Тянет-потянет, вытянуть не может!

Довольно часто задают вопрос: «Потянет ли ИБП модели ХХХ аккумуляторные батареи емкостью YY ампер-часов?»

Чтобы ответить на такой вопрос, вспомним немножко теорию.

Ток и емкость

В ИБП применяются (в основном) герметичные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи (VRLA). Для таких батарей существуют определенные ограничения по условиям эксплуатации, в том числе по величине зарядного тока. Как правило, производители АКБ указывают максимальную величину зарядного тока (в процентах относительно емкости АКБ, выраженной не в Ач, а в А). Иногда в технической документации на АКБ можно найти и рекомендации относительно минимально допустимой величины зарядного тока.

Существует негласное правило (справедливо для 90% всех герметичных свинцовых батарей): величина зарядного тока должна быть больше 10% и меньше 25% емкости АКБ, выраженной в А. То есть, для батареи емкостью 75 Ач должно выполняться правило:

7,5А (75*10%) < I_зар < 18,75А (75*25%)

Что произойдет, если ток будет больше допустимого? Газ, выделяющийся при заряде, не будет успевать рекомбинировать и внутри корпуса АКБ начнет повышаться давление (еще и из-за того, что температура тоже будет повышаться выше нормативной). Как следствие, сработает аварийный клапан сброса (должен, по крайней мере), однако у низкокачественных батарей возможна деформация корпуса.

За тем, чтобы не превысить максимально допустимый ток, должно следить зарядное устройство. В ИБП GE это одна из функций AdvancedBatteryManagement, но для ее корректной работы ИБП должен «знать» емкость АКБ, которые к нему подключены (это значение прописывается в соответствующем параметре в настройках ИБП).

Однако для нас более интересен вопрос: что произойдет, если батарею пытаться заряжать малым током (то есть меньшим, нежели рекомендованные 10%)? Ответ очевиден – батарея просто не зарядится до своей номинальной емкости. Кроме того, при неоднократных попытках заряжать батарею малым током ее емкость будет постепенно снижаться.

Где правду искать?

Величина зарядного тока определяется мощностью зарядного устройства ИБП. Следовательно, для ответа на вопрос «потянет или нет» нужно знать мощность зарядного устройства (его выходной ток). Эти данные указаны в технической документации (ProductDescription – PRD или TechnicalDataSheet – TDS). Однако есть некоторые особенности:

1. Мощность зарядного устройства для серии LP33 10-30 кВА (только для трех моделей серии LP33!) может быть увеличена путем установки дополнительной платы зарядного устройства. После ее установки ток увеличивается на 4,2А.
2. В ИБП серий SitePro и SG (только этих серий!) роль зарядного устройства выполняет выпрямитель. Если вспомнить блок-схему ИБП, то становится понятным, что выходная мощность выпрямителя делится на две составляющие – часть идет на заряд АКБ (эта величина ограничена параметром «макс. программируемый ток заряда»), часть поступает на вход инвертера для электропитания нагрузки. Выходная мощность выпрямителя рассчитывается таким образом, чтобы обеспечить достаточной мощностью инвертер при 100% нагрузке (с коэффициентом мощности 1,0 или 0,9) плюс обеспечить заряд АКБ при величине тока, указанной в технических данных. Если ИБП работает не на полную нагрузку, можно изменить максимальный программируемый ток заряда, тем самым, изменив распределение мощности на выходе выпрямителя. В результате к ИБП можно подключить больше АКБ. Однако при увеличении нагрузки до 100% значения ток заряда немедленно уменьшается (работает закон сохранения энергии).

Поясним последнее замечание на примере:

Дано: ИБП SitePro 40 кВА (максимальный ток заряда = 33А при 100% нагрузке с cos(f)=0.8). Если данный ИБП всегда работает на нагрузку 30 кВА, то образуется запас мощности (10 кВА*0,8=8 кВт) выпрямителя, который можно направить на заряд АКБ. Поскольку напряжение при заряде составляет, как правило, 405 В, то зарядный ток можно увеличить на 8000/405=19,75А, что дает возможность подключить дополнительно батарею емкостью почти 200Ач.

Нужно иметь в виду, что этот трюк не сработает, если нагрузка вырастет с 30 до 40 кВА – инвертер немедленно «отберет» требуемую ему мощность и зарядный ток автоматически упадет.