Výpočet životnosti batérie UPS. Neprerušiteľné zdroje napájania: pokus o vývoj komplexnej metodiky testovania Ako vypočítať požadovaný výkon UPS

Je neoddeliteľnou zárukou spoľahlivosti napájacieho systému. Parametre UPS musia byť presne porovnateľné so záťažou, ktorá bude k UPS pripojená. V opačnom prípade neprerušiteľné napájanie neprinesie požadovaný úžitok a peniaze budú zbytočné.

Ako vypočítať neprerušiteľný výkon? K tomu je potrebné vziať do úvahy množstvo parametrov, ktorých kľúčom je výkon. Ak si kúpite UPS, ktorá má menší výkon v porovnaní so záťažou, jednoducho nebude fungovať. Ak chcete presne vypočítať výkon, musíte si pamätať trochu fyziky.

Účiník záťaže alebo inak Účiník je veľmi dôležitý pri výpočte výkonu neprerušiteľného zdroja napájania. Tento obrázok ukazuje, aký podiel výkonu záťaž skutočne spotrebuje, teda činný výkon. Ak považujeme zaťaženie za ideálny odpor, potom v tomto prípade bude hodnota koeficientu rovná jednotke, čo je maximálna hodnota. Kondenzátory a cievky nie sú spotrebitelia energie, takže pre nich je hodnota koeficientu nula. Zariadenie môže mať prevahu kapacitných aj indukčných komponentov.

Vybavenie s kapacitným komponentom zahŕňa počítače a servery. Indukčná súčiastka je prítomná v zariadeniach s elektromotormi, môže to byť čerpadlo, klimatizácia atď. Táto informácia je potrebná v prípade, keď UPS bude chrániť zariadenia rôznych typov, pretože pri prvom má účinník tendenciu k jednote a pre druhú je v rozsahu od 0,8 do 0,9. V tomto prípade je potrebné nájsť priemerný účinník, aby ste získali presný výsledok.

Ako vypočítať výkon UPS, keď poznáme účinník záťaže? Na výpočet výkonu je potrebné vynásobiť menovitý výkon UPS faktorom výkonu. Výsledkom operácie je číslo, ktoré ukazuje maximálny činný výkon, ktorý môže zdroj neprerušiteľného napájania obslúžiť. Napríklad výkon UPS je 100 kVA a účinník záťaže je 0,9. V tomto prípade bude výkon aktívneho zaťaženia 90 kW. Celkový výkon záťaže by nemal presiahnuť 90 kW a je lepšie, ak je o niečo menší.

Takýmto ťažkostiam pri výpočte výkonu sa dá vyhnúť, ak ako indikátor výstupného výkonu použijete neprerušiteľný zdroj napájania. V tomto prípade sa výpočet neprerušiteľného napájania vykoná bez chýb. Je veľkou chybou porovnávať výkony vyjadrené vo voltampéroch a wattoch, pretože hodnoty sa výrazne líšia.

Malo by sa tiež vziať do úvahy, že energia spotrebovaná zariadením môže byť o niečo nižšia ako menovitá. To sa môže stať v rôznych prípadoch. Napríklad, ak vezmeme do úvahy počítače, ich výkon je vo väčšine prípadov určený výkonom napájacieho zdroja. Ale nie vo všetkých prípadoch je tento výpočtový algoritmus správny. Napríklad počítač môže mať napájací zdroj s výkonom 450 W, ale celkový výkon komponentov počítača je len 120 W. Takýchto funkcií môže byť veľa a je potrebné ich vziať do úvahy pri výpočte neprerušiteľného napájania.

Ďalšia situácia, ktorú je potrebné vziať do úvahy pri výpočte prevádzky UPS, sa týka chladničky. Môže mať napríklad výkon 250 W, no stojí za zváženie, že chladnička nepracuje neustále, ale len v určitých intervaloch. V tomto prípade je potrebné zistiť ročnú spotrebu elektrickej energie. Pri výpočtoch musíte použiť túto hodnotu vydelenú 9. Treba poznamenať, že výkon záťaže sa musí vypočítať vo wattoch.

Na niektorých stránkach môžete nájsť výpočty napájania UPS online, ale nemôžu poskytnúť presné údaje, pretože nezohľadňujú takéto nuansy. Ak sa stále rozhodnete využiť takéto služby, potom k získanému výsledku musíte pridať asi 20%. Je dôležité myslieť na perspektívu zvýšenia výkonu záťaže. Ak sa zaťaženie v budúcnosti zvýši, je lepšie okamžite zakúpiť výkonnejšiu UPS. Podobná situácia je so službami, ktoré umožňujú vypočítať prevádzkový čas UPS online.

Výpočet batérie

Ak potrebujete vypočítať kapacitu UPS pre daný výkon a prevádzkový čas, potom sa použije jednoduchý vzorec:

Kapacita = 100*čas*zaťaženie

Životnosť batérie je vyjadrená v hodinách a výkon záťaže v kilowattoch. Upozorňujeme, že výkon nie je vyjadrený vo voltampéroch. Napríklad neprerušiteľný zdroj napájania chráni počítač s výkonom 500 W (0,5 kW). Neprerušiteľný zdroj napájania musí poskytovať dobu prevádzky 2 hodiny. Za takýchto podmienok má vzorec, ktorý vám umožňuje vypočítať kapacitu batérie pre UPS, nasledujúcu formu:

100*0,5kW*8h=400Ah

Pre záťaž s výkonom 500 W je teda pre zabezpečenie prevádzky po dobu 8 hodín potrebná kapacita batérie 400 Ah. Tento výpočet kapacity batérie pre UPS je použiteľný pre batérie s napätím 12 V. Okrem toho je potrebné vziať do úvahy, že vzorec je vhodný pre dlhú životnosť batérie, a to cca 9-10 hodín. Je to spôsobené tým, že závislosť kapacity batérie od času nabíjania nie je v celom rozsahu lineárna.

