Как рассчитать мощность ИБП?

Содержание

Методика расчета ИБП и важные нюансы

Как рассчитать мощность ИБП?

Правильный подбор источника бесперебойного питания является неотъемлемым залогом надёжности системы электроснабжения. Параметры ИБП должны быть строго сопоставимы с нагрузкой, которая будет подключена к ИБП. Иначе источник бесперебойного питания не принесёт желаемой пользы, а деньги будут потрачены напрасно.

Как рассчитать бесперебойник? Для этого необходимо учесть ряд параметров, ключевым из которых является мощность. Если вы купите ИБП, обладающий мощностью меньшей в сравнении с нагрузкой, то он просто не будет работать. Чтобы достаточно точно посчитать мощность необходимо вспомнить немного физики. Коэффициент мощности нагрузки или по-другому Power Factor имеет очень важное значение при расчете мощности бесперебойника.

Эта цифра показывает какую долю мощности реально потребляет нагрузка, то есть активная мощность. Если рассматривать нагрузку как идеальное сопротивление, то в этом случае значение коэффициента будет равно единице, что является максимальным значением. Конденсаторы и катушки не являются потребителями мощности, поэтому для них значение коэффициента равно нулю. В оборудовании возможно преобладание как емкостной, так и индуктивной составляющей.

К оборудованию с ёмкостной составляющей относятся компьютеры и серверы. Индуктивная составляющая присутствует в устройствах с электродвигателями, это может быть насос, кондиционер и т. п. Эта информация необходима в том случае, когда ИБП будет защищать оборудование разного типа, так как у первых коэффициент мощности стремится к единице, а у вторых находится в интервале от 0,8 до 0,9. В таком случае необходимо найти средний коэффициент мощности, чтобы получить точный результат.

Как рассчитать мощность ИБП, зная коэффициент мощности нагрузки? Чтобы вычислить мощность необходимо перемножить номинальную мощность ИБП на коэффициент мощности. В результате операции получается число, которое показывает максимальную активную мощность, которую сможет обслуживать источник бесперебойного питания. Например, мощность ИБП составляет 100 кВА, а коэффициент мощности нагрузки равен 0,9. В таком случае активная мощность нагрузки составит 90 кВт.

Суммарная мощность нагрузки не должна превышать 90 кВт, а лучше если она будет несколько меньше.

Таких сложностей при расчёте мощности можно избежать, если использовать в качестве показателя выходной мощности бесперебойника. В таком случае расчет источника бесперебойного питания будет выполнен без ошибок. Большая ошибка сопоставлять мощности, выраженные в вольт-амперах и ваттах, так как величины значимо отличаются. Также следует учитывать то, что потребляемая техникой мощность может быть несколько ниже номинальной. Такое может быть в самых различных случаях. Например, если рассматривать компьютеры, то их мощность в большинстве случаев определяется по мощности блока питания. Но не во всех случаях такой алгоритм расчёта является верным. Так, например, на компьютере может установлен блок питания, имеющий мощность 450 Вт, но суммарная мощность компонентов компьютера всего 120 Вт. Таких особенностей может быть очень много и их нужно учесть, выполняя расчет бесперебойника. Другая ситуация, которую нужно учесть, чтобы произвести расчет работы ИБП связана с холодильником. Например, он может иметь мощность в 250 Вт, но стоит учитывать, что работает холодильник не постоянно, а только через некоторые промежутки времени. В таком случае необходимо узнать годовое потребление электроэнергии. В расчётах необходимо использовать это значение, делённое на 9. Следует заметить, что мощность нагрузки необходимо считать в ваттах.

На некоторых сайтах можно встретить расчет мощности ИБП онлайн, но они не могут выдать точных данных, потому что не учитывают подобных нюансов. Если же вы всё-таки решитесь воспользоваться подобными сервисами, то в добавок к полученному результату необходимо добавить порядка 20%. Немаловажно задуматься о перспективе роста мощности нагрузки. При росте нагрузки в будущем, лучше сразу приобрести более мощный ИБП. Аналогичная ситуация обстоит с сервисами, которые позволяют произвести расчет времени работы ИБП онлайн.

Расчёт АКБ

Второе, что нужно знать о том, как рассчитать источник бесперебойного питания, это емкость АКБ. Аккумуляторные батареи обеспечивают питание нагрузки при отсутствии питания в магистральной сети. Если требуется расчет емкости ИБП для заданной мощности и времени работы, то применяется простая формула:

Емкость= 100*время*мощность нагрузки

Время автономной работы выражается в часах, а мощность нагрузки в киловаттах. Обращаем ещё раз внимание, что мощность выражается не в вольтамперах. Например, источник бесперебойного питания защищает компьютер с мощностью 500 Вт (0,5 кВт). Источник бесперебойного питания должен обеспечить время работы равное 2 часам. При таких условиях формула, позволяющая произвести расчет емкости батарей для ИБП приобретает следующий вид:

100*0,5кВт*8ч=400 Ач

Таким образом для нагрузки с мощностью 500 Вт для обеспечения работы в течение 8 часов необходима ёмкость аккумуляторов равная 400 Ач. Такой расчет емкости аккумулятора для ИБП применим для АКБ с напряжением 12 В. Кроме того, нужно учесть, что формула пригодна для длительного времени работы от аккумулятора, а именно порядка 9-10 часов.

