Calculul duratei de viață a bateriei UPS. Surse de alimentare neîntreruptibile: o încercare de a dezvolta o metodologie cuprinzătoare de testare Cum se calculează puterea necesară a UPS-ului
Este o garanție integrală a fiabilității sistemului de alimentare cu energie. Parametrii UPS trebuie să fie strict comparabili cu sarcina care va fi conectată la UPS. În caz contrar, sursa neîntreruptibilă nu va aduce beneficiul dorit, iar banii vor fi irositi.
Cum se calculează puterea neîntreruptibilă? Pentru a face acest lucru, este necesar să luați în considerare o serie de parametri, a căror cheie este puterea. Dacă cumpărați un UPS care are mai puțină putere în comparație cu sarcina, pur și simplu nu va funcționa. Pentru a calcula cu precizie puterea, trebuie să vă amintiți puțin de fizică.
Factorul de putere de sarcină sau, altfel, factorul de putere, este foarte important atunci când se calculează puterea unei surse de alimentare neîntreruptibile. Această figură arată ce proporție de putere consumă de fapt sarcina, adică puterea activă. Dacă considerăm sarcina ca o rezistență ideală, atunci în acest caz valoarea coeficientului va fi egală cu unitatea, care este valoarea maximă. Condensatorii și bobinele nu sunt consumatori de energie, deci pentru ei valoarea coeficientului este zero. Echipamentul poate avea o predominanță atât a componentelor capacitive, cât și a componentelor inductive.
Echipamentele cu o componentă capacitivă includ computere și servere. Componenta inductivă este prezentă în dispozitivele cu motoare electrice, poate fi o pompă, un aparat de aer condiționat etc. Această informație este necesară în cazul în care UPS-ul va proteja echipamente de diferite tipuri, deoarece pentru primul factorul de putere tinde spre unitate. , iar pentru al doilea este în intervalul de la 0,8 la 0,9. În acest caz, este necesar să găsiți factorul de putere mediu pentru a obține un rezultat precis.
Cum se calculează puterea unui UPS, cunoscând factorul de putere al sarcinii? Pentru a calcula puterea, trebuie să înmulțiți puterea nominală a UPS-ului cu factorul de putere. Rezultatul operațiunii este un număr care arată puterea activă maximă pe care o poate servi sursa de alimentare neîntreruptibilă. De exemplu, puterea UPS-ului este de 100 kVA, iar factorul de putere de sarcină este de 0,9. În acest caz, puterea de sarcină activă va fi de 90 kW. Puterea totală a sarcinii nu trebuie să depășească 90 kW și este mai bine dacă este ceva mai mică.
Astfel de dificultăți la calcularea puterii pot fi evitate dacă utilizați o sursă de alimentare neîntreruptibilă ca indicator al puterii de ieșire. În acest caz, calculul sursei de alimentare neîntreruptibilă se va efectua fără erori. Este o mare greșeală să comparăm puterile exprimate în volți-amperi și wați, deoarece valorile diferă semnificativ.
De asemenea, trebuie luat în considerare faptul că puterea consumată de echipament poate fi puțin mai mică decât cea nominală. Acest lucru se poate întâmpla într-o varietate de cazuri. De exemplu, dacă luăm în considerare computerele, puterea lor în majoritatea cazurilor este determinată de puterea sursei de alimentare. Dar nu în toate cazurile acest algoritm de calcul este corect. Deci, de exemplu, un computer poate avea o sursă de alimentare cu o putere de 450 W, dar puterea totală a componentelor computerului este de doar 120 W. Pot exista o mulțime de astfel de caracteristici și trebuie luate în considerare atunci când se calculează o sursă de alimentare neîntreruptibilă.
O altă situație care trebuie luată în considerare pentru a calcula funcționarea UPS-ului este legată de frigider. De exemplu, poate avea o putere de 250 W, dar merită luat în considerare că frigiderul nu funcționează tot timpul, ci doar la anumite intervale. În acest caz, este necesar să aflați consumul anual de energie electrică. În calcule, trebuie să utilizați această valoare împărțită la 9. Trebuie remarcat faptul că puterea de sarcină trebuie calculată în wați.
Pe unele site-uri puteți găsi online calcule de putere UPS, dar acestea nu pot oferi date exacte deoarece nu țin cont de astfel de nuanțe. Dacă totuși decideți să utilizați astfel de servicii, atunci, pe lângă rezultatul obținut, trebuie să adăugați aproximativ 20%. Este important să ne gândim la perspectiva creșterii puterii de sarcină. Dacă sarcina crește în viitor, este mai bine să achiziționați imediat un UPS mai puternic. O situație similară este și cu serviciile care vă permit să calculați timpul de funcționare UPS online.
Calcul bateriei
Dacă trebuie să calculați capacitatea UPS pentru o anumită putere și timp de funcționare, atunci se folosește o formulă simplă:
Capacitate = 100 * timp * putere de sarcină
Durata de viață a bateriei este exprimată în ore, iar puterea de încărcare în kilowați. Vă rugăm să rețineți încă o dată că puterea nu este exprimată în volți-amperi. De exemplu, o sursă de alimentare neîntreruptibilă protejează un computer cu o putere de 500 W (0,5 kW). Sursa de alimentare neîntreruptibilă trebuie să asigure un timp de funcționare de 2 ore. În astfel de condiții, formula care vă permite să calculați capacitatea bateriei pentru un UPS are următoarea formă:
100*0,5kW*8h=400 Ah
Astfel, pentru o sarcină cu o putere de 500 W, pentru a asigura funcționarea timp de 8 ore, este necesară o capacitate a bateriei de 400 Ah. Acest calcul al capacității bateriei pentru un UPS este aplicabil pentru bateriile cu o tensiune de 12 V. În plus, trebuie să țineți cont de faptul că formula este potrivită pentru o durată lungă de viață a bateriei, și anume aproximativ 9-10 ore. Acest lucru se datorează faptului că dependența capacității bateriei de timpul de încărcare nu este liniară pe tot parcursul.
