Как рассчитать мощность ИБП?
Как рассчитать ИБП для компьютера и других устройств
В продолжение нашей предыдущей статьи с базовыми понятиями об источниках бесперебойного питания мы решили немного углубиться в эту тему и подробнее рассказать о том, как подобрать ИБП по мощности и времени работы.
Основные параметры
Итак, основными параметрами в данном случае можно считать:
- Мощность ИБП, то есть, предельно допустимую нагрузку на него.
- Емкость установленной АКБ.
- Время автономной работы. Эта величина напрямую зависит от нагрузки и емкости аккумулятора. Соответственно, чем больше устройств будет подключено к источнику, тем меньше времени он сможет их питать, при этом батарея большей емкости позволит работать тому же количеству устройств дольше.
Как можно заметить, все три характеристики тесно связаны, и при выборе конкретной модели UPS следует учитывать не одну из них, а все одновременно.
Для чего необходимы расчеты?
Вопрос как рассчитать ИБП может возникнуть в двух ситуациях:
- Когда критичной оказывается нагрузка, но при этом длительное время работы не требуется. Самый простой пример – работа домашнего компьютера. В этом случае важно, чтобы бесперебойник «выдержал» (не отключился от чрезмерной нагрузки) переключение с питания от сети на АКБ и позволил, например, просто сохранить результаты работы и выключить ПК.
- Когда время работы играет важную роль. Например, в случае, когда от работы ИБП зависит функционирование критически важных приборов: серверов, медицинского оборудования, отопительных котлов.
Соответственно, в первом случае расчеты будут несколько проще, поскольку важно лишь определить предельно допустимую мощность.
Расчет ИБП по мощности
Непосредственно расчет мощности производится по следующему плану:
- Определить перечень устройств, которые будут подключены к UPS.
- Вычислить суммарное потребление всех устройств.
- Определить наличие нагрузки пусковыми токами. Она присутствует у устройств с мощными электродвигателями, например, у насосов, кондиционеров, холодильников и превышает номинальное потребление в несколько раз. К примеру, пусковой ток кондиционера выше в 4-5 раз, а у холодильника – в 5-8. Номинальное потребление каждого такого устройства нужно рассчитывать с учетом нагрузки пусковым током, которая может попросту «перегрузить» ИБП.
- Уточнить, не будет ли наблюдаться рост нагрузки во время работы.
К общему плану расчетов стоит также сделать 3 уточнения:
- Мощность источников бесперебойного питания может указываться как в виде активной (в Вт), так и полной (в ВА). Соответственно, при необходимости номинальную нагрузку подключенного устройства можно рассчитать как произведение потребляемого им тока (нагрузки, А) на напряжение в сети (220 В).
- Номинальная нагрузка должна равняться примерно 80% мощности ИБП, чтобы долгая работа не приводила к его перегрузке.
- Качественные UPS способны в течение недолгого времени работать при перегрузке – этот параметр называется перегрузочной способностью и указывается в процентах. Например, в характеристиках конкретной модели может быть указано: «перегрузочная способность – 10 минут при нагрузке в 125%». После указанного времени устройство отключается для предотвращения перегрева и повреждения. Иногда ИБП допускает перегрузку до 150% на доли секунд, что при определенном запасе может нивелировать нагрузку пусковыми токами.
В итоге формула расчета будет выглядеть следующим образом:
[мощность ИБП] >= ([мощность устройства 1] + … + [мощность устройства n]) * 1,2
Для примера рассмотрим, как подобрать ИБП для компьютера:
- потребление системного блока – 350 Вт,
- потребление ЖК монитора с диагональю 24” – 20 Вт,
- потребление компьютерных колонок – 10 Вт,
- потребление принтера в момент печати – 12 Вт.
В теории, для питания всей системы будет достаточно бесперебойника мощностью = (350+20+10+12)*1,2 = 470,4 Вт. На практике, модели такой мощности найти не удастся, поэтому ближайшим устройством, соответствующим потребностям, будет ИБП на 500 Вт.
Расчет времени работы ИБП
Время работы от UPS, как уже было указано выше, зависит не только от потребления, но и от емкости установленной в нем АКБ. Она указывается в списке характеристик и непосредственно на аккумуляторе.