Это обусловлено тем, что зависимость ёмкости аккумулятора от времени заряда не имеет линейный характер на всём протяжении. Если время работы меньше, то необходимо вводить поправки. Это связано с тем, что при маленьком времени ток разряда большой и аккумулятор отдаёт нагрузке только некоторую часть своей ёмкости.

Так, если необходимо время работы в 30 минут, то результат надо поделить на два, для 2 часов уменьшить на 40%, для 4 часов – 30%, для 6 часов – 40%. Чтобы определить точно значение необходимо использовать точное значение КПД инвертора, который установлен на ИБП и сопоставить данные с кривого разряда определённого типа аккумуляторов.   

После того, как найдена суммарная ёмкость, необходимо выполнить расчет количества аккумуляторных батарей для ИБП.

Чтобы его выполнить нужно суммарную ёмкость разделить на ёмкость одного аккумулятора. В нашем случае суммарная ёмкость составила 400 Ач. Предположим, что ёмкость одного аккумулятора равна 50 Ач. В таком случае нам понадобится 8 таких аккумуляторных батарей.

Время работы

Многих пользователей интересует время работы, которое сможет обеспечить тот или иной бесперебойник. Как рассчитать время работы бесперебойника? Для этого необходимо знать мощность подключенной нагрузки к ИБП, коэффициент полезного действия инвертора и суммарную ёмкость АКБ. Суммарный расчет аккумуляторных батарей для ИБП производится крайне просто.

В большинстве случаев источники бесперебойного питания содержат в себе типовые аккумуляторы. Чтобы выполнить суммарный расчет батарей для ИБП нужно умножить их количество на ёмкость одной аккумуляторной батареи. Чтобы расчет времени автономной работы ИБП КПД инвертора рекомендовано принимать равным 0,85. Суммарная мощность нагрузки должна быть выражена в ваттах. О том, как её найти мы говорили в начале статьи.

Расчет времени работы ИБП проводится по следующей формуле:


Время=суммарная ёмкость акб*напряжение акб*(КПД инвертора/мощность нагрузки)

Полученное значение является приближённым и может меняться в процессе срока службы источника бесперебойного питания. Расчет времени ИБП является приближённым, так как время зависит от износа АКБ и условий эксплуатации, в основном от температуры воздуха. Так, например, рост температуры на один градус после отметки 40°C снижает ёмкость аккумулятора на 5%, что является очень существенным. Для максимального срока службы рекомендовано понижать нагрузку на бесперебойник на каждые 10 градусов после 25°C на 20%.

Или же можно организовать хорошую систему охлаждения и не допускать вообще какого-либо роста температуры, за что источник бесперебойного будет только благодарен.

Если подобные расчёты для вас являются непонятными, то вы можете обратится к специалистам в этой области или же использовать специальный калькулятор — программа расчета ИБП. Однако, в этом случае необходимо использовать проверенный софт, созданный профессионалами, чтобы избежать ошибок и неверного выбора ИБП. Плюсом таких программ является расчет трансформаторов ИБП. При расчёте можно выбрать тип сердечника у трансформатора.

При вычислениях учитываются потери, которые возможны в сердечнике и медных проводах.

Возможны случаи, когда нет необходимости в абсолютно точных данных. В таком случае можно воспользоваться специальными таблицами, в которых приведено время автономной работы для различных видов источников бесперебойного питания. Данные таблицы включают в себя время работы в зависимости от ёмкости аккумуляторных батарей и суммарной мощности нагрузки. Таким образом, вы можете сопоставить свои данные с табличными и узнать примерное время.

Читайте также  Как выбрать трансформатор тока по мощности?

Зная то, как рассчитать ИБП можно сделать наиболее правильный выбор ИБП. Теперь вы знаете, что время автономной работы зависит не от мощности ИБП или от суммарного напряжения АКБ, а от ёмкости аккумуляторов. Поэтому при выборе ИБП нужно отдавать предпочтение с большей ёмкостью аккумуляторов при соответствии с заданной мощностью. Такой выбор позволит обеспечить максимальную автономность.

Источник: https://eaton-enkom.ru/articles/metodika-rascheta-ibp/

Расчет мощности ИБП

Как рассчитать мощность ИБП?

Одна из главных характеристик, по которым выбирают ИБП, — мощность устройства. Если купить систему с низким показателем этого параметра, потеряется нагрузка в сети, часть электротехники дома будет обесточена. Если взять устройство, которое превышает потребности электропитания, вы потратите большую сумму, чем могли бы. Ведь чем выше этот показатель, тем дороже ИБП. Как же не ошибиться и выбрать подходящее устройство?
 