Ak je prevádzkový čas kratší, je potrebné vykonať korekcie. Je to spôsobené tým, že krátkodobo je vybíjací prúd veľký a batéria odovzdá záťaži len určitú časť svojej kapacity. Ak teda potrebujete pracovný čas 30 minút, výsledok sa musí vydeliť dvoma, za 2 hodiny sa zníži o 40%, za 4 hodiny - 30%, za 6 hodín - 40%. Na určenie presnej hodnoty je potrebné použiť presnú hodnotu účinnosti meniča, ktorý je nainštalovaný na UPS a porovnať údaje s vybíjacou krivkou určitého typu batérie.

Po zistení celkovej kapacity je potrebné vypočítať počet batérií pre UPS. K tomu je potrebné vydeliť celkovú kapacitu kapacitou jednej batérie. V našom prípade bola celková kapacita 400 Ah. Predpokladajme, že kapacita jednej batérie je 50 Ah. V tomto prípade budeme potrebovať 8 týchto batérií.

Pracovný čas

Mnoho používateľov sa zaujíma o prevádzkový čas, ktorý môže poskytnúť konkrétny zdroj neprerušiteľného napájania. Ako vypočítať prevádzkovú dobu neprerušiteľného zdroja napájania? K tomu potrebujete poznať výkon záťaže pripojenej k UPS, účinnosť meniča a celkovú kapacitu batérie.

Celkový výpočet batérií pre UPS je veľmi jednoduchý. Vo väčšine prípadov zdroje neprerušiteľného napájania obsahujú štandardné batérie. Ak chcete vykonať celkový výpočet batérií pre UPS, musíte ich počet vynásobiť kapacitou jednej batérie.

Na výpočet životnosti batérie UPS sa odporúča použiť účinnosť meniča 0,85. Celkový výkon záťaže musí byť vyjadrený vo wattoch. O tom, ako ho nájsť, sme hovorili na začiatku článku.

Prevádzkový čas UPS sa vypočíta podľa nasledujúceho vzorca:

Čas = celková kapacita batérie * napätie batérie * (účinnosť meniča / výkon záťaže)

Získaná hodnota je približná a môže sa počas životnosti neprerušiteľného napájania meniť. Výpočet času UPS je približný, pretože čas závisí od opotrebovania batérie a prevádzkových podmienok, najmä od teploty vzduchu. Napríklad zvýšenie teploty o jeden stupeň po 40 °C znižuje kapacitu batérie o 5 %, čo je veľmi významné. Pre maximálnu životnosť sa odporúča po 25°C znížiť zaťaženie záložného zdroja o 20% na každých 10 stupňov. Alebo môžete zorganizovať dobrý chladiaci systém a nedovoliť žiadne zvýšenie teploty, za čo vám bude neprerušiteľný zdroj len vďačný.

Ak sú pre vás takéto výpočty nezrozumiteľné, môžete kontaktovať špecialistov v tejto oblasti alebo použiť špeciálnu kalkulačku - výpočtový program UPS. V tomto prípade je však potrebné použiť osvedčený softvér vytvorený profesionálmi, aby sa predišlo chybám a nesprávnemu výberu UPS. Výhodou takýchto programov je výpočet. Pri výpočte si môžete vybrať typ jadra transformátora. Výpočty zohľadňujú straty, ktoré sú možné v jadre a medených drôtoch.

Môžu nastať prípady, keď nie sú potrebné absolútne presné údaje. V tomto prípade môžete použiť špeciálne tabuľky, ktoré zobrazujú životnosť batérie pre rôzne typy neprerušiteľných zdrojov napájania. Tieto tabuľky zahŕňajú dobu prevádzky v závislosti od kapacity batérií a celkového výkonu záťaže. Takto si môžete porovnať svoje údaje s tabuľkovými údajmi a zistiť približný čas.

Keď viete, ako vypočítať UPS, môžete urobiť ten najsprávnejší výber UPS. Teraz už viete, že životnosť batérie nezávisí od výkonu UPS alebo celkového napätia batérie, ale od kapacity batérií. Preto pri výbere UPS treba uprednostniť batérie s väčšou kapacitou v súlade s daným výkonom. Táto voľba zabezpečí maximálnu autonómiu.

Napísať list

V prípade akýchkoľvek otázok môžete použiť tento formulár.

Približne po troch až šiestich mesiacoch prevádzky začnú náklady na dáta uložené na novom pracovnom počítači prevyšovať cenu samotného počítača. V prípade sieťového servera môže táto situácia nastať v priebehu niekoľkých týždňov po jeho inštalácii.

V 50 70% prípadov je príčinou porúch v prevádzke elektronických zariadení nekvalitné napájanie. Ak dôjde k výpadku napájania, jedna nesprávna relácia zápisu údajov môže zničiť celý súborový systém.

Aj keď poruchy nevedú okamžite ku katastrofálnym následkom, po určitom čase sa môže citlivá elektronika vášho PC jednoducho „vzbúriť“ v dôsledku neustálych cyklov zapínania a vypínania.

V Rusku sa stali známymi údaje zo štúdií uskutočnených v USA Bell Labs a IBM. Podľa Bell Labs a IBM (USA) je každý osobný počítač vystavený 120 poruchám napájania mesačne.