Dacă timpul de funcționare este mai scurt, atunci trebuie făcute corecții. Acest lucru se datorează faptului că pentru o perioadă scurtă de timp curentul de descărcare este mare și bateria transferă doar o anumită parte din capacitatea sa către sarcină. Deci, dacă aveți nevoie de un timp de lucru de 30 de minute, atunci rezultatul trebuie împărțit la două, timp de 2 ore redus cu 40%, timp de 4 ore - 30%, timp de 6 ore - 40%. Pentru a determina valoarea exactă, este necesar să folosiți valoarea exactă a eficienței invertorului care este instalat pe UPS și să comparați datele cu curba de descărcare a unui anumit tip de baterie.
După ce a fost găsită capacitatea totală, este necesar să se calculeze numărul de baterii pentru UPS. Pentru a face acest lucru, trebuie să împărțiți capacitatea totală la capacitatea unei baterii. În cazul nostru, capacitatea totală a fost de 400 Ah. Să presupunem că capacitatea unei baterii este de 50 Ah. În acest caz, vom avea nevoie de 8 dintre aceste baterii.
Ore de lucru
Mulți utilizatori sunt interesați de timpul de funcționare pe care îl poate oferi o anumită sursă de alimentare neîntreruptibilă. Cum se calculează timpul de funcționare al unei surse de alimentare neîntreruptibile? Pentru a face acest lucru, trebuie să cunoașteți puterea sarcinii conectate la UPS, eficiența invertorului și capacitatea totală a bateriei.
Calculul total al bateriilor pentru un UPS este extrem de simplu. În majoritatea cazurilor, sursele de alimentare neîntreruptibile conțin baterii standard. Pentru a efectua un calcul total al bateriilor pentru un UPS, trebuie să înmulțiți numărul acestora cu capacitatea unei baterii.
Pentru a calcula durata de viață a bateriei unui UPS, se recomandă să luați randamentul invertorului egal cu 0,85. Puterea totală a sarcinii trebuie exprimată în wați. Am vorbit despre cum să-l găsim la începutul articolului.
Timpul de funcționare UPS este calculat folosind următoarea formulă:
Timp = capacitatea totală a bateriei * tensiunea bateriei * (eficiența invertorului / puterea de încărcare)
Valoarea obținută este aproximativă și se poate modifica pe durata de viață a sursei de alimentare neîntreruptibilă. Calculul timpului UPS este aproximativ, deoarece timpul depinde de uzura bateriei și de condițiile de funcționare, în principal de temperatura aerului. De exemplu, o creștere a temperaturii cu un grad după 40°C reduce capacitatea bateriei cu 5%, ceea ce este foarte semnificativ. Pentru o durată de viață maximă, se recomandă reducerea sarcinii sursei de alimentare neîntreruptibilă cu 20% la fiecare 10 grade după 25°C. Sau puteți organiza un sistem de răcire bun și nu permiteți deloc nicio creștere a temperaturii, pentru care sursa neîntreruptibilă va fi doar recunoscătoare.
Dacă astfel de calcule vă sunt de neînțeles, atunci puteți contacta specialiști în acest domeniu sau puteți utiliza un calculator special - un program de calcul UPS. Cu toate acestea, în acest caz, este necesar să folosiți software dovedit creat de profesioniști pentru a evita greșelile și alegerea greșită a UPS-ului. Avantajul unor astfel de programe este calculul. La calcul, puteți selecta tipul de miez al transformatorului. Calculele iau în considerare pierderile care sunt posibile în miez și fire de cupru.
Pot exista cazuri când nu sunt necesare date absolut exacte. În acest caz, puteți utiliza tabele speciale care arată durata de viață a bateriei pentru diferite tipuri de surse de alimentare neîntreruptibile. Aceste tabele includ timpul de funcționare în funcție de capacitatea bateriilor și puterea totală a sarcinii. În acest fel, puteți compara datele cu datele din tabel și puteți afla timpul aproximativ.
Știind cum să calculezi un UPS, poți face cea mai corectă alegere a UPS. Acum știi că durata de viață a bateriei nu depinde de puterea UPS-ului sau de tensiunea totală a bateriei, ci de capacitatea bateriilor. Prin urmare, atunci când alegeți un UPS, ar trebui să se acorde preferință bateriilor cu o capacitate mai mare în conformitate cu puterea dată. Această alegere va asigura autonomie maximă.
Scrie o scrisoare
Pentru orice intrebare puteti folosi acest formular.
După aproximativ trei până la șase luni de funcționare, costul datelor stocate pe un nou computer de lucru începe să depășească costul computerului în sine. În cazul unui server de rețea, această situație poate apărea în câteva săptămâni de la instalare.
În 50-70% din cazuri, cauza defecțiunilor în funcționarea dispozitivelor electronice este sursa de alimentare de proastă calitate. Dacă există o pană de curent, o sesiune incorectă de scriere a datelor poate distruge întregul sistem de fișiere.
Chiar dacă defecțiunile nu duc imediat la consecințe catastrofale, după un timp, electronicele sensibile ale PC-ului se pot „răzvrăti” pur și simplu din cauza ciclurilor constante de pornire/oprire.