Расчет мощности прибора

Самый простой способ — не мучить себя расчетами и обратиться к специалистам. Достаточно предоставить консультантам интернет-магазина 220 Volt все исходные данные о технике, которую вы хотите защитить. Они сами произведут расчеты и предоставят список подходящих устройств. Но если есть желание, вывести необходимые показатели можно самостоятельно.

Принцип расчета прост: нужно выяснить суммарную мощность потребления электроэнергии всей техникой в доме, которая требует защиты. В этот перечень обычно включают приборы, которыми пользуются постоянно и регулярно: холодильник, электроплиту, электрочайник, микроволновую печь, телевизор, персональный компьютер, кондиционер и прочее. Количество потребляемой энергии этими приборами указывается в вольт-амперах либо ваттах в техническом паспорте устройств.

Часто ее указывают на их задней стенке и обозначают коэффициентом cos φ. Расчет проводится в несколько этапов.

Этап первый

Формируем таблицу на три колонки: название устройства, активная мощность (Вт), полная мощность (В·А). Затем заполняем ее по такому принципу:

  • в первой колонке указываем все подлежащие защите приборы;
  • во вторую и третью заносим данные о мощности каждого;
  • сводим все показатели к единой единице измерения, например к ваттам.

Коэффициент cos φ переводится в активную мощность простым умножением на показатель полной мощности (В·А). Если этого показателя нет, можно брать среднюю величину, равную 0,7. Если у прибора указана только активная нагрузка, считается, что коэффициент равен единице.

Этап второй

Теперь необходимо рассчитать пусковые режимы приборов. Даже самый простой электроприбор на старте потребляет в несколько раз больше электроэнергии, чем во время постоянной работы. Если же он оснащен электродвигателем, этот показатель увеличивается еще больше. Это надо учитывать, выбирая защитное устройство. При наличии электродвигателя показатель рассчитывают путем умножения мощности, указанной в техническом паспорте, на пять. Примерно столько устройство тянет из сети в момент подключения до начала стабильной работы. Теперь данные из этой колонки необходимо приплюсовать к данным полной пусковой мощности. К получившемуся показателю прибавляют еще 15–25% для резерва ИБП.

Этап третий

Теперь необходимо оптимизировать показатели, ведь редко когда в сеть включаются абсолютно все устройства из списка. К тому же бывают периоды минимальной нагрузки на сеть: когда никого нет дома или в ночные часы. Поэтому есть смысл разбить режимы потребления электроэнергии на будни и выходные/праздники, день и ночь, лето и зиму. Для любого из этих режимов берется максимальный показатель мощности.

Часто рекомендуют учитывать так называемый пик-фактор: соотношение максимального, пикового потребления к среднестатистическому. Большинство ИБП имеют этот показатель на уровне 2 или 3. Модели с показателем 3 используются в офисах, где установлено значительное количество ПК. Именно персональные компьютеры и серверы оказывают значительную нагрузку на защитное устройство. При расчетах необходимо учитывать мощность не только их процессора но и блока питания, которые могут существенно отличаться. Ориентируясь на выведенные показатели мощности, можно подбирать соответствующий ИБП из модельного ряда понравившегося производителя. Устройство должно обладать показателями, равными рассчитанным, или несколько превышать их.

Обширный ассортимент подобных устройств представлен в интернет-магазине 220Volt. Здесь вы найдете ИБП различных характеристик от ведущих мировых производителей. При выборе, оформлении, оплате заказа вы всегда можете обратиться к консультанту за помощью.

Служба доставки интернет-магазина «220Volt» бесплатно доставит заказы на сумму более 3000,00 грн по Киеву, а заказать доставку в любую точку Украины можно удобной вам курьерской службой.

Источник: https://220volt.com.ua/news/useful/ibp/raschet-moshchnosti-ibp.html

Расчет мощности ИБП. Теория

Номинальная мощность источника бесперебойного питания определяется исходя из мощности подключенной к нему нагрузки. Здесь под нагрузкой мы понимаем суммарную мощность всех электроприборов, которые планируется подключить к ИБП. Следовательно, нужно правильно рассчитать мощность нагрузки и на основании расчета выбрать источник бесперебойного питания. Важное уточнение – при расчете следует исходить как из полной, так и из активной мощности нагрузки. Вспомним некоторые данные из курса школьной физики.

Полная мощность (единица измерения ВА, VA – вольт-ампер) это вся мощность, потребляемая нагрузкой. Полная мощность состоит из двух составляющих – активной мощности (единица измерения Вт, W – Ватт) и реактивной мощности (единица измерения  var, вар – вольт-ампер реактивный). Как правило, подавляющее большинство нагрузок имеют как активную, так и реактивную составляющие.

