承重≥150kg/m2（電池組總重約 120kg）；

• 安全防護(hù)：佩戴絕緣手套、護(hù)目鏡，使用絕緣工具，確保市電輸入已斷開(kāi)。

2. 電池組連接：

• 串聯(lián)接線(xiàn)：將 8 節(jié)電池按 “+→-” 依次串聯(lián)，首節(jié)電池負(fù)極接 UPS 電池輸入端負(fù)極，末節(jié)電池正極接 UPS 電池輸入端正極，中間節(jié)點(diǎn)用跨接線(xiàn)連接（扭矩扳手固定，確保接觸緊密，防止發(fā)熱）；

• 極性檢測(cè)：用萬(wàn)用表測(cè)量電池組總電壓（應(yīng)為 96V±2V），確認(rèn)正負(fù)極無(wú)誤后連接至 UPS 主機(jī)電池接口。

3. UPS 參數(shù)設(shè)置：

• 開(kāi)機(jī)后通過(guò) UPS 面板 LCD 菜單進(jìn)入 “電池設(shè)置”，將 “電池類(lèi)型” 設(shè)為 “外接電池”，“電池容量” 設(shè)為 38Ah，“放電終止電壓” 設(shè)為 82V（12V 電池單節(jié)終止電壓 10.25V×8 節(jié)）；

• 啟用 “低電量自動(dòng)關(guān)機(jī)” 功能，設(shè)置電池容量降至 20% 時(shí)觸發(fā)告警，15% 時(shí)通過(guò) RS232 接口發(fā)送關(guān)機(jī)指令至服務(wù)器。

4. 測(cè)試驗(yàn)證：

• 帶載測(cè)試：連接所有負(fù)載設(shè)備，啟動(dòng) UPS，確認(rèn)輸出電壓穩(wěn)定（220V±1%），負(fù)載率顯示約 79%（3800W/4800W），處于正常范圍；

• 斷電模擬：斷開(kāi)市電輸入，UPS 切換至電池供電，記錄續(xù)航時(shí)間（實(shí)際測(cè)試 35 分鐘，滿(mǎn)足 30 分鐘需求），同時(shí)檢查服務(wù)器是否接收關(guān)機(jī)信號(hào)并自動(dòng)保存數(shù)據(jù)。

四、應(yīng)用價(jià)值

• 續(xù)航保障：通過(guò)外接 38Ah 電池組，將原 8 分鐘續(xù)航提升至 35 分鐘，為關(guān)鍵設(shè)備提供充足的應(yīng)急處理時(shí)間；

• 安全可靠：在線(xiàn)式雙轉(zhuǎn)換技術(shù)確保零切換時(shí)間，電池組獨(dú)立放置于機(jī)柜內(nèi)，避免電解液泄漏風(fēng)險(xiǎn)，適配科華原廠(chǎng)電池管理系統(tǒng)（BMS），延長(zhǎng)電池壽命至 5 年以上；

• 成本優(yōu)化：相比直接采購(gòu)大容量 UPS 主機(jī)，外接電池組方案節(jié)省約 40% 成本，且未來(lái)可通過(guò)增加電池節(jié)數(shù)（需匹配 UPS 支持*大電壓）進(jìn)一步擴(kuò)展續(xù)航。

五、注意事項(xiàng)

• 電池組需每季度檢查單體電壓（12.1-13.0V 為正常浮充狀態(tài)），每年進(jìn)行一次容量放電測(cè)試；

• 更換電池時(shí)需整體更換 8 節(jié)，禁止新舊電池混用，避免單體電壓不平衡導(dǎo)致充放電異常；

• 雷雨季節(jié)需配合防雷接地裝置（接地電阻≤4Ω），防止雷擊損壞 UPS 及電池組。