În Rusia, au devenit cunoscute date din studiile efectuate în SUA de Bell Labs și IBM. Potrivit Bell Labs și IBM (SUA), fiecare computer personal este expus la 120 de incidente de alimentare pe lună.
Tipuri de întreruperi de alimentare
|
Tip de pană de curent |
Cauza apariției |
Consecințele posibile |
|
Tensiune joasă, scăderi de tensiune |
|
|
|
Supratensiune |
|
|
|
Impulsuri de înaltă tensiune |
|
|
|
Zgomot electric |
|
|
|
Întreruperea completă a curentului |
|
|
|
Distorsiunea armonică a tensiunii |
|
|
|
Frecvență instabilă |
|
|
Caracteristici UPS:
puterea de ieșire, măsurată în volți-amperi (VA) sau wați (W);
timpul de comutare, adică timpul necesar UPS-ului (UPS) pentru a comuta la alimentarea bateriei (măsurat în milisecunde, ms);
durata de viață a bateriei este determinată de capacitatea bateriilor și de puterea echipamentului conectat la UPS (măsurată în minute, min.);
lățimea intervalului de tensiune de intrare (rețea) la care UPS-ul (UPS) este capabil să stabilizeze puterea fără a trece la baterii (măsurată în volți, V);
durata de viață a bateriei (măsurată în ani, de obicei 5 și 10 ani).
Parametrii electrici de bază ai UPS-ului (UPS)
Putere de ieșire UPS (UPS)
Puterea de ieșire a unui UPS (UPS) este definită ca produsul dintre tensiune (în volți, V) și curent (în amperi, A).
Puterea consumată de o sarcină este definită ca produsul dintre puterea de ieșire a UPS-ului (în volți-amperi, VA) cu factorul de putere (PF) al sarcinii.
Ar trebui să selectați un UPS care îndeplinește următoarele condiții:
Puterea de ieșire P a UPS-ului (UPS) (VA), puterea Wn consumată de sarcină (VA),
Factorul de putere PF, care pentru computerele personale se presupune a fi 0,7.
De obicei, cantitatea de energie consumată este indicată pe un autocolant situat pe capacul din spate al dispozitivelor.
Forma de undă a tensiunii de ieșire a UPS
O sursă de alimentare neîntreruptibilă este un substitut temporar al rețelei electrice pentru echipamentele conectate la aceasta.
Într-o rețea electrică, tensiunea are o formă sinusoidală sau o formă apropiată de o sinusoidă. Desigur, toate computerele și alte echipamente concepute pentru a fi alimentate de la o rețea de curent alternativ sunt proiectate special pentru tensiune sinusoidală. Dar aproape toate tipurile de echipamente, inclusiv computerele, pot funcționa mai mult sau mai puțin normal cu o tensiune care este foarte diferită de o undă sinusoidală.
Anterior, unele UPS-uri cu comutare (UPS) aveau o tensiune de ieșire sub forma unei undă pătrată (impulsuri dreptunghiulare de polarități diferite).
Orez. 1. Meandru
Pentru a se asigura că valorile RMS și vârf-la-vârf ale tensiunii dreptunghiulare sunt egale cu valorile corespunzătoare ale tensiunii sinusoidale, producătorii de UPS-uri moderne cu comutare (UPS) au schimbat ușor forma undei pătrate introducând o pauză între impulsuri dreptunghiulare de polarități diferite.
Orez. 2. Serpuiește cu o pauză.
Producătorii de UPS numesc o tensiune de această formă „aproximare în trepte la o undă sinusoidală”. Această formă a curbei permite, cu amplitudinea tensiunii și durata pauzei selectate corect, să satisfacă cerințele diferitelor sarcini. De exemplu, cu o durată de pauză de aproximativ 3 ms (pentru o frecvență de 50 Hz), valoarea tensiunii efective coincide cu valoarea efectivă a unei tensiuni sinusoidale de aceeași amplitudine.
Forma reală a tensiunii de ieșire a UPS-ului (UPS) cu comutare este prezentată în Fig. 3.
Orez. 3. Oscilogramele de tensiune și curent ale unui computer personal conectat la un UPS comutat.
Aceeași oscilogramă arată și curba curentului consumat de computer. Curenții puternici de impuls consumați de computer la începutul și la sfârșitul impulsului dreptunghiular nu afectează funcționarea computerului. Ele sunt complet suprimate de sursa de alimentare a computerului, a cărei ieșire este o tensiune constantă cu un nivel normal de ondulare.
Un computer protejat de un UPS cu comutare este alimentat de o tensiune nesinusoidală numai atunci când UPS-ul funcționează pe baterie (adică foarte scurt). Atunci când UPS-ul (UPS) funcționează din rețea, computerul este alimentat de la tensiunea rețelei, netezită cu ajutorul filtrelor de zgomot și puls încorporate în UPS (UPS).
Reducerea zgomotului
Zgomotul reprezintă mici abateri aleatorii ale tensiunii de la valoarea nominală, în principal cele de înaltă frecvență. Zgomotul este suprimat de filtrele de intrare UPS. Gradul de suprimare depinde de frecvența zgomotului. În medie, suprimarea zgomotului unui UPS (UPS) variază de la 10 dB la o frecvență de 0,15 MHz până la 50 dB la o frecvență de 30 MHz.
Suprimarea pulsului
Există mai multe standarde în lume care descriu cerințele pentru sistemele UPS în ceea ce privește protecția la supratensiune.