Здесь расчет еще проще, чем в случае с мощностью:
[время работы] = [емкость АКБ] * [напряжение АКБ] * (0,85 / [активная мощность нагрузки])
0,85 в формуле – это средний КПД бесперебойника.
Итоговое значение по понятным причинам является приблизительным и зависит не только от динамического изменения нагрузки (на нее, если брать в качестве примера обычный домашний ПК, влияет изменение громкости колонок, активность принтера и даже нагрузка на центральный процессор), но и износа самого аккумулятора и его температура.
В заключение
Как рассчитать ИБП мы достаточно подробно рассказали, но в качестве заключения стоит уделить внимание еще одному важному моменту. Дело в том, что ИБП, особенно доступные бытовые модели, не стоит рассматривать как основной источник питания при необходимости в большой автономности.
Говоря простым языком – это не лучший выбор, например, для его многочасового использования в загородном доме, где случаются продолжительные перебои с электроэнергией. В этом случае потребуется модель с внешними аккумуляторами. Компактного же бесперебойника с одной встроенной батареей, в лучшем случае, хватит на 10-15 минут работы. Впрочем, это не означает его абсолютную бесполезность. Во-первых, он позволит безопасно отключить компьютер, а, во-вторых, возьмет на себя функции сетевого фильтра в период питания от электросети, который, к примеру, защитит дорогостоящее оборудование от перепадов напряжения или грозы.
Как выбрать ИБП по мощности?
Выходная мощность – важная характеристика ИБП. Ошибка в данном параметре при покупке устройства чревата бесполезной тратой денег на ИБП, который либо не сможет работать из-за перегрузки, либо, наоборот, будет функционировать с большой недозагрузкой, что менее опасно, но не принесет никакой пользы.
В нашей статье рассмотрен правильный алгоритм подбора ИБП по мощности, а также приведено несколько примеров расчета мощности прибора.
Содержание
- 1. Определите мощность нагрузки
- 1.1. Пусковые токи
- 1.2. Не каждая мощность электрическая
- 1.3. Единицы измерения
1. Определите мощность нагрузки
Общая потребляемая мощность нагрузки равняется сумме потребляемых мощностей всех питаемых от ИБП устройств.
Потребляемую мощность отдельного устройства можно узнать из технической документации или заводского шильдика. Встречаются следующие обозначения: «потребляемая мощность», «потребляемая энергия», «присоединительная мощность», «электрическая мощность», просто «мощность» или «power» (возможно использование и других схожих по смыслу выражений, а также сокращения «Р»).
Если получение сведений о потребляемой мощности из технической документации невозможно (данные не представлены или документация отсутствует), то их следует поискать в интернете либо запросить у производителя/продавца изделия.
Процесс определения потребляемой мощности нагрузки, несмотря на кажущуюся простоту, имеет несколько нюансов, недостаток внимания к которым приводит к ошибкам и приобретению неподходящего под задачи пользователя ИБП.
1.1. Пусковые токи
Оборудование, в состав которого входит электродвигатель, в момент включения расходует энергии в несколько раз больше, чем в обычном режиме (вплоть до восьмикратного превышения). В быту к таким изделиям относятся: стиральные и посудомоечные машины, холодильники, насосы, кондиционеры, вентиляторы, пылесосы, кухонные комбайны – выбор ИБП для всего перечисленного проводится с использованием исключительно пусковой, то есть максимальной мощности. Информация о её величине может как приводиться в характеристиках устройства, так и отсутствовать. Во втором случае для определения пускового энергопотребления рекомендуем проконсультироваться со специалистом.
1.2. Не каждая мощность электрическая
Часто электрооборудование имеет ещё и мощность, указывающую на эффективность работы по основному назначению. Например, тепловая мощность для обогревательного прибора или мощность обдува (охлаждения) для кондиционера.
1.3. Единицы измерения
Как правило, производители бытовых приборов приводят для своей продукции показатель активной мощности, размерность которой указывается в ваттах или киловаттах (сокращено Вт/кВТ или W/kW). Изготовители ИБП предпочитают характеризовать выпускаемые устройства через показатель полной мощности – это другая физическая величина, измеряемая в вольт-амперах (ВА/кВА или VA/kVA).
