Puterea este una dintre principalele caracteristici luate în considerare la alegerea unei surse de alimentare neîntreruptibile (UPS). Atunci când o determinăm, trebuie să Ńinem cont de particularităŃile încărcăturii.
ARUBA INSTANT WI-FI: SIMPLĂ, PUTERNICĂ, DISPONIBILĂ
Cumpărarea unui UPS a cărui putere depășește nevoile dvs. înseamnă să risipiți bani. Cu toate acestea, subestimarea puterii necesare a unui sistem de alimentare neîntreruptibilă este plină de pierderi de sarcină, ceea ce este complet inacceptabil. Cum să calculați această caracteristică cât mai exact posibil?
Pentru a face acest lucru, trebuie să cunoașteți factorul de putere al sarcinii (Power Factor, P), care determină ce parte a energiei furnizate de sursa de energie electrică este efectiv consumată de echipament (putere activă). Dacă sarcina se comportă ca o rezistență ideală, aceasta absoarbe toată puterea aplicată, adică P = 1. Condensatorul ideal (condensator) sau inductanța (bobina), în general, nu consumă energie activă (P = 0), deoarece nu convertesc energia electrică în alte tipuri de energie. În timpul unui sfert din perioada sinusoidală, energia este stocată în câmpul magnetic al bobinei sau în câmpul electric al condensatorului, iar pe de altă parte se întoarce la rețea. Astfel, în acest caz, are loc numai reciclarea energiei, iar rezistențele bobinei și condensatorului, spre deosebire de rezistența activă a rezistorului, se numesc reactive.
În viața reală nu există un ideal și deci valoarea factorului de putere de încărcare este de obicei în intervalul de la 0 la 1. In general, P se calculează ca raportul dintre puterea activă absorbită de sarcină (este măsurată în wați, W) la puterea totală furnizată (măsurată în volți -Amperes, VA):
factorul de putere (P) = puterea activă (W) / puterea totală (VA).
În prezența doar a distorsiunii armonice, factorul de putere este egal cu cosinusul unghiului de fază dintre curent și tensiune, deci este adesea denumit cos φ. Sarcina cu predominanța componentei capacitive se caracterizează prin factorul de putere de conducere (cos φ pozitiv) și sarcina inductivă prin întârzierea (cos φ negativ).
Principala sarcină pentru UPS sunt calculatoarele și serverele. În alimentările acestor dispozitive, este instalat un redresor cu un filtru sub forma unui condensator, astfel încât acestea să aibă o anumită componentă capacitivă. Factorul de putere al celor mai simple unități de alimentare utilizate în calculatoarele ieftine nu trebuie să depășească 0,6, ceea ce înseamnă că numai 60% din energia utilă furnizată de sursă funcționează. De fapt, pentru PC-urile tipice situația nu este atât de rea - factorul lor de putere este de obicei 0,8, respectiv cele mai multe UPS cu consum redus de energie sunt proiectate cu așteptarea de a întreține o astfel de sarcină.
În ceea ce privește serverele moderne, sistemele de stocare și echipamentele de rețea (switch-uri, routere), situația este chiar mai bună. Ei folosesc surse de alimentare cu funcție de corecție a factorului de putere, astfel încât valoarea sa este aproape de 1. Cu toate acestea, în calcule este mai bine să ia în considerare astfel de echipamente, cu o mică componentă de încărcare capacitate și factorul de putere luat egal cu 0,95.
Dar aparatele de climatizare, care sunt adesea protejate de UPS, reprezintă o sarcină cu o componentă inductivă, care se datorează prezenței motoarelor electrice în compresoarele lor. Factorul de putere al acestui echipament este de obicei cuprins între 0,6 și 0,8 (vezi tabelul 1).
Cum se estimează factorul mediu de încărcare, constând în diferite tipuri de echipamente? Să presupunem că în birou sunt instalate următoarele echipamente:
PC-uri și servere, putere 4500 VA, P = 0,95 (conducător);
aer condiționat, putere 3000 VA, P = 0,8 (târziu).
Apoi, pentru a determina coeficientul mediu, se calculează mai întâi abaterea medie a lui P din unitate:
(4500 VA × 0,05 - 3000 VA × 0,2) / 7500 VA = -0,05.
Astfel, sarcina va fi inductivă cu P = 0,95.
DOUĂ COEFICIENȚI DE ENERGIE
Specificația aproape a oricărui UPS indică factorul de putere introdus. Acest parametru nu are nimic de-a face cu factorul de ieșire și determină modul în care UPS-ul însuși (ca sarcină) se comportă față de rețeaua externă. În unități moderne, în cazul în care redresorul se bazează pe tranzistori IGBT, factorul de putere de intrare aproape de unitate, și, prin urmare, sursa se comportă în mod substanțial ca o rezistență ideală și aproape nu introduce distorsiuni în rețeaua externă. Valoarea intrării P este complet dependentă de circuitul UPS-ului.