Активная нагрузка – нагрузка, в которой вся потребляемая энергия преобразуется в тепло. Реактивная составляющая у такой нагрузки настолько мала, что ей можно пренебречь. К активным нагрузкам относятся различные нагревательные приборы (обогреватели, ТЭНы и т.д.), лампы накаливания, утюги и электроплиты. Как правило, производитель электроприборов указывает мощность такой нагрузки в Ваттах.

Нагрузка с реактивной составляющей – все прочие нагрузки. Реактивная нагрузка может носить индуктивный или емкостной характер. Типичным представителем нагрузки с реактивной составляющей, имеющей индуктивный характер, является электродвигатель. Полная мощность электродвигателя P и активная мощность Pa связаны между собой коэффициентом cos φ.

Значение cos φ обычно указывается в техническом паспорте изделия.

Расчет мощности ИБП. Методика

Чаще всего производители источников бесперебойного питания в технической спецификации на оборудование указывают полную и активную мощность ИБП. Реже можно встретить указание на полную мощность и значение выходного коэффициента мощности. В последнем случае активную мощность ИБП можно рассчитать по формуле

Здесь P – полная мощность ИБП

Pа – активная мощность ИБП

PF – коэффициент мощности по выходу (указывается в технической спецификации на источник бесперебойного питания)

Для того чтобы подобрать по мощности необходимую модель источника бесперебойного питания нужно рассчитать суммарную мощность электроприборов, которые планируется подключить к ИБП. Расчет следует проводить как для активной, так и для полной мощности нагрузки, то есть в итоге у вас должно получиться две цифры – полная мощность нагрузки (в вольт-амперах) и активная мощность нагрузки (в ваттах). Алгоритм расчета приблизительно следующий

1. Составьте список электрооборудования, которое планируете подключить к ИБП.

2. Определите полную мощность каждого устройства одним из следующих способов

  • Полная мощность указывается производителем в паспорте на прибор.
  • Если в паспорте указана активная мощность оборудования, то рассчитайте полную мощность по формуле, приведенной ниже.

Здесь P – полная мощность устройства

Pа – активная мощность устройства

cos φ – коэффициент мощности (указывается в паспорте устройства). Если cos φ в паспорте не указан, то для расчета исходим из того, что cos φ = 0,7. Для активной нагрузки (обогреватели, лампы накаливания и т.д.) cos φ = 1.

3. Важное замечание. Если вы планируете подключить к ИБП электродвигатель либо электроприбор, в состав которого входит электродвигатель, то при расчете мощности нужно обязательно учитывать пусковые токи. Любой электродвигатель в момент включения потребляет значительно больше мощности, чем в номинальном режиме работы. Поэтому чтобы избежать перегрузки источника бесперебойного питания, паспортное значение мощности устройства нужно умножить как минимум на 5, а лучше на 7.

4. Для получения значения полной мощности вашей нагрузки просуммируйте полученные данные по всем устройствам.

5. Аналогично рассчитайте активную мощность вашей нагрузки. Для расчета активной мощности используйте следующую формулу.

Расчет мощности. Правило выбора ИБП по мощности

Итак, мы получали два значения мощности нашей нагрузки – полную мощность и активную мощность. Основное правило выбора ИБП по мощности заключается в следующем: номинальная мощность источника бесперебойного питания должна быть на 25% больше чем мощность вашей нагрузки.

Причем правило это должно работать как для полной мощности ИБП, так и для активной мощности. Разумеется, можно подобрать ИБП, номинальная мощность которого равна или немного больше мощности нагрузки.

Такой вариант допустим, и источник бесперебойного питания будет работать, однако срок службы нагруженного на 100% ИБП будет существенно (в разы) меньше, чем срок службы ИБП, нагрузка которого не превышает 80% от номинальной.

Расчет мощности ИБП. Приблизительная мощность некоторых электроприборов

Ниже приведены ориентировочные значения потребления электроэнергии различными бытовыми электроприборами.

Читайте также  Какую мощность потребляет компьютер с монитором?

https://www.youtube.com/watch?v=BTTTMP4OYJ4

Бытовая техника.

Телевизор – 80 Вт. Стиральная машина – 500…2000 Вт. Холодильник – 1000 Вт. Микроволновая печь – 1000 Вт. Электрочайник – 2000 Вт. Электрическая плита – 1000…2000 Вт. Пылесос – 200…3000 Вт. Утюг – 400…2000 Вт. Лампа накаливания бытовая – 25…75 Вт.

Лампа люминесцентная бытовая – 5…30 Вт.

Компьютерная техника.

Сетевой роутер, хаб – 10…20 Вт. Системный блок персонального компьютера – 200…1000 Вт. Системный блок сервера – 300…1500 Вт. Монитор ЭЛТ – 15…200 Вт.

Монитор ЖК – 20…60 Вт.

Источник: https://upscenter.ru/articles/articles1

Определение потребляемой мощности в нагрузке

Если неизвестны паспортные данные нагрузки, то ее можно измерить в процессе работы ваттметром и ориентироваться на максимум показаний. Многие виды потребителей электроэнергии имеют переменную потребляемую мощность. Лучше иметь запас, чем получить срабатывание защиты в неподходящий момент.