На практике недостаточное внимание к единицам измерения может привести, например, к покупке для нагрузки с потреблением в 900 ватт «бесперебойника» с номиналом 1000, но вольт-ампер, которые будут соответствовать только 850 ваттам (приведены обобщённые цифры – у разных ИБП разное соотношение полной и активной мощности).
Во избежание подобных ошибок и связанных с ними перегрузок рекомендуется рассматривать потребляемую мощность нагрузки, а также выходную мощность ИБП и в Вт, и в ВА. Если техническая документация позволяет узнать только один вид мощности, то второй можно определить с помощью формулы 1. Необходимая для расчета величина cosφ обычно приводится в характеристиках электроприбора. Наиболее распространённые наименования данного параметра: «коэффициент мощности», «power factor», «cosφ» или «PF».
При отсутствии исходящих от производителя данных о cosφ, его допустимо принять равным:
- 0,7-0,8 – для стандартной бытовой техники и компьютеров с блоком питания старого типа, без функции «PFC» (коррекция коэффициента мощности);
- 0,9-0,95 – для осветительных приборов и устройств, превращающих электрическую энергию в тепло (электрические обогреватели, кухонная техника для варки и жарки, утюги, чайники, и т.д.);
- 0,95-1 – для телекоммуникационной аппаратуры, а также для компьютеров и серверов с блоком питания, имеющим функцию «PFC».
2. Предусмотрите запас мощности
Выбирать ИБП с номиналом в точности равным мощности подключаемого оборудования не следует. К расчетному энергопотреблению нагрузки нужно прибавить ещё 30%, которые составят запас мощности. Данный запас, во-первых, позволит дозагрузить «бесперебойник» в процессе эксплуатации, а во-вторых, сократит число переходов на аккумуляторы при некритичных отклонениях сетевого напряжения.
3. Определите подходящую модель ИБП по мощности
Необходимо сопоставить мощностные характеристики предлагаемых производителем или поставщиком «бесперебойников» с показателем, полученным прибавлением к максимальному энергопотреблению нагрузки запаса в 30% (далее – нагрузочный показатель). Ближнее к данному показателю мощностное значение (с округлением в большую сторону) и будет подходящим номиналом ИБП.
Примеры подбора ИБП по мощности
Подбор ИБП для газового котла
Начнём с простого случая – выбор ИБП для единичного потребителя, например, газового котла.
Обычно в документации нагревательных приборов приводятся сразу несколько мощностей. Предположим следующие формулировки и значения:
- макс. полезная тепловая мощность – 31 кВт;
- мин. полезная тепловая мощность – 10,4 кВт;
- электрическая мощность – 165 Вт.
Из названия параметров видно, что первые два – характеризуют основную работу котла, а третий – указывает на потребляемые из электросети ватты, количество которых и является фактической нагрузкой на «бесперебойник».
Теперь рассчитаем необходимый мощностной запас: 165 х 0,3 = 49,5 Вт.
После чего определим нагрузочный показатель: 165 + 49,5 = 214,5 Вт.
Используя формулу 1 и приняв сosφ = 0,95, переведём ватты в вольт-амперы: 214,5 Вт / 0,95 = 225,7 ВА.
В итоге нагрузочный показатель составит 214,5 Вт и 225,7 ВА.
Рассмотрим мощностной ряд on-line ИБП «Штиль» – ближайшим к такому показателю номиналом в 225 Вт/250 ВА обладают модели: SW250, SW250LD, SW250SL и ST250.
Подбор ИБП для котла отопления и циркуляционного насоса
Усложним задачу и предположим, что имеющий те же характеристики котёл работает в связке с внешним циркуляционным насосом, номинальная мощность которого 45 Вт.
В таком случае нагрузка на ИБП в обычном режиме составит: 165 Вт + 45 Вт = 210 Вт.
Однако не забываем про характерные для насоса пусковые токи и, увеличив его номинал втрое, находим максимально возможное стартовое энергопотребление: 165 Вт + 135 Вт = 300 Вт.