Cel mai comun standard se aplică mediilor tipice de birou și implică testarea unui UPS prin aplicarea unui impuls de 3000 V la intrarea acestuia. Diferite tipuri de UPS utilizează diferite tehnologii de suprimare a supratensiunii. Modelele UPS (UPS) offline și interactive în linie utilizează de obicei protecție la supratensiune cu varistor. Un șunt varistor simplu și eficient poate suprima impulsurile cu curenți de amplitudine enormă.
Eficienţă
Eficiența este raportul dintre puterea consumată de sarcina UPS și puterea totală consumată de UPS. Cu cât eficiența este mai mare, cu atât resursele energetice sunt utilizate mai eficient. Eficiența unui UPS (UPS) poate varia de la 85 la 97% în diferite clase și în diferite moduri de operare ale dispozitivelor.
Durata de viata a bateriei
Pentru majoritatea UPS-urilor de birou de putere redusă (UPS) convenționale, durata de viață a bateriei la sarcina maximă este de 4-15 minute.
Dacă sarcina UPS-ului (UPS) este mai mică decât cea maximă, timpul de funcționare a bateriei crește. Din cauza neliniarității curbei de descărcare a bateriei, această creștere nu este proporțională cu scăderea sarcinii. Dacă sarcina este redusă la jumătate, atunci timpul de funcționare poate crește de 2,5-5 ori, dacă se triplează, atunci timpul crește de 4-9 ori etc.
UPS-urile de mare putere și unele UPS-uri de putere redusă au capacitatea de a crește durata de viață a bateriei prin înlocuirea bateriei cu o baterie mai mare sau instalând o baterie suplimentară. O baterie mai mare poate fi instalată în aceeași carcasă sau poate fi instalată o carcasă suplimentară pentru baterie.
Factor de putere. Wați și volți-amperi
Cunoașterea puterii echipamentului conectat la UPS este necesară pentru a nu depăși sarcina maximă admisă a UPS-ului. Dar sarcina (sau suprasarcina) UPS-ului este determinată nu numai de cât de multă putere este eliberată în sarcină, ci și de cât de mult curent trece prin UPS. Prin urmare, atunci când se specifică sarcina maximă pentru un UPS (UPS), de obicei sunt indicate puterea maximă aparentă în volți-amperi și puterea activă maximă în wați.
UPS-ul trebuie selectat astfel încât puterea maximă de sarcină să nu depășească puterea maximă a UPS-ului.
Puterea aparentă a sarcinii trebuie să fie mai mică decât puterea aparentă nominală a UPS-ului (trebuie să comparați volți-amperi VA). Și puterea activă a încărcăturii nu trebuie să depășească puterea activă nominală a UPS (UPS) (trebuie să comparați wați W).
Pentru sarcini diferite și UPS-uri diferite, limitarea poate fi fie puterea totală, fie puterea activă. Cel mai adesea (pentru încărcările computerului) limitarea este puterea totală.
Cum să alegeți configurația optimă UPS pentru organizarea alimentării neîntreruptibile pentru echipamentele și aparatele de uz casnic din casă
Este destul de dificil să răspunzi la întrebarea despre alegerea configurației unei surse de alimentare neîntreruptibile pentru a asigura o alimentare fiabilă a sistemelor de încălzire și inginerie și a aparatelor electrice de uz casnic. În esență, aceasta este o ecuație cu multe necunoscute. La urma urmei, nu se știe dinainte cât de proastă va fi sursa de alimentare a rețelei și cât de lungă vor fi întreruperile de curent.
În prima etapă, este necesar să se determine puterea totală a tuturor consumatorilor de energie a căror funcționare trebuie să fie asigurată în absența rețelei de alimentare. Pe baza acestei valori, este necesar să selectați un UPS cu o putere cu 20% mai mare decât valoarea maximă a sarcinii. După aceasta, trebuie să determinați capacitatea bateriilor externe, pe baza timpului de rezervă necesar.
Cea mai optimă soluție pentru alimentarea neîntreruptibilă este împărțirea sarcinii în mai multe grupuri mai mici de consumatori. Și rezolvați problema furnizării de rezerve separat pentru diferite grupuri de consumatori, în funcție de importanța acestora. Atunci când alegeți configurația unei surse de alimentare neîntreruptibile și a bateriilor, trebuie luat în considerare faptul că creșterea rezervei de putere UPS nu duce la o creștere liniară a duratei rezervei. Pentru a oferi o putere mare de sarcină, este necesar un UPS mai puternic, iar pentru a asigura un timp de rezervă îndelungat, este necesară creșterea capacității bateriilor externe.
O modalitate simplă de a calcula timpul de rezervă al sursei de alimentare neîntreruptibilă
Timpul de rezervă de putere este determinat în primul rând de doi parametri: puterea sarcinii utile și capacitatea totală a tuturor bateriilor.
Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că dependența timpului de rezervă de acești parametri nu este liniară. Dar pentru o estimare aproximativă rapidă a timpului de slăbire, puteți utiliza o formulă simplă.
T=E*U/P(ore),
UndeE - capacitatebaterii,U - tensiunebaterii,P - puterea de sarcinătoate dispozitivele conectate.
O metodă rafinată pentru calcularea timpului de rezervă al sursei de alimentare neîntreruptibilă
Pentru a clarifica calculul timpului de rezerva, se introduc suplimentar coeficienti speciali: randamentul invertorului, coeficientul de descărcare a bateriei, coeficientul de capacitate disponibilă în funcție de temperatura ambiantă.
Luând în considerare acești coeficienți, formula de calcul ia următoarea formă.