Typy výpadkov napájania

Typ výpadku napájania	Príčina výskytu	Možné následky
Nízke napätie, poklesy napätia	preťažená sieť nestabilná prevádzka systému regulácie sieťového napätia pripojenie spotrebiteľov, ktorých celkový výkon je porovnateľný s celkovým výkonom sekcie elektrickej siete	preťažovanie napájacích zdrojov elektronických zariadení a znižovanie ich životnosti vypnutie zariadenia, keď napätie nestačí na jeho prevádzku porucha elektromotorov strata dát v počítačoch
Prepätie	nedostatočne využívaná sieť nedostatočne efektívne fungovanie regulačného systému odpojenie silných spotrebiteľov	porucha zariadenia núdzové vypnutie zariadení so stratou dát v počítačoch
Vysokonapäťové impulzy	atmosférickej elektriny uvedenie časti elektrizačnej sústavy do prevádzky po havárii	porucha zariadenia citlivého na kvalitu elektrickej energie
Elektrický hluk	zapnutie a vypnutie výkonných spotrebiteľov vzájomné ovplyvňovanie blízkych elektrických spotrebičov	zlyhania počas vykonávania programu a prenosu dát nestabilný obraz na obrazovkách monitorov a videosystémoch
Úplný výpadok prúdu	vypínanie poistiek pri preťažení neprofesionálne konanie zamestnancov nehody na elektrických vedeniach	strata dát v počítačoch zlyhanie pevných diskov na veľmi starých počítačoch
Harmonické skreslenie napätia	v sieti dominujú nelineárne záťaže vybavené spínanými zdrojmi (počítače, komunikačné zariadenia) nesprávne navrhnutá elektrická sieť pracujúca s nelineárnym zaťažením preťaženie neutrálneho vodiča	rušenie citlivých zariadení (rozhlasové a televízne systémy, meracie prístroje atď.)
Nestabilná frekvencia	silné preťaženie energetického systému ako celku strata kontroly nad systémom	prehrievanie transformátorov nestabilná frekvencia ako indikátor nesprávneho fungovania celého energetického systému alebo jeho významnej časti (pre počítače nie je zmena frekvencie sama o sebe desivá)

Vlastnosti UPS:

výstupný výkon meraný vo voltampéroch (VA) alebo wattoch (W);

čas prepínania, to znamená čas, ktorý trvá prechod UPS (UPS) na napájanie z batérie (merané v milisekundách, ms);

životnosť batérií je určená kapacitou batérií a výkonom zariadenia pripojeného k UPS (merané v minútach, min.);

šírka rozsahu vstupného (sieťového) napätia, pri ktorom je UPS (UPS) schopný stabilizovať výkon bez prepínania na batérie (merané vo voltoch, V);

životnosť batérie (meraná v rokoch, zvyčajne 5 a 10 rokov).

Základné elektrické parametre UPS (UPS)

Výstupný výkon UPS

Výstupný výkon UPS (UPS) je definovaný ako súčin napätia (vo voltoch, V) a prúdu (v ampéroch, A).

Výkon spotrebovaný záťažou je definovaný ako súčin výstupného výkonu UPS (vo voltampéroch, VA) krát výkonový faktor záťaže (PF).

Mali by ste si vybrať UPS, ktorý spĺňa nasledujúce podmienky:

P výstupný výkon UPS (UPS) (VA), Wн výkon spotrebovaný záťažou (VA),

PF účinník, ktorý sa pre osobné počítače predpokladá na 0,7.

Množstvo spotreby energie je zvyčajne uvedené na nálepke umiestnenej na zadnom kryte zariadení.

Priebeh výstupného napätia UPS

Neprerušiteľný zdroj napájania je dočasnou náhradou elektrickej siete pre zariadenia, ktoré sú k nej pripojené.

V elektrickej sieti má napätie sínusový tvar alebo tvar blízky sínusoide. Samozrejme, všetky počítače a ďalšie zariadenia určené na napájanie zo siete so striedavým prúdom sú navrhnuté špeciálne pre sínusové napätie. Ale takmer všetky typy zariadení, vrátane počítačov, môžu pracovať viac-menej normálne s napätím, ktoré je veľmi odlišné od sínusoidy.

Predtým mali niektoré prepínacie UPS (UPS) výstupné napätie vo forme štvorcovej vlny (obdĺžnikové impulzy rôznych polarít).

Ryža. 1. Meander

Aby sa zabezpečilo, že RMS a špičkové hodnoty obdĺžnikového napätia budú rovnaké ako zodpovedajúce hodnoty sínusového napätia, výrobcovia moderných spínacích UPS (UPS) mierne zmenili tvar štvorcovej vlny zavedením pauza medzi pravouhlými impulzmi rôznych polarít.

Ryža. 2. Meandrujte s prestávkou.

Výrobcovia UPS nazývajú napätie v tejto forme „stupňovou aproximáciou k sínusovej vlne“. Tento tvar krivky umožňuje pri správne zvolenej amplitúde napätia a trvaní pauzy splniť požiadavky rôznych zaťažení. Napríklad pri pauze približne 3 ms (pre frekvenciu 50 Hz) sa efektívna hodnota napätia zhoduje s efektívnou hodnotou sínusového napätia rovnakej amplitúdy.

Skutočný tvar výstupného napätia UPS (UPS) so spínaním je na obr. 3.

Ryža. 3. Oscilogramy napätia a prúdu osobného počítača pripojeného k spínanému UPS.