Исходя из его значения определяем нагрузочный показатель в Вт: 300 Вт + 300 Вт х 0,3 = 390 Вт.
Из-за различия в величине cosφ у котла и насоса (0,95 и 0,7) получение нагрузочного показателя в ВА потребует двух действий: 165 / 0,95 + 135 / 0,7 = 366,5 ВА – суммарная максимальная полная мощность. 366,5 ВА + 366,5 ВА х 0,3 = 476,5 ВА – нагрузочный показатель.
Анализируя продукцию «Штиль», приходим к выводу, что для пары «насос – котёл» подойдёт on-line ИБП серии SW с выходной мощностью 400 Вт/500 ВА (модели SW500L и SW500SL).
Подбор ИБП для бытовых приборов
От ИБП необходимо запитать несколько потребителей, а именно: холодильник, стиральную машину, телевизор и компьютер.
Пусть в технической документации перечисленных электроприборов присутствуют следующие записи относительно мощностных характеристик:
- холодильник: номинальная мощность – 95 Вт;
- стиральная машина: максимальная потребляемая мощность – 1000 Вт;
- телевизор: питание – 55 Вт;
- компьютер: пиковая мощность блока питания – 300 Вт.
Использование слов «максимальная» и «пиковая» указывает на то, что приведённый показатель отражает максимально возможное энергопотребление прибора, соответственно, для стиральной машины и компьютера оставляем значение паспортной мощности без изменения. Телевизор не имеет пусковых токов, поэтому его мощность также не меняем.
Для холодильника учитываем стартовый скачок энергопотребления и увеличиваем заявленный номинальный показатель в пять раз: 95 Вт х 5 = 475 Вт.
Находим суммарную максимально возможную активную мощность всех потребителей: 475 Вт + 1000 Вт + 55 Вт + 300 Вт = 1830 Вт.
После чего, используя соответствующее каждому прибору значение cosφ, рассчитываем суммарную максимально возможную полную мощность: 475 Вт / 0,8 + 1000 Вт / 0,75 + 55 Вт / 0,95 + 300 Вт / 0,99 = 2288 ВА.
Далее движемся по стандартному алгоритму и находим нагрузочный показатель в Вт и ВА: 1830 Вт + 1830 Вт х 0,3 = 2379 Вт; 2288 ВА + 2288 ВА х 0,3 = 2974,4 ВА.
Сверяя полученные цифры с модельным рядом ИБП Штиль, находим ближайшее в большую сторону значение – 2700 Вт/3000 ВА. «Бесперебойник» с такой выходной мощностью, в частности, модель ST1103SL сможет гарантированно работать с рассмотренной группой потребителей.
Расчет мощности ИБП
Перед Вами встал вопрос, как рассчитать мощность ибп?
Вспомним кое-что из физики
При оценке мощности, потребляемой нагрузкой, следует учитывать полную мощность. Полная мощность (единица измерения ВА – вольт-ампер) — это вся мощность, потребляемая электроприбором. Она складывается из активной (единица измерения «Вт» — Ватт) и реактивной (единица измерения ВАР – вольт-ампер реактивный) составляющих мощности. Потребители электроэнергии зачастую имеют как активную, так и реактивную составляющие.
Активная нагрузка. У этого вида нагрузки вся потребляемая энергия преобразуется в тепло. У целого ряда устройств данная составляющая является основной. К ним относятся, например, электроплиты, осветительные лампы, электрообогреватели, утюги, ТЭНы и т. д.
Реактивные нагрузки. Практически все остальное. Они могут носить индуктивный и емкостной характер. Типичный представитель электроустройства, имеющего индуктивную составляющую нагрузки — электродвигатель. Полная мощность (Р) и активная мощность (Ра) связаны между собой коэффициентом cosФ.
В чем же заключается методика подсчета мощности электропотребителей?
Для того, чтобы сделать оптимальный выбор модели ИБП по критерию необходимой мощности, нужно рассчитать суммарную мощность, потребляемую Вашей нагрузкой. Под нагрузкой, в данном случае, подразумеваются все электроприборы, находящиеся в Вашем доме (офисе, квартире, производственном помещении), подлежащие защите.