Сейчас в продаже есть цифровые ваттметры, многие из них с выходом на ПК. С их помощью можно произвести мониторинг и узнать пиковую потребляемую мощность. В процессе работы потребляемая мощность исправной нагрузки не должна превышать номинальной мощности.

Поэтому выявленный максимум следует считать номинальной нагрузкой.

Если нет цифрового ваттметра, то можно использовать электродинамический ваттметр или комбинацию из вольтметра и амперметра. Вольтметр подключают параллельно нагрузке, а амперметр в разрыв цепи. Полной мощностью, которую потребляет нагрузка, будет произведение действующих значений напряжения и тока: P = U*I.

Для части нагрузки важным параметром является cos φ. Это множитель для доли активной мощности, необходимой нагрузке: Pa = P*cos φ. Этот параметр является важным для расчета мощности электрических машин переменного тока, то есть, трансформаторов и электродвигателей. Так как косинус теоретически не больше единицы, а на практике всегда меньше, то полная мощность потребляемая нагрузкой должна учитывать косинус. Оставшаяся мощность является реактивной (обменной) и выражается как Pr = P*sin φ.

Например, пусть электромотор должен быть обеспечен активной мощностью в 200 Вт. Пусть его cos φ = 0.8. Тогда мотор должен будет потреблять от источника питания мощность 200/0.8 = 250 Вт полной мощности. Если же мы измерим полную мощность, подаваемую на мотор, как 200 Вт, то фактически там будет 200*0.8 = 160 Вт активной мощности. Поскольку бытовой потребитель не платит за реактивную мощность, то ее не компенсируют в бытовых приборах.

Для трансформаторов и электродвигателей еще необходимо учитывать такой фактор, как пусковой ток. Этот ток возникает при намагничивании активной стали и превышает номинальный в 5-7 раз в первые 0.2…0.5 секунд после включения. В технических характеристиках ИБП может быть такой параметр как перегрузочная способность. Его необходимо учитывать при большой насыщенности оборудования электродвигателями (кондиционеры и холодильники).

Некоторые виды приборов с потерянными паспортами и шильдиками допускают расчетное определение мощности с достаточной точностью. Например, лампы накаливания и тэны. Поскольку известно их номинальное напряжение, то расчет можно выполнить, измерив сопротивление. После этого воспользоваться формулой: P = U*U/R (квадрат напряжения разделить на сопротивление). В рабочем режиме, за счет ТКС, температурного коэффициента сопротивления, у металлов положительного, сопротивление несколько возрастает, и реальная мощность окажется ниже на единицы процентов у ламп накаливания и доли процента у тэнов.

Линия питания нагрузки

Такой линией можно считать группу потребителей, подключенных к одному ИБП или к нескольким ИБП, работающим синхронно (параллельно). Как включить несколько ИБП на переменном токе в синхронную работу, это отдельная проблема. Но сделать это можно, если устройства рассчитаны на такой режим. В этом случае все они должны отдавать равные токи, чтобы не было перегрузки на отдельный источник. В таком случае и мощности у них будут равны. Такую систему можно считать одним ИБП с кратной мощностью.

В общем неважно, к какому типу относится ИБП: автономному или on-line, подразумевается, что он должен питать нагрузку в то время, когда сетевое напряжение отключено. Мощность, потребляемая в линии должна быть равна выходной мощности ИБП.

Мощность по входу и по выходу

Рассчитывать мощность ИБП следует не только по выходу, но и потребление самого источника, в том числе, и в автономном режиме. В любом случае, к.п.д. ИБП не равен 100%, и по входу любой из них потребляет больше, чем отдает на выходе. Вот как рассчитать мощность ИБП по входу: Pн = P(ибп. вх)*КН, где КН – коэффициент нагрузки. Если, например, КН = 0.95, и нагрузка требует 500 Вт мощности, то мощность, потребляемая нагруженным ИБП составит P(ибп. вх) = 500/0.95 = 530 Вт. 95% – это еще очень хороший показатель, большинство ИБП имеют этот коэффициент еще ниже.

Батареи для ИБП

Также очень важным параметром является емкость батарей, которые обеспечивают питание ИБП в оффлайновом (автономном) режиме. Она определяет время работы бесперебойного питания без сети. Обычно ИБП имеют встроенную батарею, сравнительно небольшой емкости. Ее хватает ненадолго.

Но с внешним комплектом батарей работа может продолжаться много часов. Есть проблема зарядки внешних батарей, – если их емкость велика, то заряд может затянуться после восстановления электросети. Батареи могут заряжаться поочередно, автоматически или в ручном режиме от внешнего ЗРУ.

Последний вариант самый дешевый.

В заключение рассмотрим расчет емкости батарей. Пусть ИБП питается от аккумуляторов с номиналом 24 В, имеет коэффициент нагрузки 0.9, и обеспечивает потребителей мощностью 1200 Вт. Как гарантировать 6 часовую работу если электроснабжение пропадет на длительный срок?