Rovnaký oscilogram zobrazuje aj krivku prúdu spotrebovaného počítačom. Silné impulzné prúdy spotrebované počítačom na začiatku a na konci pravouhlého impulzu neovplyvňujú činnosť počítača. Sú úplne potlačené napájaním počítača, ktorého výstupom je konštantné napätie s normálnou úrovňou zvlnenia.

Počítač chránený spínaným UPS je napájaný nesínusovým napätím len vtedy, keď je UPS napájaná z batérie (t.j. veľmi krátko). Keď UPS (UPS) pracuje zo siete, počítač je napájaný sieťovým napätím, ktoré je vyhladené pomocou šumových a pulzných filtrov zabudovaných v UPS (UPS).

Redukcia hluku

Šum sú malé náhodné odchýlky napätia od menovitej hodnoty, hlavne vysokofrekvenčné. Hluk potláčajú vstupné filtre UPS. Stupeň potlačenia závisí od frekvencie hluku. V priemere sa potlačenie hluku UPS (UPS) pohybuje od 10 dB pri frekvencii 0,15 MHz do 50 dB pri frekvencii 30 MHz.

Potlačenie pulzu

Vo svete existuje niekoľko noriem, ktoré popisujú požiadavky na systémy UPS týkajúce sa prepäťovej ochrany.

Najbežnejší štandard sa vzťahuje na typické kancelárske prostredia a zahŕňa testovanie UPS pomocou impulzu 3000 V na jeho vstup Rôzne typy UPS používajú rôzne technológie na potlačenie prepätia. Offline a line-interaktívne modely UPS (UPS) zvyčajne používajú varistorovú prepäťovú ochranu. Jednoduchý a účinný varistorový bočník dokáže potlačiť impulzy s prúdmi s obrovskou amplitúdou.

Efektívnosť

Účinnosť je pomer výkonu spotrebovaného záťažou UPS k celkovému výkonu spotrebovaného UPS. Čím vyššia je účinnosť, tým efektívnejšie sa využívajú energetické zdroje. Účinnosť UPS (UPS) sa môže pohybovať od 85 do 97 % v rôznych triedach a pri rôznych prevádzkových režimoch zariadení.

Životnosť batérie

Pre väčšinu bežných nízkoenergetických kancelárskych UPS (UPS) je výdrž batérie pri maximálnom zaťažení 4-15 minút.

Ak je zaťaženie UPS (UPS) menšie ako maximum, prevádzkový čas batérie sa zvýši. Vzhľadom na nelinearitu krivky vybíjania batérie nie je toto zvýšenie úmerné poklesu zaťaženia. Ak sa zaťaženie zníži na polovicu, prevádzkový čas sa môže zvýšiť 2,5–5 krát, ak sa strojnásobí, čas sa zvýši o 4–9 krát atď.

Vysokovýkonné UPS a niektoré UPS s nízkou spotrebou majú schopnosť predĺžiť životnosť batérie výmenou batérie za väčšiu batériu alebo inštaláciou ďalšej batérie. Väčšia batéria môže byť inštalovaná v rovnakom kryte alebo môže byť inštalovaný ďalší kryt batérie.

Účiník. Watty a voltampéry

Znalosť výkonu zariadenia pripojeného k UPS je potrebná, aby sa neprekročilo maximálne povolené zaťaženie UPS. Ale zaťaženie (alebo preťaženie) UPS je určené nielen tým, koľko energie sa uvoľní v záťaži, ale aj tým, koľko prúdu preteká UPS. Preto sa pri špecifikovaní maximálneho zaťaženia pre UPS (UPS) zvyčajne uvádza maximálny zdanlivý výkon vo voltampéroch a maximálny aktívny výkon vo wattoch.

UPS musí byť zvolený tak, aby maximálny výkon záťaže neprekročil maximálny výkon UPS.

Zdanlivý výkon záťaže musí byť nižší ako zdanlivý výkon UPS (treba porovnať voltampéry VA). A aktívny výkon záťaže by nemal prekročiť menovitý aktívny výkon UPS (UPS) (treba porovnať watty W).

Pre rôzne záťaže a rôzne UPS môže byť obmedzením buď celkový alebo aktívny výkon. Najčastejšie (pre zaťaženie počítača) je limitom celkový výkon.

Ako zvoliť optimálnu konfiguráciu UPS na organizáciu neprerušiteľného napájania zariadení a domácich spotrebičov v dome

Je dosť ťažké odpovedať na otázku o výbere konfigurácie neprerušiteľného napájania, aby sa zabezpečilo spoľahlivé napájanie vykurovacích a inžinierskych systémov a domácich elektrických spotrebičov. V podstate ide o rovnicu s mnohými neznámymi. Vopred sa totiž nevie, aké zlé bude napájanie siete a ako dlho budú výpadky prúdu.

V prvej fáze je potrebné určiť celkový výkon všetkých spotrebičov energie, ktorých prevádzka musí byť zabezpečená pri absencii sieťového napájania. Na základe tejto hodnoty je potrebné vybrať UPS s výkonom o 20% vyšším ako je maximálna hodnota zaťaženia. Potom musíte určiť kapacitu externých batérií na základe požadovaného času zálohovania.

Najoptimálnejším riešením neprerušiteľného napájania je rozdelenie záťaže na niekoľko menších skupín spotrebiteľov. A vyriešiť problém poskytovania rezerv oddelene pre rôzne skupiny spotrebiteľov v závislosti od ich dôležitosti. Pri voľbe konfigurácie zdroja neprerušiteľného napájania a batérií je potrebné vziať do úvahy, že zvýšenie výkonovej rezervy UPS nevedie k lineárnemu zvýšeniu trvania rezervy. Pre zabezpečenie vysokého záťažového výkonu je potrebný výkonnejší UPS a pre zabezpečenie dlhej rezervnej doby je potrebné zvýšiť kapacitu externých batérií.