Мощность, потребляемую конкретным устройством, лучше всего определить по паспорту или инструкции по эксплуатации на это изделие. Иногда потребляемая мощность и коэффициент cosФ указываются на задней стенке прибора или устройства. Следует учесть, что величина мощности в документах на разные приборы может быть указана либо в ваттах, либо в вольт-амперах. В целях избежания ошибок при расчетах мощности устройств суммируем отдельно по каждой единице измерения в две колонки.
- перечислим все электропотребители, подлежащие защите;
- просуммируем их мощности как указывалось выше;
- приведем полученные результаты к одной единице измерения мощности (лучше в вольт-амперах). Для этого:
если в паспорте указана активная мощность и коэффициент cosФ, то легко пересчитать ее в полную мощность. Для этого активную мощность в «Вт» нужно разделить на cosФ. Например, если на изделии написано, что активная мощность составляет 700 Вт и cosФ = 0,7, то это означает, что потребляемая полная мощность будет равна 700/0,7=1000 ВА. Если cosФ не указан, то для примерного расчета примем его равным 0,7.
Рассчитанную таким образом мощность следует сложить с суммой мощностей по другой колонке (просуммированной в ВА).
Примечание: для электроприборов, имеющих только активную нагрузку, коэффициент cosФ принимаем равным 1.
Следует учесть еще один крайне важный момент — пусковые токи. Любой электродвигатель (компрессор) в момент включения потребляет энергии в несколько раз больше, чем в номинальном режиме. В случае, когда в состав нагрузки входит электродвигатель, (например: погружной насос, холодильник, дрель), его паспортную потребляемую мощность необходимо умножить, как минимум, на 3 (лучше на 5) во избежание перегрузки стабилизатора или ИБП в момент включения устройства. Внесите эти коррективы в Ваши расчеты.
Итак, мощность подсчитана.
Однако учтем еще два момента.
- В жизни практически не бывает случаев, когда одновременно работает абсолютно вся нагрузка. В самом деле, если Вы встречаете гостей, то вряд ли в это время стирается белье, днем освещение не включается и т. д. На практике существует такое понятие как «коэффициент одновременного включения». Таким образом, посчитанную величину можно уменьшить (т.е. умножить примерно на коэффициент 0,3-0,5).
- С другой стороны недопустимо, чтобы источник бесперебойного питания работал в режиме полной загрузки. Для создания «щадящего» режима работы полученную в результате предыдущих расчетов мощность желательно увеличить примерно на 10-15%. Этим Вы увеличиваете срок службы техники, повышаете надежность и создаете себе резерв мощности для подключения нового оборудования.
Искомая цифра найдена. Теперь, основываясь на конкретных примерах, выберем ИБП.
Для облегчения задачи определения мощности можно привести таблицу с примерными данными потребления элетроэнергии бытовой техники.
- Холодильник – до 1 кВт
- Телевизор — 0,08 кВт
- Стиральная машина — 1,5 кВт
- Электрочайник — 2 кВт
- Пылесос – 0,8 кВт
- Утюг — 1 кВт
- Микроволновая печь — 1 кВт
- Освещение (лампы накаливания – 1 шт.) – 0,06 кВт.
- Компьютеры и мониторы:
Мощность потребления современных мониторов CRT
- 15″ 70-100 Вт
- 17″ 90-110 Вт
- 19″ 100-150 Вт
- 22″ 110-180 Вт
Мощность потребления современных мониторов LCD
- 15″ — 25-45 Вт
- 17″ — 35-50 Вт
- 19″ — 40-60 Вт
В данной статье изложены скорее теоретические аспекты проблемы, нежели практические рекомендации. Для перехода к решению конкретных проблем, стоящих перед Вами, рекомендуем перейти к следующим статьям нашего сайта:
Как правильно подобрать мощность вашего ИБП. Разбираем на примере Eaton
Надёжная защита компьютеров, работоспособность и долгий срок службы источников бесперебойного питания (ИБП) зависят от правильно подобранной мощности ИБП по отношению к нагрузке. В этом посте мы рассмотрим простые правила подбора ИБП по мощности — они помогут и сэкономить бюджет, и остаться уверенным, что эти устройства обеспечат защиту в случае внезапного сбоя или отключения электроснабжения.