T=E*U/P*KPD * KRA * KDE(ore),
unde KPD (eficiența invertorului) este în intervalul 0,7-0,8,
KRA (raportul de descărcare a bateriei) este în intervalul 0,7-0,9,
KDE (raportul capacității disponibile) este în intervalul 0,7-1,0.
Coeficientul de capacitate disponibil are o dependență complexă de valoarea temperaturii și viteza de aplicare a sarcinii. Cu cât temperatura aerului este mai rece, cu atât raportul de capacitate disponibilă este mai mic. Cu cât energia bateriei este consumată mai lent, cu atât coeficientul de capacitate disponibil este mai mare.
Tabele gata făcute cu valorile timpului de rezervă pentru sistemele de alimentare neîntreruptibilă din seriile SKAT și TEPLOCOM
Este necesară o baterie externă de 12 volți
| Capacitate, în Ah | Putere de sarcină, VA | ||||
| 100 | 150 | 200 | 250 | 270 | |
| 26 | 2h 18min | 1h 22min | 55 min | 44 min | 39 min |
| 40 | 3h 37min | 2h 15min | 1h 36min | 1h 15min | 1h 09min |
| 65 | 7h 01min | 4h 00min | 2h 45min | 2h 12min | 1h 54min |
| 100 | 12h 00min | 7h 12min | 5h 00min | 3h 40min | 3h 26min |
Tabelul timpilor de rezervă aproximativi
Necesită două baterii externe de 12 volți
| Capacitatea bateriei, Ah | ||||||||||
| 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 | |
| 2x40 | 9,37 | 4,06 | 2,31 | 1,51 | 1,36 | 1,22 | 1,07 | 0,53 | 0,39 | 0,34 |
| 2x65 | 16,15 | 7,12 | 4,40 | 3,02 | 2,29 | 1,56 | 1,44 | 1,36 | 1,28 | 1,11 |
| 2x100 | 27,11 | 11,55 | 7,33 | 5,23 | 4,12 | 3,05 | 2,44 | 2,22 | 2,01 | 1,49 |
| 2x120 | 32,37 | 14,52 | 9,44 | 6,10 | 5,11 | 4,12 | 3,14 | 2,51 | 2,33 | 2,15 |
| 2x150 | 40,47 | 17,40 | 11,24 | 8,19 | 5,57 | 5,07 | 4,17 | 3,28 | 2,57 | 2,42 |
| 2x200 | 54,23 | 24,48 | 15,47 | 11,27 | 9,09 | 6,50 | 5,45 | 5,08 | 4,31 | 3,54 |
Tabelul timpilor de rezervă aproximativi
Necesita 8 baterii externe cu o tensiune de 12 volti
| Capacitatea bateriei, Ah | ||||||
| 500 | 1000 | 1500 | 2000 | 2500 | 3000 | |
| 65 | 12h 20min | 5h 10min | 2h 55min | 2h 15min | 1h 40min | 1h 25min |
| 100 | 19h 25min | 8h 40min | 5h 20min | 3h 40min | 2h 45min | 2h 15min |
| 120 | 23h 05m | 11h 35min | 7h 00min | 4h 45min | 3h 30min | 2h 45min |
| 150 | 28h 55min | 14h 20min | 8h 45min | 6h 30min | 4h 50min | 3h 40min |
| 200 | 38h 30min | 19h 10min | 12h 45min | 8h 45min | 7h 00min | 5h 20min |
Linie de mărci UPS S.K.A.T.Și TEPLOCOM oferă posibilitatea de a organiza o sursă de alimentare fiabilă și neîntreruptă consumatorilor de diferite capacități și scopuri. Sursele de alimentare neîntreruptibilă fac posibilă organizarea alimentării neîntrerupte de la un cazan mic de încălzire sau o pompă de circulație până la alimentarea întregii locuințe sau birou. UPS-urile specializate fac posibilă organizarea alimentării neîntreruptibile pentru obiecte deosebit de importante, cum ar fi sistemele de comunicații, echipamentele de comunicații, sistemele de securitate și control.
Există mai multe modalități de a crește timpul de rezervă de putere a sarcinii utile. Toate aceste metode rezultă din formula de calcul a timpului de rezervă.
Pentru a crește timpul de rezervă, puteți crește capacitatea bateriilor externe, puteți reduce sarcina utilă și puteți crea condiții optime de funcționare pentru UPS și baterii.
Prima varianta- cel mai simplu, dar cel mai scump. Pentru a crește capacitatea bateriei, va trebui să cumpărați baterii mai scumpe și un UPS care să le permită să fie încărcate eficient. Pe lângă costul echipamentului, va trebui să alocați și o încăpere specială concepută pentru depozitarea și funcționarea bateriilor, dotată cu un sistem de ventilație bun.
A doua metodă- reduce sarcina. În primul rând, trebuie să împărțiți sarcina în grupuri în funcție de necesitatea de a asigura alimentarea neîntreruptă. Dacă nu există energie electrică pentru o lungă perioadă de timp, atunci va trebui să alegeți între importanța asigurării funcționării sistemelor tehnice de încălzire și alimentare cu apă și necesitatea de a utiliza un frigider sau un aparat de aer condiționat. Astfel, un frigider modern vă permite să asigurați o temperatură acceptabilă pentru aproximativ 20 de ore, dacă nu îl deschideți din nou. Un alt grup de consumatori este sistemul de iluminat, se pot folosi surse de alimentare autonome neîntreruptibile sau lămpi de urgență cu baterie încorporată. În cele din urmă, poți sta la lumina unei lanterne sau a unei lumânări vechi bune, orice este mai bun decât dezghețarea sistemului de încălzire.