Jednoduchý spôsob, ako vypočítať dobu zálohovania neprerušiteľného napájania

Čas rezervy chodu je určený predovšetkým dvoma parametrami: výkonom užitočného zaťaženia a celkovou kapacitou všetkých batérií.

Treba však poznamenať, že závislosť času rezervy na týchto parametroch nie je lineárna. Ale na rýchly hrubý odhad času nečinnosti môžete použiť jednoduchý vzorec.

T=E*U/P(hodiny),

KdeE - kapacitabatérie,U - napätiebatérie,P - záťažový výkonvšetky pripojené zariadenia.

Prepracovaná metóda na výpočet doby zálohovania neprerušiteľného napájania

Na objasnenie výpočtu rezervného času sa dodatočne zavádzajú špeciálne koeficienty: účinnosť meniča, koeficient vybitia batérie, koeficient dostupnej kapacity v závislosti od teploty okolia.

Pri zohľadnení týchto koeficientov má vzorec pre výpočet nasledujúcu formu.

T=E*U/P*KPD * KRA * KDE(hodiny),

kde KPD (účinnosť meniča) je v rozsahu 0,7-0,8,

KRA (pomer vybitia batérie) je v rozmedzí 0,7-0,9,

KDE (pomer dostupnej kapacity) je v rozsahu 0,7-1,0.

Dostupný kapacitný koeficient má komplexnú závislosť od hodnoty teploty a rýchlosti aplikácie zaťaženia. Čím je teplota vzduchu nižšia, tým je pomer dostupnej kapacity nižší. Čím pomalšie sa energia batérie spotrebúva, tým vyšší je koeficient dostupnej kapacity.

Hotové tabuľky hodnôt časovej rezervy pre systémy neprerušiteľného napájania radu SKAT a TEPLOCOM

Vyžaduje sa jedna 12 V externá batéria

Kapacita v Ah	Výkon záťaže, VA
	100	150	200	250	270
26	2h 18min	1 h 22 min	55 min	44 min	39 min
40	3 h 37 min	2h 15min	1 h 36 min	1 h 15 min	1h 09min
65	7 h 01 min	4h 00min	2h 45min	2h 12min	1 h 54 min
100	12h 00min	7 h 12 min	5h 00min	3 h 40 min	3 h 26 min

Tabuľka približných rezervných časov

Vyžaduje dve externé 12V batérie

Kapacita batérie, 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

Tabuľka približných rezervných časov

Vyžaduje 8 externých batérií s napätím 12 voltov

Kapacita batérie, Ah
	500	1000	1500	2000	2500	3000
65	12 h 20 min	5 h 10 min	2 h 55 min	2h 15min	1 h 40 min	1 h 25 min
100	19h 25min	8 h 40 min	5 h 20 min	3 h 40 min	2h 45min	2h 15min
120	23h 05m	11h 35min	7h 00min	4 h 45 min	3 h 30 min	2h 45min
150	28 h 55 min	14h 20min	8 h 45 min	6 h 30 min	4 h 50 min	3 h 40 min
200	38 h 30 min	19h 10min	12 h 45 min	8 h 45 min	7h 00min	5 h 20 min

Rad značiek UPS S.K.A.T. A TEPLOCOM poskytuje schopnosť organizovať spoľahlivé neprerušované napájanie spotrebiteľov rôznych kapacít a účelov. Neprerušiteľné zdroje napájania umožňujú organizovať nepretržité napájanie z malého vykurovacieho kotla alebo obehového čerpadla až po napájanie celého domu alebo kancelárie. Špecializované UPS umožňujú organizovať neprerušiteľné napájanie pre obzvlášť dôležité objekty, ako sú komunikačné systémy, komunikačné zariadenia, bezpečnostné a riadiace systémy.

Existuje niekoľko spôsobov, ako zvýšiť čas rezervy energie pri užitočnom zaťažení. Všetky tieto metódy vyplývajú zo vzorca na výpočet času rezervy.

Ak chcete zvýšiť čas rezervy, môžete zvýšiť kapacitu externých batérií, znížiť užitočné zaťaženie a vytvoriť optimálne prevádzkové podmienky pre UPS a batérie.

Prvá možnosť- najjednoduchšie, ale najdrahšie. Ak chcete zvýšiť kapacitu batérie, budete si musieť kúpiť drahšie batérie a UPS, ktorý umožňuje ich efektívne nabíjanie. Okrem nákladov na vybavenie budete musieť prideliť aj špeciálnu miestnosť určenú na skladovanie a prevádzku batérií, vybavenú dobrým ventilačným systémom.

Druhá metóda- znížiť zaťaženie. V prvom rade je potrebné rozdeliť záťaž do skupín v závislosti od potreby zabezpečiť neprerušované napájanie. Ak po dlhú dobu nie je k dispozícii elektrina, budete si musieť vybrať medzi dôležitosťou zabezpečenia prevádzky inžinierskych vykurovacích a vodovodných systémov a potrebou používať chladničku alebo klimatizáciu. Moderná chladnička vám teda umožňuje poskytnúť prijateľnú teplotu na približne 20 hodín, ak ju znova neotvoríte. Ďalšou skupinou spotrebiteľov je osvetľovací systém na osvetlenie, môžete použiť autonómne neprerušiteľné zdroje napájania alebo núdzové svietidlá so vstavanou batériou. V konečnom dôsledku si môžete posedieť pri svetle baterky alebo starej dobrej sviečky, čokoľvek je lepšie ako rozmrazovanie vykurovacieho systému.