Расчёт нагрузки при выборе мощности ИБП
При подборе ИБП оперируют тремя величинами:
- мощность нагрузки,
- номинальная мощность ИБП,
- требуемое время автономной работы ИБП от батареи.
Это основные параметры, но есть ещё нюансы, и об этом мы тоже расскажем ниже.
С определением мощности нагрузки всё относительно просто — суммируется мощность всех устройств, которые планируется подсоединить к одному ИБП (обычно это группа устройств, расположенных рядом друг с другом). Затем полученные цифры суммируются по всем ИБП, обслуживающих такие группы устройств. Мощность, потребляемую мониторами, принтером, колонками, роутером, внешним дисководом и т.д., можно найти на этикетках устройств. Для ПК или сервера берётся мощность указанная на блоке питания.
Знатоки скажут, что это весьма приблизительный подсчёт нагрузки, поскольку в разных режимах потребляемая мощность каждого устройства может существенно отличаться от той, что указана на этикетках или в спецификациях на блоки питания. Это будет абсолютной правдой, но они же согласятся, что таким образом определяется мощность «по верхнему пределу потребления». Если реальная мощность нагрузки в результате окажется ниже рассчитанной, то ничего плохого не случится.
Дальше идёт первый нюанс — он связан с номинальной мощностью ИБП: обычно она указывается в вольт-амперах (В·А) и выносится в виде цифр в название модели ИБП. Например, модель ИБП Eaton 5P 850 имеет номинальную мощность 850 В·А. При этом мощность нагрузки подсчитывается в ваттах (Вт), так как именно в ваттах маркируются блоки питания компьютеров, мониторов и других ИТ-устройств. Удобные онлайн-калькуляторы пересчёта «В·А в Вт» есть в интернете. Если же вы хотите пересчитать самостоятельно, можно воспользоваться следующей формулой:
Активная мощность (ватты) = Полная мощность (вольт-амперы) × Коэффициент мощности (Cos φ)
Второй нюанс состоит в том, что неизвестной величиной в этой формуле будет коэффициент мощности (Cos φ). И, кстати, в онлайн-калькуляторе тоже потребуется указать значение этого параметра. Для измерения «косинуса фи» для конкретного устройства существуют специальные приборы, называемые фазометрами. Но в малом бизнесе столь точные расчеты Cos φ обычно никто не проводит. Как правило, пользуются оценочными значениями Cos φ, характерными для данного типа устройств.
Так, для типового ПК эта величина составляет 0,7, и именно с этим коэффициентом указана мощность ИБП в ваттах в каталогах Eaton.
А какой Cos φ у современных серверов, систем хранения данных и сетевого оборудования (коммутаторов, маршрутизаторов и прочего)? В них используются блоки питания с коррекцией коэффициента мощности, поэтому его значение приближается к единице (1,0). Принято считать, что такое оборудование является нагрузкой с небольшой ёмкостной составляющей, и коэффициент мощности принимают равным 0,95.
Отдельным вопросом является использование таких блоков питания с ИБП – при их использовании требуется выбрать ИБП бОльшей мощности, особенно, если ИБП выдает не чистую синусоиду напряжения на выходе, а меандр.Также могут возникнуть дополнительные требования к ИБП, связанные с принципом работы таких источников. Тема требует отдельной статьи, и таких статей уже написано множество.
Следующий параметр, значение которого следует знать перед выбором мощности ИБП — это желаемое время работы ИБП в режиме «от батарей». В каталоге для каждой модели ИБП приводится оценочное время автономной работы при нагрузке 50% и 70% от номинальной мощности.
Узнать мощность нагрузки можно с помощью самого ИБП. Источник: Eaton
Обычно для корректного завершения работы операционной системы на компьютерах достаточно 5 минут, особенно если автоматизировать этот процесс посредством программного обеспечения мониторинга и управления ИБП — стороннего или от производителя ИБП (например, Eaton Intelligent Power Manager). Однако если требуется значительно большее время на поддержание работы компьютеров, то следует выбирать более мощные модели ИБП или даже докупать и устанавливать дополнительные внешние батареи. Такие внешние батареи доступны для моделей ИБП, работающих в корпоративном секторе.