A treia metodă este de a îmbunătăți calitatea UPS-ului și întreținerea bateriei. Cele mai importante puncte aici sunt menținerea echipamentului curat și asigurarea unor condiții bune de temperatură. Separat, merită remarcată necesitatea de a încărca corect bateria și de a efectua antrenamentul bateriei. Se întâmplă adesea să nu existe probleme electrice și bateriile să nu fie supuse ciclurilor de descărcare și încărcare. Ca urmare, după câteva luni capacitatea reală a bateriei scade brusc. Pentru a antrena bateria, este necesar să folosiți echipamente speciale sau să simulați întreruperi periodice de curent, permițând bateriilor să funcționeze.
Cumpărarea unui UPS care este mai puternic decât nevoile dvs. este o risipă de bani. Cu toate acestea, subestimarea puterii necesare a unui sistem de alimentare neîntreruptibilă este plină de pierderi de sarcină, ceea ce este complet inacceptabil. Cum se calculează această caracteristică cât mai exact posibil?
Pentru a face acest lucru, trebuie să cunoașteți factorul de putere al sarcinii (Power Factor, P), care determină cât de mult din puterea furnizată de sursa electrică este consumată efectiv de echipament (putere activă). Dacă sarcina se comportă ca o rezistență ideală, absoarbe toată puterea care îi este furnizată, adică P=1. O capacitate (condensator) sau o inductanță (bobină) ideală nu consumă deloc putere activă (P = 0), deoarece nu convertește energia electrică în celelalte tipuri ale sale. Pe parcursul unui sfert din perioada sinusoidă, energia este stocată în câmpul magnetic al bobinei sau în câmpul electric al condensatorului, iar în celălalt sfert este returnată în rețea. Astfel, în acest caz, are loc doar recircularea energiei, iar rezistența bobinei și a condensatorului, spre deosebire de rezistența activă a rezistorului, se numește reactivă.
În viața reală, nimic nu este ideal, astfel încât valoarea factorului de putere a sarcinii este de obicei în intervalul de la 0 la 1. În general, P este calculat ca raport al puterii active absorbite de sarcină (măsurată în wați, W) la puterea totală de intrare (măsurată în volți, VA):
factor de putere (P) = putere activă (W)/putere aparentă (VA).
În prezența doar distorsiunii armonice, factorul de putere este egal cu cosinusul unghiului de fază între curent și tensiune, deci este adesea notat cos φ. O sarcină cu predominanța componentei capacitive este caracterizată printr-un factor de putere principal (cos φ pozitiv), iar o sarcină inductivă - printr-un factor întârziat (cos φ negativ).
Sarcina principală pentru un UPS este PC-urile și serverele. Un redresor cu filtru sub formă de condensator este instalat în sursele de alimentare ale acestor dispozitive, astfel încât acestea au o anumită componentă capacitivă. Factorul de putere al celor mai simple surse de alimentare utilizate la PC-urile ieftine nu poate depăși 0,6 - asta înseamnă că doar 60% din puterea utilă furnizată de sursă intră în uz. În realitate, situația nu este atât de rea pentru PC-urile obișnuite - factorul lor de putere este de obicei 0,8, așa că majoritatea UPS-urilor de putere redusă sunt proiectate pentru a face față unei astfel de sarcini.
În ceea ce privește serverele moderne, sistemele de stocare a datelor și echipamentele de rețea (switch-uri, routere), situația de aici este și mai bună. Ei folosesc surse de alimentare cu o funcție de corecție a factorului de putere, astfel încât valoarea sa se apropie de 1. Dar în calcule este încă mai bine să luați în considerare un astfel de echipament ca o sarcină cu o componentă capacitivă mică și să luați factorul de putere egal cu 0,95.
Dar aparatele de aer condiționat, care sunt adesea protejate și cu ajutorul unui UPS, sunt deja o sarcină cu o componentă inductivă, care se datorează prezenței motoarelor electrice în compresoarele lor. Factorul de putere al acestui echipament este de obicei în intervalul de la 0,6 la 0,8 (vezi).
Cum se estimează factorul de putere mediu al unei sarcini constând din diferite tipuri de echipamente? Să presupunem că următoarele echipamente sunt instalate în birou:
PC-uri și servere, putere 4500 VA, P=0,95 (lider);
Aer conditionat, putere 3000 VA, P=0,8 (intarziat).
Apoi, pentru a determina coeficientul mediu, se calculează mai întâi abaterea medie P de la unitate:
(4500 VA×0,05– 3000 VA×0,2)/7500 VA = - 0,05.
Astfel, sarcina va fi inductivă cu P=0,95.
DOI FACTORI DE PUTERE
Specificațiile aproape oricărui UPS indică factorul de putere de intrare. Acest parametru nu are nimic de-a face cu raportul de ieșire și determină modul în care UPS-ul în sine (ca sarcină) se comportă în raport cu rețeaua externă. În UPS-urile moderne, unde redresorul se bazează pe tranzistoare IGBT, factorul de putere de intrare este aproape de unitate, ceea ce înseamnă că sursa se comportă aproape ca o rezistență activă ideală și nu introduce aproape deloc distorsiuni în rețeaua externă. Valoarea intrării P depinde în întregime de proiectarea circuitului UPS.