Tretia metóda je zlepšiť kvalitu UPS a údržby batérie. Najdôležitejšími bodmi sú udržiavanie čistoty zariadenia a zabezpečenie dobrých teplotných podmienok. Samostatne stojí za zmienku, že je potrebné správne nabiť batériu a vykonať školenie o batérii. Často sa stáva, že nie sú žiadne elektrické problémy a batérie nepodliehajú cyklom vybíjania a nabíjania. Výsledkom je, že po niekoľkých mesiacoch skutočná kapacita batérie prudko klesne. Na trénovanie batérie je potrebné použiť špeciálne vybavenie alebo simulovať pravidelné výpadky napájania, čo umožňuje batériám pracovať.

Kúpa UPS, ktorá je výkonnejšia ako vaše potreby, je plytvanie peniazmi. Podcenenie požadovaného výkonu systému neprerušiteľného napájania je však spojené so stratou záťaže, čo je úplne neprijateľné. Ako vypočítať túto charakteristiku čo najpresnejšie?

Na to potrebujete poznať účinník záťaže (Power Factor, P), ktorý určuje, koľko energie poskytovanej elektrickým zdrojom skutočne spotrebuje zariadenie (aktívny výkon). Ak sa záťaž správa ako ideálny odpor, pohltí všetok do nej dodávaný výkon, teda P=1. Ideálna kapacita (kondenzátor) alebo indukčnosť (cievka) vôbec nespotrebováva činný výkon (P = 0), pretože nepremieňa elektrickú energiu na iné typy. Počas jednej štvrtiny periódy sínusoidy sa energia ukladá v magnetickom poli cievky alebo v elektrickom poli kondenzátora a počas druhej štvrtiny sa vracia späť do siete. V tomto prípade teda prebieha iba recirkulácia energie a odpor cievky a kondenzátora sa na rozdiel od aktívneho odporu rezistora nazýva reaktívny.

V reálnom živote nie je nič ideálne, takže hodnota účinníka záťaže sa zvyčajne pohybuje v rozmedzí od 0 do 1. Vo všeobecnosti sa P vypočíta ako podiel aktívneho výkonu absorbovaného záťažou (merané vo wattoch, W) na celkový prichádzajúci výkon (meraný vo voltoch, VA):

účinník (P) = činný výkon (W)/zdanlivý výkon (VA).

V prítomnosti iba harmonického skreslenia sa účinník rovná kosínusu fázového uhla medzi prúdom a napätím, preto sa často označuje cos φ. Záťaž s prevahou kapacitnej zložky je charakterizovaná vedúcim účinníkom (cos φ kladným) a indukčným zaťažením - oneskoreným (cos φ záporným).

Hlavnou záťažou pre UPS sú počítače a servery. V napájacích zdrojoch týchto zariadení je inštalovaný usmerňovač s filtrom vo forme kondenzátora, takže majú určitú kapacitnú zložku. Účinník najjednoduchších napájacích zdrojov používaných v lacných PC nesmie presiahnuť 0,6 – to znamená, že sa využije len 60 % užitočnej energie dodávanej zdrojom. V skutočnosti nie je situácia pre typické PC taká zlá – ich účinník je zvyčajne 0,8, takže väčšina UPS s nízkou spotrebou je navrhnutá tak, aby zvládla takúto záťaž.

Čo sa týka moderných serverov, systémov na ukladanie dát a sieťových zariadení (prepínače, smerovače), tu je situácia ešte lepšia. Používajú napájacie zdroje s funkciou korekcie účinníka, takže jeho hodnota sa blíži k 1. Ale vo výpočtoch je stále lepšie považovať takéto zariadenie za záťaž s malou kapacitnou zložkou a účinník brať 0,95.

Ale klimatizácie, ktoré sú často chránené aj pomocou UPS, sú už záťažou s indukčným komponentom, čo je spôsobené prítomnosťou elektromotorov v ich kompresoroch. Faktor výkonu tohto zariadenia je zvyčajne v rozsahu od 0,6 do 0,8 (pozri).

Ako odhadnúť priemerný účinník záťaže pozostávajúcej z rôznych typov zariadení? Predpokladajme, že v kancelárii je nainštalované nasledujúce zariadenie:

PC a servery, výkon 4500 VA, P=0,95 (predné);

Klimatizácia, výkon 3000 VA, P=0,8 (oneskorená).

Potom sa na určenie priemerného koeficientu najprv vypočíta priemerná odchýlka P od jednoty:

(4500 VA×0,05– 3000 VA×0,2)/7500 VA = - 0,05.

Záťaž teda bude indukčná s P=0,95.

DVA ÚČINNÍKY

Špecifikácia takmer každého UPS udáva jeho vstupný účinník. Tento parameter nemá nič spoločné s výstupným pomerom a určuje, ako sa samotný UPS (ako záťaž) správa vo vzťahu k externej sieti. V moderných UPS, kde je usmerňovač založený na IGBT tranzistoroch, sa vstupný účinník blíži k jednotke, čo znamená, že zdroj sa správa takmer ako ideálny aktívny odpor a nezavádza do vonkajšej siete takmer žiadne skreslenie. Hodnota vstupu P úplne závisí od konštrukcie obvodu UPS.