Давайте выполним пример расчёта мощности ИБП для защиты электропитания двух современных серверов, позиционируемых как «серверы для малого бизнеса» с блоками питания по 200 Вт (то есть общая мощность двух серверов — 400 Вт). Низкая мощность блоков питания объясняется тем, что в таких серверах нет никаких движущихся частей, кроме вентиляторов охлаждения. Дисковая память реализована на SSD и нет CD-дисковода. Да, и ещё предполагается, что мощных видеокарт тоже нет.
При коэффициенте мощности 0,95 и ориентации на 70-процентную нагрузку от номинальной мощности получим, что требуется ИБП не менее, чем на 600 В·А: (400 ÷ 0,95) ÷ 0,7. Таким требованиям удовлетворит, скажем, ИБП Eaton 5P 650 в корпусе «башня» или «для стойки, 1U». Согласно каталогу, время автономной работы такого источника будет порядка 6 минут. Однако если вы не уверены, что точно знаете коэффициент мощности БП вашего сервера, то лучше ориентироваться на стандартное значение 0,7, а не на близкое к идеальному 0,95. Тогда наш расчёт (400 ÷ 0,7) ÷ 0,7 даст требуемую мощность ИБП 816 В·А. Следовательно, следует выбрать следующую по мощности модель ИБП Eaton 5P 850. Всегда лучше выбирать ИБП с запасом, т.к. время автономной работы в каталогах указано приблизительно и может варьироваться в зависимости от реальной нагрузки, возраста батареи и уровня её заряда, температуры окружающей среды.
Заметим тут же, что ИБП, как и любой компонент системы электропитания (к примеру, трансформатор), должен быть рассчитан на полную мощность нагрузки. Поэтому в нормальном режиме линейно-интерактивный ИБП работает через автотрансформатор и приведенная выше методика справедлива. Но при работе от батареи преобразуется только активная составляющая, поэтому необходимо учитывать номинальную активную мощность ИБП. Для ИБП Eaton 5-й серии это значение обычно подсчитывается как S·0,6 (0,7). Для класса онлайн-ИБП в любом режиме (кроме байпаса) необходимо учитывать и активную мощность, и полную, и разрешенный диапазон коэффициента мощности нагрузки.
Мониторинг и управление шатдауном нагрузок
После того, как расчёты сделаны, ИБП куплен и нагрузка подключена, в процессе эксплуатации желательно контролировать реальный уровень нагрузки. Это можно делать, используя служебный дисплей ИБП или с помощью ПО удалённого мониторинга. На основании этих наблюдений, сделанных при разных режимах работы нагрузок, можно окончательно определить, правильно ли подобрана мощность ИБП для защищаемых устройств.
Скриншот ПО управления ИБП. Источник: Eaton
Для удалённого мониторинга нагрузок Eaton предлагает компаниям фирменное ПО управления системой бесперебойного электроснабжения Intelligent Power Manager (IPM).
Базовая версия на десять ИБП доступна бесплатно, для контроля большего числа источников потребуется платная лицензия. IPM обеспечивает удалённый контроль корпоративной инфраструктуры гарантированного энергоснабжения с любого компьютера с использованием веб-интерфейса. Кроме физических серверов, IPM поддерживает управление питанием виртуальных машин — можно автоматически завершать работу гипервизоров VMware, HyperV, RedHat KVM и Xen.
Как определить требуемую мощность ИБП?
Главное меню » Компьютеры » Периферия » Как определить требуемую мощность ИБП?
Уточнение единиц измерения ИБП и их взаимосвязи
Системы ИБП измеряются либо в киловаттах (кВт), либо в киловольт-амперах (кВА). Их можно считать одинаковыми по количеству. Например, в цепи постоянного тока (DC) ватты = вольт x ампер. Другими словами, 1 кВт = 1 кВА.