Factorul de putere de ieșire pentru un UPS este determinat de sarcina conectată la acesta. Cunoscând această caracteristică (împreună cu puterea totală în VA), puteți, înmulțind unul cu altul, obțineți puterea maximă în W pe care o poate suporta sursa. Dacă factorul de putere de sarcină se dovedește a fi mai mare decât cel specificat pentru UPS, acesta din urmă nu va putea depăși puterea în W calculată folosind metoda de mai sus și, prin urmare, nu va furniza valoarea maximă VA.
Să ne uităm din nou la exemplu. Să existe un UPS cu o putere nominală de 60 kVA, proiectat pentru o sarcină cu un factor de putere de 0,9. Puterea maximă activă pe care o poate servi este de 54 kW:
60 kVA×0,9 = 54 kW.
Va servi o sarcină cu puterea maximă indicată, dar mai puțin P, de exemplu 0,8, fără probleme:
60 kVA×0,8 = 48 kW
Dar dacă P al sarcinii depășește 0,9, să zicem este egal cu 0,95, atunci nu mai este capabil să furnizeze o putere de 60 kVA:
60 kVA×0,95 = 57 kW > 54 kW.
După cum am menționat, factorul de putere al multor tipuri de echipamente moderne IT și de telecomunicații este aproape de 1, așa că trebuie să fii foarte atent aici. Pentru a nu se înșela, mulți experți din ziua de azi, atunci când aleg un UPS, preferă să se ghideze după puterea lui de ieșire în W.
Dacă vă este dificil să determinați coeficientul P, atunci pentru o garanție completă ar trebui să alegeți un UPS a cărui putere în W ar fi mai mare decât caracteristica de sarcină în VA. Dar în acest caz, este posibilă o supraestimare semnificativă a puterii UPS-ului. Pentru un calcul mai precis, ar trebui să calculați mai întâi valoarea încărcăturii totale (în VA), apoi P medie a acesteia și apoi, prin înmulțirea ambelor valori, obțineți valoarea în W. Puterea UPS-ului în W nu trebuie să fie mai mică decât caracteristica de sarcină exprimată în aceleași unități de măsură.
Încă doi factori
Încă doi coeficienți servesc ca o caracteristică importantă a sarcinii: factorul de crestă și factorul de supratensiune. Primul dintre ele din documentația în limba rusă este adesea numit coeficient de vârf (sau factor de vârf). Este determinată de raportul dintre valoarea maximă (de vârf) curentă și valoarea medie pătratică (RMS). Pentru undele dreptunghiulare factorul de creastă este egal cu unitatea, pentru o undă sinusoidală ideală este 1,414 (√2).
Deși am numit factorul de creastă „caracteristică de sarcină”, acesta este de fapt influențat de caracteristicile sursei de alimentare. Sursele de alimentare comutatoare pentru computere consumă curent foarte neuniform, astfel încât pentru ei factorul de creastă este de obicei de la 2 la 3. Dar aceasta este dacă sarcina este alimentată cu o undă sinusoidală pură. Dacă UPS-ul produce o undă sinusoidală aproximată în trepte (ceea ce este tipic pentru sursele cu o putere mai mică de 1 kW), atunci factorul de creastă este mai mic de 2 (de obicei de la 1,4 la 1,9). În general, utilizarea UPS-urilor, a filtrelor de rețea și a dispozitivelor de suprimare a supratensiunii ajută la reducerea factorului de creastă. Acesta este cu siguranță un punct pozitiv, deoarece un factor de vârf ridicat (curent ridicat) duce la încălzirea puternică a elementelor sistemelor de alimentare cu energie.
Majoritatea UPS-urilor sunt capabile să mențină un factor de creastă de 3 la sarcină maximă (valoarea acestei caracteristici crește pe măsură ce sarcina scade), așa că de obicei nu există probleme. Chiar dacă sursa nu furnizează valoarea necesară a curentului de vârf, atunci, de regulă, funcționarea sursei de alimentare a sarcinii nu este întreruptă, sunt posibile doar ușoare distorsiuni în forma semnalului electric. Cu toate acestea, în instalațiile mari (de exemplu, când UPS-ul deservește un număr mare de computere), astfel de distorsiuni pot fi atât de semnificative încât pot duce la întreruperea sarcinii. Prin urmare, este de dorit ca factorul de vârf suportat de UPS să nu fie mai mic decât factorul de vârf al sarcinii.
Pentru a calcula factorul mediu de creastă al unei sarcini constând din diferite tipuri de echipamente, putem recomanda aceeași metodă ca și pentru calcularea factorului mediu de putere. Să ne uităm la exemplul nostru:
PC-uri si servere, putere 4500 VA, factor crest=3;
Aer conditionat, putere 3000 VA, factor de creasta=1,4.
Factorul mediu de creastă poate fi calculat după cum urmează:
(4500 VA×3 + 3000 VA×1,4)/7500 VA = 2,36.
Dacă factorul de vârf menționat în specificațiile UPS este mai mare decât valoarea specificată, atunci nu vor fi probleme.
Valoarea factorului de supratensiune (din păcate, nu există un termen rusesc stabilit pentru această caracteristică) determină cât de mult curentul de pornire consumat de sarcină depășește valoarea sa nominală. De exemplu, pentru a porni un motor electric, este necesar un cuplu mare de pornire, astfel încât atunci când sunt pornite, compresoarele frigorifice consumă un curent de câteva ori mai mare decât curentul nominal (vezi). Curentul de pornire al unui sistem de iluminat care utilizează lămpi convenționale cu incandescență poate, de asemenea, să depășească semnificativ valoarea sa nominală. Cert este că rezistivitatea electrică a wolframului, din care sunt fabricate filamentele incandescente, depinde în mare măsură de temperatură: la 20°C valoarea sa este de 55×10 -9 Ohm×m, la 1727°C - 557x10 -9 Ohm×m . În consecință, curentul de pornire va fi de aproximativ 10 ori curentul nominal.