Výstupný účinník pre UPS je určený záťažou, ktorá je k nemu pripojená. Keď poznáte túto charakteristiku (spolu s celkovým výkonom vo VA), môžete násobením jedným druhým získať maximálny výkon vo W, ktorý zdroj zvládne. Ak sa ukáže, že účinník záťaže je vyšší ako špecifikovaný pre UPS, UPS stále nebude môcť prekročiť výkon vo W vypočítaný pomocou vyššie uvedenej metódy, a preto nebude poskytovať maximálnu hodnotu VA.

Pozrime sa ešte raz na príklad. Nech existuje UPS s menovitým výkonom 60 kVA, určený pre záťaž s účinníkom 0,9. Maximálny aktívny výkon, ktorý dokáže poskytnúť, je 54 kW:

60 kVA × 0,9 = 54 kW.

Bez problémov bude slúžiť záťaži s uvedeným plným výkonom, ale menším P, napríklad 0,8:

60 kVA × 0,8 = 48 kW

Ale ak P záťaže presiahne 0,9, povedzme sa rovná 0,95, potom už nie je schopný poskytnúť výkon 60 kVA:

60 kVA×0,95 = 57 kW > 54 kW.

Ako už bolo spomenuté, účinník mnohých typov moderných IT a telekomunikačných zariadení sa blíži k 1, takže tu musíte byť veľmi opatrní. Aby nedošlo k omylu, mnohí odborníci sa dnes pri výbere UPS radšej riadia jeho výstupným výkonom vo W.

Ak sa vám zdá ťažké určiť koeficient P, tak pre úplnú záruku by ste si mali vybrať UPS, ktorého výkon vo W by bol väčší ako záťažová charakteristika vo VA. V tomto prípade je však možné výrazné nadhodnotenie výkonu UPS. Pre presnejší výpočet by ste mali najprv vypočítať celkovú hodnotu zaťaženia (vo VA), potom jeho priemer P a potom vynásobením oboch hodnôt získať hodnotu vo W. Výkon UPS vo W nesmie byť nižší ako charakteristika zaťaženia vyjadrená v rovnakých jednotkách merania.

ĎALŠIE DVA FAKTORY

Ďalšie dva koeficienty slúžia ako dôležitá charakteristika zaťaženia: Crest Factor a Surge Factor. Prvý z nich v dokumentácii v ruskom jazyku sa často nazýva špičkový koeficient (alebo špičkový faktor). Je určená pomerom maximálnej (špičkovej) aktuálnej hodnoty k jej efektívnej hodnote (RMS). Pre pravouhlé vlny je koeficient výkyvu rovný jednote, pre ideálnu sínusovú vlnu je to 1,414 (√2).

Hoci sme faktor výkyvu nazvali „charakteristikou zaťaženia“, v skutočnosti je ovplyvnený charakteristikami napájacieho zdroja. Spínané zdroje pre počítače spotrebúvajú prúd veľmi nerovnomerne, takže pre nich je faktor výkyvu zvyčajne od 2 do 3. Ale to je, ak je záťaž napájaná čistou sínusoidou. Ak UPS vytvára postupne aproximovanú sínusovú vlnu (čo je typické pre zdroje s výkonom menším ako 1 kW), potom je faktor výkyvu menší ako 2 (zvyčajne od 1,4 do 1,9). Vo všeobecnosti použitie UPS, sieťových filtrov a zariadení na potlačenie prepätia pomáha znižovať faktor výkyvu. To je určite pozitívny bod, pretože vysoký špičkový faktor (vysoký prúd) vedie k silnému zahrievaniu prvkov systémov napájania.

Väčšina UPS je schopná udržať faktor výkyvu 3 pri plnom zaťažení (hodnota tejto charakteristiky sa zvyšuje so znižovaním zaťaženia), takže zvyčajne nie sú žiadne problémy. Aj keď zdroj neposkytuje požadovanú špičkovú hodnotu prúdu, potom spravidla nie je narušená prevádzka napájacieho zdroja záťaže, sú možné len mierne skreslenia tvaru elektrického signálu. Avšak vo veľkých inštaláciách (napríklad keď UPS obsluhuje veľký počet PC) môžu byť takéto deformácie také významné, že môžu viesť k prerušeniu záťaže. Preto je žiaduce, aby faktor výkyvu podporovaný UPS nebol nižší ako faktor výkyvu záťaže.

Na výpočet priemerného činiteľa výkyvu zaťaženia pozostávajúceho z rôznych typov zariadení môžeme odporučiť rovnakú metódu ako na výpočet priemerného účinníka. Pozrime sa na náš príklad:

PC a servery, výkon 4500 VA, faktor výkyvu=3;

Klimatizácia, výkon 3000 VA, faktor výkyvu=1,4.

Priemerný faktor výkyvu možno vypočítať takto:

(4500 VA×3 + 3000 VA×1,4)/7500 VA = 2,36.

Ak je špičkový faktor uvedený v špecifikáciách UPS väčší ako špecifikovaná hodnota, nenastanú žiadne problémy.

Hodnota Surge Factor (bohužiaľ neexistuje žiadny zavedený ruský termín pre túto charakteristiku) určuje, o koľko nábehový prúd spotrebovaný záťažou presahuje jeho menovitú hodnotu. Napríklad na spustenie elektromotora je potrebný veľký rozbehový moment, takže chladiace kompresory po zapnutí spotrebúvajú prúd niekoľkonásobne vyšší ako menovitý prúd (pozri). Nábehový prúd osvetľovacieho systému s použitím bežných žiaroviek môže tiež výrazne prekročiť jeho menovitú hodnotu. Faktom je, že elektrický odpor volfrámu, z ktorého sa vyrábajú žhaviace vlákna, do značnej miery závisí od teploty: pri 20 °C je jeho hodnota 55 × 10 -9 Ohm × m, pri 1727 ° C - 557 × 10 -9 Ohm × m . V súlade s tým bude štartovací prúd približne 10-násobok menovitého prúdu.