Решение. ИБП будет потреблять по входу 1200/0.9 = 1335 Вт. При напряжении на входе 24 В такая мощность может быть обеспечена током I = P/U = 1335/24 = 56 А. При 6 часах работы потребуется емкость 56*6 = 336 А*ч, которую для надежности лучше взять с запасом, например, 350 А*ч. Если имеются гелевые батареи 24 В / 100 А*ч, то потребуется 4 параллельно включенных и заряженных. На каждую батарею придется ток 56/4 = 14 А, что вполне приемлемо для длительного разряда.

Источник: http://on-power.com.ua/poleznoe/ups-kategorii/raschet-moschnosti-ibp

Расчет мощности источника бесперебойного питания (ИБП): методика и формулы – Блог интернет-магазина Storgom.ua

Как рассчитать мощность ИБП?

Алексей Пархоменкоэксперт категории «Генераторы, электростанции и стабилизаторы» При нынешних перегруженных стационарных электрических сетях никого не удивишь скачками напряжения. Вполне обычное явление, когда в электросети оно слишком высокое, или, наоборот, низкое. Очень часто случается, что электроэнергию вовсе выключают (авария или профилактика, либо же запланированное отключение).Подобные казусы чреваты выходом из строя чувствительной электроники, потерей базы данных на компьютере, невозможностью проделать в нужный срок определенную работу. Чтобы электроника и бытовая техника не сломалась от перебоев тока и напряжения, ее подключают к источнику бесперебойного питания.Если вы хотите реально надежную систему энергоснабжения, то необходимо правильно подобрать источник питания.В данной статье я предоставлю вам необходимую информацию о правилах выбора. Главное, чтобы параметры устройства подходили под нагрузку техники, к которой оно подключается. Прочитав статью, вы будете знать, что правильный подбор ИБП принесет пользу и поможет сохранить потраченные на него деньги.

Параметры расчета бесперебойника

Самый главный критерий в расчете бесперебойника – мощность. Чтобы ИБП работал, необходимо купить устройство, мощность которого будет немного больше, нежели нагрузка, которую потребляет компьютер, телевизор или любая бытовая техника.

Покупая бесперебойник, следует просчитать для себя и учесть критерии:

  • нагрузка, которую потребляет техника;
  • время работы устройства;
  • вольтаж аккумуляторных батарей.

Расчет источника бесперебойного питания определяется с помощью коэффициента. Он помогает определить долю потребления мощности (имеем в виду мощность активную). При максимальном сопротивлении коэффициент будет иметь максимальное значение – один. Если в устройстве большую часть составляют конденсаторы, катушки, которые вовсе несут никакой нагрузки, коэффициент будет ровняться нолю.

При выборе бесперебойника также необходимо обращать внимание на составляющую каждого вида техники.

Есть два вида составляющих:

  1. Емкостный вид (компьютерные устройства);
  2. Индуктивный вид (присутствует в агрегатах, работающих на электродвигателях, например, насосы, кондиционеры).

Тип составляющей необходимо учитывать, только если бесперебойное устройство покупается не для одного вида техники и электроники. В идеале для компьютера, посудомоечной машины, холодильника, других видов техники, необходимо покупать разные бесперебойники, поскольку у компьютерной техники данный показатель ровняется единице, в других видах электротехники – 0,8 или 0,9. Но иногда ИБП покупается один для разных устройств. Тогда выбирается бесперебойник со средним значением.

Как рассчитать мощность ИБП

Если знать номинальную мощность и коэффициент потребляемой нагрузки, вычислить мощность бесперебойника очень легко. Номинальная мощность чаще всего указывается в Ватах, тогда расчет проводится легко и без всяких трудностей. Достаточно просто номинальную мощность бесперебойника помножить на коэффициент нагрузки.

Таким образом, будет известна максимальная мощность, которую может обслужить бесперебойник. То есть, это означает, что подключать устройство к ИБП можно с мощностью, которая не превышает активной мощности. Например, мощность бесперебойника составляет 100 кВт, коэффициент нагрузки – 0,9В. Если помножить мощность ИБП на коэффициент (100х0,9) получится 90 кВт.

Поэтому общая нагрузка подключенного устройства не должна быть больше 90 кВт, лучше всего, если она будет даже немного меньше.

Читайте также  Как определить мощность резистора по внешнему виду?

Чтобы не испытывать сложностей при расчете, в качестве первичного критерия можно брать выходную мощность ИБП. Проще будет, если данные будут выражены в Вольтах, а не в Амперах или Ваттах. Разные величины очень сложно сопоставлять, при этом очень легко допустить ошибку.

Какие факты еще нужно учесть при выборе

Выбирая бесперебойник, важно принимать во внимание тот факт, что в некоторых устройствах энергия, потребляемая техникой, может быть намного ниже номинальной мощности. При выборе бесперебойника для компьютера необходимо обращать внимание на то, какую мощность потребляют все вместе взятые детали компьютера.