În ceea ce privește computerele și serverele, valoarea factorului de supratensiune pentru acestea nu depășește de obicei 1,5, iar majoritatea UPS-urilor au suficientă capacitate de supraîncărcare pentru a garanta pornirea fiabilă și funcționarea stabilă a acestor dispozitive. Dacă sarcina conține echipamente cu un curent de pornire mare, atunci capacitatea de suprasarcină a UPS-ului selectat trebuie studiată cu cea mai mare atenție.
După ce ați analizat factorii discutați în articol, nu uitați că, pentru a asigura funcționarea stabilă a echipamentului, puterea UPS-ului trebuie selectată „cu rezervă” - cu 15-25% mai mult decât este necesar.
Alexander Barskov este redactorul principal al Journal of Network Solutions/LAN. El poate fi contactat la:
Surplusurile de tensiune sunt cauza principală a defecțiunilor computerului. Pentru a proteja dispozitivele împotriva deteriorării, instalați un UPS sau o sursă de alimentare neîntreruptibilă. Este folosit pentru a elimina diverse interferențe în rețeaua electrică:
- O creștere și o scădere bruscă a tensiunii;
- Întreruperea bruscă a curentului;
- Interferență electromagnetică;
- Impulsuri de înaltă frecvență.
Unitatea de sistem, monitorul, sistemul audio, joystick-urile de joc, modemurile, imprimantele și scanerele sunt conectate la sursa de alimentare neîntreruptibilă. Pentru a asigura o protecție fiabilă pentru toate dispozitivele, este important să știți cum să alegeți UPS-ul potrivit pentru computerul dvs.
Cum să alegi o sursă de alimentare neîntreruptibilă pentru computerul tău
Alegerea unui UPS pentru un computer începe cu determinarea tipului acestuia. Există trei dintre ele: dispozitive de rezervă, interactive și online.
- Sistemele de alimentare neîntreruptibilă de rezervă funcționează în două moduri. Dacă există tensiune în rețea, aceștia „filtrează” curenții de intrare și îi fac siguri pentru echipamente. În absența tensiunii, acţionează ca o baterie de rezervă. Cu alte cuvinte, dacă există o întrerupere de curent, veți putea lucra cu computerul pentru o perioadă de timp.
Avantaj: preț scăzut
Defecte: timp de răspuns relativ lung (până la 15 ms), care poate fi critic pentru unele tipuri de echipamente. - UPS-urile interactive, spre deosebire de cele de așteptare, sunt echipate cu un stabilizator de tensiune încorporat. Dacă sarcina în rețea s-a modificat ușor, dispozitivul o va corecta. Trecerea la funcționarea cu baterie are loc numai atunci când apar modificări majore în rețea.
Avantaj: timp de răspuns rapid, universal, potrivit atât pentru computere, cât și pentru toate echipamentele aferente.
Defect: nu este potrivit pentru echipamente cu curenți mari de pornire. - UPS-urile online sunt clasificate ca echipamente profesionale. Ei convertesc curentul alternativ de intrare în curent continuu, îl „trec” prin ei înșiși și scot din nou curent alternativ cu o tensiune exactă de 220 V.
Avantaj: Potrivit pentru protejarea echipamentelor extrem de sensibile și scumpe.
Defecte: foarte scump si zgomotos, instalat in camere in care nu sunt oameni.
Un alt parametru important este durata de viață a bateriei dispozitivului. Este indicat de producător în fișa tehnică a dispozitivului și variază de la 10 la 50 de minute. Poate varia în funcție de numărul de echipamente conectate.
Cum se calculează puterea UPS-ului pentru un computer
Mai întâi, determinați tipul de PC pe care îl aveți și decideți ce echipament suplimentar doriți să vă conectați la acesta. Calculați puterea lor totală. Atenție: puterea echipamentului este indicată în wați (W), iar UPS-ul, de regulă, este indicată în volți-amperi (VA). Trebuie să calculați singur puterea UPS-ului pentru computer.
- Un computer de birou standard include o unitate de sistem, un monitor, difuzoare și o imprimantă. Puterea lor totală este de aproximativ 500 W. Convertiți în volți-amperi: 500*1,4=700 VA.
- Un computer de jocuri este format dintr-o unitate de sistem, unul sau două monitoare, un sistem puternic de difuzoare, precum și joystick-uri, volane și alte echipamente. Calculatoarele pentru jocuri sunt mult mai puternice decât computerele de birou, astfel încât puterea totală aproximativă va fi mai mare - aproximativ 800 W. Facem calculul conform eșantionului și obținem 1120 VA.
Cum se conectează un UPS la un computer
Conectarea unui UPS la un PC este destul de simplă. Este necesar să aveți un protector de supratensiune - un tricou.
- Conectam sursa de alimentare neîntreruptibilă la filtrul de rețea pornit. Acest lucru este necesar pentru a reîncărca bateria dispozitivului.
- Conectăm toate echipamentele: unitate de sistem, monitor, sistem de difuzoare la UPS.
- Porniți computerul corect. Apăsați butonul de alimentare UPS și așteptați până când se aprinde ledul verde. Semnalează că dispozitivul este gata de utilizare. Abia după aceasta pornim computerul. Numai în acest caz echipamentul dumneavoastră va fi protejat în mod fiabil de supratensiunile de tensiune.