Pokiaľ ide o počítače a servery, hodnota Surge Factor u nich zvyčajne nepresahuje 1,5 a väčšina UPS má dostatočnú kapacitu preťaženia, aby zaručila spoľahlivé zapnutie a stabilnú prevádzku týchto zariadení. Ak záťaž obsahuje zariadenie s vysokým štartovacím prúdom, potom by sa mala najdôkladnejšie preštudovať kapacita preťaženia zvoleného UPS.

Po analýze faktorov diskutovaných v článku nezabudnite, že na zabezpečenie stabilnej prevádzky zariadenia by sa mal výkon UPS zvoliť „s rezervou“ - o 15-25% viac, ako je potrebné.

Alexander Barskov je vedúci redaktor časopisu Journal of Network Solutions/LAN. Možno ho kontaktovať na:

Prepätia sú hlavnou príčinou porúch počítača. Na ochranu zariadení pred poškodením nainštalujte UPS alebo neprerušiteľný zdroj napájania. Používa sa na odstránenie rôznych rušení v elektrickej sieti:

• Prudké zvýšenie a zníženie napätia;
• Náhly výpadok prúdu;
• Elektromagnetické rušenie;
• Vysokofrekvenčné impulzy.

Systémová jednotka, monitor, audio systém, herné joysticky, modemy, tlačiarne a skenery sú pripojené k UPS. Na zabezpečenie spoľahlivej ochrany všetkých zariadení je dôležité vedieť si vybrať ten správny UPS pre váš počítač.

Ako si vybrať neprerušiteľný zdroj napájania pre váš počítač

Výber UPS pre počítač začína určením jeho typu. Sú tri z nich: zálohovacie, interaktívne a online zariadenia.

• Záložné systémy neprerušiteľného napájania pracujú v dvoch režimoch. Ak je v sieti napätie, „filtrujú“ prichádzajúce prúdy a robia ich bezpečnými pre zariadenia. Pri absencii napätia fungujú ako záložná batéria. Inými slovami, ak dôjde k výpadku prúdu, budete môcť s počítačom nejaký čas pracovať.
  Výhoda: nízka cena
  nedostatky: relatívne dlhá doba odozvy (až 15 ms), ktorá môže byť pre niektoré typy zariadení kritická.
• Interaktívne UPS sú na rozdiel od pohotovostných vybavené vstavaným stabilizátorom napätia. Ak sa zaťaženie siete mierne zmenilo, zariadenie to opraví. Prepnutie na batériovú prevádzku nastáva až vtedy, keď dôjde k väčším zmenám v sieti.
  Výhoda: rýchla odozva, univerzálna, vhodná pre počítače a všetky súvisiace zariadenia.
  Chyba: nie je vhodný pre zariadenia s vysokými rozbehovými prúdmi.
• Online UPS sú klasifikované ako profesionálne vybavenie. Premieňajú prichádzajúci striedavý prúd na jednosmerný, „prechádzajú“ ním a opäť vydávajú striedavý prúd s presným napätím 220 V.
  Výhoda: Vhodné na ochranu vysoko citlivých a drahých zariadení.
  nedostatky: veľmi drahé a hlučné, inštalované v miestnostiach, kde nie sú ľudia.

Ďalším dôležitým parametrom je výdrž batérie zariadenia. Udáva ju výrobca v technickom liste zariadenia a pohybuje sa od 10 do 50 minút. Môže sa líšiť v závislosti od počtu pripojených zariadení.

Ako vypočítať výkon UPS pre počítač

Najprv určite typ počítača, ktorý máte, a rozhodnite sa, aké ďalšie vybavenie k nemu chcete pripojiť. Vypočítajte ich celkový výkon. Buďte opatrní: výkon zariadenia sa uvádza vo wattoch (W) a UPS sa spravidla uvádza vo voltampéroch (VA). Výkon UPS pre váš počítač si musíte správne vypočítať sami.

• Štandardný kancelársky počítač obsahuje systémovú jednotku, monitor, reproduktory a tlačiareň. Ich celkový výkon je asi 500 W. Prevod na voltampéry: 500*1,4=700 VA.
• Herný počítač pozostáva zo systémovej jednotky, jedného alebo dvoch monitorov, výkonného reproduktorového systému, ako aj joystickov, volantov a ďalšieho vybavenia. Herné počítače sú oveľa výkonnejšie ako kancelárske počítače, takže približný celkový výkon bude vyšší – asi 800 W. Urobíme výpočet podľa vzorky a dostaneme 1120 VA.

Ako pripojiť UPS k počítaču

Pripojenie UPS k PC je celkom jednoduché. Je potrebné mať prepäťovú ochranu - tričko.

1. Neprerušiteľný zdroj pripojíme k zapnutému sieťovému filtru. Je to potrebné na dobitie batérie zariadenia.
2. K UPS pripájame všetko vybavenie: systémovú jednotku, monitor, reproduktorový systém.
3. Zapnite počítač správne. Stlačte tlačidlo napájania UPS a počkajte, kým sa nerozsvieti zelené svetlo. Signalizuje, že zariadenie je pripravené na použitie. Až potom zapneme počítač. Iba v tomto prípade bude vaše zariadenie spoľahlivo chránené pred prepätím.