К ним относится блок питания, экран, мышь, другие составляющие устройства. Очень часто мощность компьютера определяют по его системному блоку. Бывают случаи, когда сам блок питания потребляет 450 и больше Вольт, но, подключив все остальные комплектующие элементы компьютера, получится намного меньшее число, например, 120 Вольт.

Поэтому очень важно учесть все нюансы при расчете коэффициента.

Покупая бесперебойник для дома, для кухонной техники, важно заранее знать, сколько времени на день работает устройство. Для примера можно взять холодильник, мощность которого составляет больше 250 Вольт. Время от времени он выключается. Поэтому при расчете коэффициента необходимо брать показатель, сколько холодильник потребляет энергии за один год и поделить это число на девять. Мощность высчитывается в Ваттах.

Есть много сайтов, так называемых, калькуляторов для вычета мощности. Единственный минус таких сайтов – они не учитывают ситуаций, связанных с непостоянством работы техники, разницей между мощностью отдельно взятого системного блока и всех составляющих компьютера и так далее. Высчитывая мощность ИБП на подобных интернет-платформах, необходимо к полученной цифре добавлять двадцать процентов. Если мощность нагрузки постоянно растет, можно сразу купить более мощный бесперебойник.

 Расчет аккумуляторных батарей ИБП

Второй критерий при расчете мощности ИБП – емкость его питающих батарей, которые дают энергию разного рода устройствам при отсутствии электроэнергии. Чтобы высчитать емкость бесперебойного устройства, необходимо 100 помножить на время автономной работы (этот показатель выражаем в часах). Затем полученную цифру умножаем на мощность, которую потребляет техника под нагрузкой. Мощность начисляется в Киловаттах.

Для примера можно взять компьютер с показателем мощности в 0,5 кВт, который подсоединен к ИБП. Бесперебойник должен поддержать работу устройства на два часа. Чтобы вычесть емкость батареи бесперебойника, необходимо вычесть следующую формулу:

100х0,5х8=400. Емкость элемента питания в ИБП составляет 400 Ач. Получается, что для компьютера мощностью 500 Вт (0,5 кВт) необходим бесперебойник, емкость батареи которого будет составлять 400 Ач. Такие характеристики подойдут для аккумуляторов мощностью 12 Вольт. Такая формула рассчитана для аккумуляторов, которые обеспечивают работу устройства на 9-10 часов. Если ИБП покупается для менее длительной работы, показатели необходимо уменьшать.

Для работы на полчаса результат делится на два, для двухчасовой работы показатели делятся на 30 процентов от полученного результата, для четырех часов – на 40 процентов и так далее. После вычета емкости батареи, необходимо провести расчет, какое количество батарей необходимо для одного ИБП. Чтобы это узнать, нужно общую емкость поделить на емкость отдельно взятой батареи. Например, емкость одной батареи составляет 50 Ач, а общая емкость – 400 Ач. В таком случае, для одного бесперебойного прибора понадобится восемь одинаковых батарей.

Чтобы правильно просчитать продолжительность работы бесперебойника, отталкиваемся от трех основных показателей:

  • мощность загрузки подсоединенной электроники;
  • мощностный коэффициент;
  • емкость всех имеющихся элементов питания (аккумуляторов).

Продолжительность работы невозможно вычислить с максимальной точностью, поскольку на него, как и на качество выполнения задания влияет срок службы устройства, срок службы аккумулятора, условия работы, температура воздуха помещения. Чтобы увеличить срок службы бесперебойника, желательно при скачках температуры понижать нагрузку ИБП на десять градусов после того, как температура воздуха помещения превысит 25 градусов.

Для того, чтобы определить мощность ИБП, емкость его батарей, можно воспользоваться советами специалиста, но допускается также применение калькулятора расчета или специальных таблиц, где расписана продолжительность работы любого вида бесперебойника.

Универсальная формула расчета

Формула просчета, учитывающая все вышеизложенные факторы, выглядит так:

tибп = Uакб * Сакб * N * K * Кгр * Кде/ Рнагр 
где:
tибп — продолжительность независимой работы ИБП, когда сеть отключена, ч;

Uакб — вольтаж одного аккумулятора, В;

Сакб емкость питающей батареи, Ач;

N — число (сколько есть штук) питающих элементов;

K — преобразующий КПД (h=0,75-0,8);

Кгр — коэфф. возможной глубины разрядки 0,8 –0,9 (80%-90%);

Кде — коэфф. приемлемой емкости (эта цифра определяется величиной двух режимов — температурного и разряда/заряда) 

  • Режим разрядки длительностью 1 час, tокр=20°С 0,7 (70%);
  • Режим разрядки длительностью 2 часа, tокр=20°С 0,85 (85%);
  • Режим разрядки длительностью 10 часов, tокр=20°С 1,0(100%);

Рнагр — показатель нагрузочной силы.