Однако они не равны, когда в системе бесперебойного питания используется переменный ток. Обычно переменный ток обеспечивает более эффективное питание зданий и оборудования. Поэтому центры обработки данных обычно используют источники питания переменного тока. Однако при попадании в трансформатор переменный ток проявляет реактивные характеристики, что снижает доступную мощность (ватты) в полной мощности (вольт-амперы). Отношение этих двух чисел называется коэффициентом мощности (PF). Следовательно, в цепях переменного тока ватты = вольты x амперы x коэффициент мощности. Коэффициенты мощности отличаются друг от друга в разных сценариях. Например, большие системы ИБП рассчитаны на коэффициент мощности 0,8, что означает, что ИБП 100 кВА может поддерживать только 80 кВт реальной мощности.
Рассчитайте максимальную нагрузку ИБП
Нагрузка – это совокупное количество энергии, которое потребляют электрические устройства. Чтобы рассчитать нагрузку, необходимо составить список оборудования, в котором указана общая мощность, необходимая для правильной работы каждой единицы оборудования. Например, если вы хотите одновременно запустить ПК мощностью 120 Вт, VPN-маршрутизатор 30 Вт, сервер 960 Вт, два сетевых коммутатора мощностью 280 Вт и устройство хранения 480 Вт, общая требуемая нагрузка составит 2150 Вт.
Оцените требуемую мощность ИБП
Под влиянием факторов мощности ИБП обычно работает примерно на 80% от фактической номинальной мощности, поскольку общий коэффициент мощности равен 0,8. Другими словами, система бесперебойного питания использует только около 80% мощности для поддержки рассчитанной нагрузки. Например, если общая требуемая мощность/нагрузка составляет 200 Вт, лучше выбрать ИБП мощностью 250 Вт (250 Вт x 0,8 = 200 Вт) или около того.
Следует ли выбирать ИБП напрямую с расчетной мощностью ИБП?
Можно подумать, что выбрать ИБП можно непосредственно по расчетной мощности ИБП. На самом деле, не рекомендуется выбирать соответствующий ИБП исключительно на основе расчетной мощности ИБП. Помимо расчетной мощности ИБП, следует учитывать два основных фактора: пространство для маневра и время работы ИБП.
Комната для маневра
Если бы кто-то купил ИБП на 1 кВА с мощностью ИБП 900 Вт (PF = 0,9) для поддержки расчетной нагрузки в 900 Вт, не было бы места для маневра вообще. В таких условиях вся система будет работать на 100%. Фактически, независимо от того, как указаны номинальные значения коэффициента мощности (даже если коэффициент мощности равен 1), ИБП на 100 кВА никогда не будет поддерживать фактическую полную нагрузку 100 кВт в реальном мире центра обработки данных. Он не будет работать на 100% мощности.
Поскольку большие системы ИБП являются трехфазными, в качестве примера возьмем ИБП 100 кВА в трехфазной системе с коэффициентом мощности 0,9 (мощность 90 кВт). Как показано в таблице ниже, если фаза A загружена на 95%, фаза B на 60% и фаза C только на 25%, ИБП по-прежнему будет иметь неиспользованные 40 кВА или 36 кВт. Следовательно, если фактическая требуемая нагрузка составляет 90 кВт (100 кВА), ИБП 90 кВт (100 кВА) не рекомендуется, поскольку он предлагает фактическую нагрузку только 54 кВт (60 кВА). Если нужна полная нагрузка 900 Вт, было бы разумно получить систему 2 кВА для работы с 50% нагрузочной способностью.
Время работы ИБП
Фактическая требуемая мощность ИБП также может зависеть от времени работы ИБП в ситуациях, когда требуется больше времени для работы устройств. Например, если устройства, которые необходимо подключить, находятся на разных этажах или за пределами площадки, ИБП должен предоставлять больше времени для поддержания работы устройств. В противном случае любой сбой, вызванный простоем сети, может привести к неизмеримым потерям. Обычно время автономной работы увеличивается, если фактическая мощность ИБП намного превышает требуемую нагрузку. Представьте себе, что ИБП 1 кВА/900 Вт обеспечивает 11 минут работы при 100% нагрузке (900 Вт), можно использовать ИБП 2 кВА/1800 Вт от того же производителя, работающего при нагрузке 50% (900 Вт), чтобы получить 24 минуты работы.