Теперь, зная все нюансы, можно смело выбирать ИБП, которое защитит технику от скачков нагрузки и электроэнергии, а также увеличит срок службы устройства.

Источник: https://storgom.ua/novosti/kak-rasschitat-moschnost-istochnika-besperebojnogo-pitaniya.html

Расчет времени работы нагрузки от источника бесперебойного питания

Как рассчитать мощность ИБП?
25.04.2016

В предыдущей статье мы разобрались с типами источников бесперебойного питания (ИБП) по классу защиты, в этой статье мы разберем методологию расчета времени работы нагрузки от ИБП.

Шаг 1. Находим реальную мощность защищаемой нагрузки

Вначале определим реальную мощность подключенного к источнику бесперебойного питания (ИБП) оборудования в ваттах. Для этого необходимо рассчитать среднее потребление полезной нагрузки. Оно будет отличаться от максимальной и номинальной мощности, указанной в описаниях оборудования.

Пример: номинальная мощность блока питания компьютера 500 Вт, а реальное потребление 140 Вт (бюджетный процессор — 50 Вт, материнская плата с интегрированным GPU — 80 Вт и SSD винчестер — 10 Вт).

Другой пример: подключенный к ИБП холодильник имеет компрессор с электрической мощностью 150 Вт, но включается этот компрессор один раз в 10 минут и работает 3 минуты. В этом случае, среднее потребление будет равно:

150 Вт / 10 мин. * 3 мин. = 45 Вт

Если для холодильника указано годовое потребление энергии в киловатт-часах, (например, 360 кВт*час в год), то для расчета средней мощности эту величину нужно разделить на 12:

P = 360 *1000/ 365/24 = 49.31 Вт

Нас интересует средняя активная мощность оборудования, питающегося от ИБП, т.е. мощность, выраженная в ваттах (Вт), а не в вольт-амперах (ВА). Если известна только полная мощность (в ВА), то ее нужно умножить на коэффициент от 0.6 до 1.0 в зависимости от характеристик оборудования. Этот коэффициент указывается в каталоге продукции производителя оборудования, либо в документации к конкретному оборудованию.

Шаг 2. Рассчитываем суммарную емкость ИБП

Аккумуляторная батарея состоит из нескольких одинаковых электрохимических компонентов. В случае небольшой мощности ИБП, такая аккумуляторная батарея может состоять из одного аккумулятора.

Необходимо найти суммарную емкость аккумуляторной батареи ИБП. Для этого общее количество аккумуляторов умножим на емкость одного аккумулятора.

Приведем пример: ИБП имеет встроенную аккумуляторную батарею, состоящую из двух герметичных свинцовых кислотных аккумуляторов емкостью 7 А*часов и напряжением 12 вольт. В дополнении к этому, к ИБП подключен один внешний батарейный блок с четырьмя такими же аккумуляторами. Тогда суммарная емкость аккумуляторной батареи ИБП будет равна:

C = 7 А*час * (2 + 4) = 42 А*час

Шаг 3. Расчет времени работы нагрузки от ИБП при идеальных условиях

Рассчитаем время работы полезной нагрузки от аккумуляторной батареи:

T [час] = C [А*час] * V [В] * η / P [Вт], где:

C — рассчитанная ранее суммарная емкость аккумуляторной батареи ИБП в ампер-часах;

V — напряжение одного аккумулятора в вольтах;

η — КПД инвертора ИБП (в расчёте примеров используем КПД = 0,92, более подробная информация в замечаниях);

P — рассчитанная ранее средняя мощность подключенного к ИБП оборудования в ваттах.

Для рассмотренного выше примера (компьютер средней мощностью 140 Вт и ИБП с двумя встроенными 12-вольтовыми аккумуляторами на 7 А*часов и внешней аккумуляторной батареей из четырех таких же аккумуляторов) имеем:

T = 42 А*час * 12 В * 0.92 / 140 Вт = 3,312 час = 3 часа 18 мин

Важные поправки и замечания:

1. Рассмотренная нами методика расчета не учитывает ряд зависимостей работы аккумулятора от внешних факторов и наиболее точна только при больших временах (более 10 часов времени разряда) и незначительных отклонениях от нормальных условий. В случае с большой мощностью нагрузки, по отношению к максимально допустимой для работы от ИБП следует рассчитать понижающие коэффициенты из приведенных ниже графиков.  Также в каталоге продукции Eaton приведена таблица времени резервирования батарей с полезной нагрузкой 70% и 50% от максимально допустимой.

2. В рамках концепции энергоэффективной архитектуры (EAA) компания Eaton разработала ряд инновационных решений, повышающих эффективность систем резервирования оборудования: Система сохранения энергии (ESS) — предназначена для достижения максимального показателя КПД (на теперешний момент КПД ИБП с технологией ESS = 99%). Приведем график КПД в зависимости от нагрузки.

Коммерческое предложение действительно на 18.02.2020 г.

Источник: https://lsys.by/news/articles/performance-UPS.html