Factorul de putere de ieșire pentru UPS este determinat de sarcina conectată la acesta. Cunoscând această caracteristică (împreună cu puterea totală din VA), se poate multiplica una cu cealaltă pentru a obține puterea maximă în W, pe care sursa este capabilă să o întrețină. Dacă factorul de putere al sarcinii este mai mare decât cel specificat pentru UPS, acesta din urmă nu va putea totuși să depășească puterea calculată în modul descris mai sus în W și, prin urmare, nu va furniza valoarea maximă a VA.
Să revenim la exemplul respectiv. Să existe un UPS cu o capacitate nominală de 60 kVA, calculată pentru o sarcină cu un factor de putere de 0,9. Puterea maximă activă pe care o poate servi este de 54 kW:
60 kVA × 0,9 = 54 kW.
Încărcați cu puterea totală specificată, dar mai puțin P, de exemplu 0,8, va servi fără probleme:
60 kVA × 0,8 = 48 kW
Dar dacă sarcina P depășește 0,9, să zicem, este 0,95, atunci nu mai este capabilă să furnizeze o putere de 60 kVA:
60 kVA × 0,95 = 57 kW> 54 kW.
După cum sa menționat deja, factorul de putere al multor tipuri de echipamente moderne de IT și de telecomunicații se apropie de 1, deci trebuie să fii foarte atent aici. Pentru a nu fi confundat, mulți specialiști de astăzi preferă să urmeze puterea de ieșire în wați atunci când aleg un UPS.
Dacă vă aflați în pierdere în determinarea coeficientului P, atunci pentru o garanție completă ar trebui să alegeți un UPS a cărui putere în W ar fi mai mare decât caracteristica de sarcină din VA. Dar, în acest caz, este posibilă o supraestimare semnificativă a puterii UPS. Pentru un calcul mai precis, este mai întâi necesar să se calculeze sarcina totală (în VA), apoi media lui P, după care, înmulțind ambele valori, obțineți valoarea în Bt. Puterea UPS-ului în W nu trebuie să fie mai mică decât caracteristica de încărcare exprimată în aceleași unități.
O altă caracteristică importantă a încărcăturii sunt doi factori: Factorul Crest și factorul de supratensiune. Prima dintre acestea în documentația în limba rusă este adesea menționată ca factor de vârf (sau factor de vârf). Acesta este determinat de raportul dintre curentul de vârf și valoarea sa efectivă. Pentru valurile rectangulare, factorul de vârf este unul, pentru un sinusoid ideal, 1.414 (√2).
Deși am numit factorul de vârf o "caracteristică de sarcină", de fapt, caracteristicile sursei de alimentare afectează de asemenea valoarea sa. Puls de calculator surse de alimentare consumă curent este foarte inegală, astfel încât factorul de vârf pentru ei este de obicei de la 2 la 3. Dar, în acest caz, în cazul în care sarcina este furnizat pur sinusoidală. Dacă UPS da undă sinusoidală în trepte aproximată (ceea ce este tipic pentru sursele de energie de cel puțin 1 kW), factorul de creastă este mai mică de 2 (de obicei, 1.4-1.9). În general, utilizarea UPS-ului, a filtrelor de rețea și a dispozitivelor pentru a suprima interferența pulsului ajută la reducerea factorului de vârf. Acesta este cu siguranță un moment pozitiv, deoarece un factor de vârf ridicat (curent ridicat) conduce la o încălzire puternică a elementelor sistemului de alimentare.
Majoritatea UPS-urilor la sarcină maximă sunt capabile să susțină factorul de vârf 3 (când sarcina scade, valoarea acestei caracteristici crește), de aceea, problemele de obicei nu apar. Chiar dacă sursa nu furnizează valoarea curentului de vârf necesară, atunci, de regulă, activitatea unității de alimentare nu este deranjată, sunt posibile doar mici distorsiuni ale formei semnalului electric. Cu toate acestea, în instalațiile mari (de exemplu, atunci când un UPS deservesc un număr mare de PC-uri), astfel de distorsiuni pot fi atât de importante încât pot duce la întreruperea sarcinii. Prin urmare, este de dorit ca factorul de vârf menținut de UPS să nu scadă sub factorul de încărcare maximă.
Pentru a calcula factorul mediu de încărcare maximă, constând în diferite tipuri de echipamente, puteți recomanda aceeași metodă ca și pentru calcularea factorului mediu de putere. Să ne uităm la exemplul nostru:
PC-uri și servere, putere 4500 VA, factor de vârf = 3;
aer condiționat, putere 3000 VA, factor de vârf = 1,4.
Factorul mediu de vârf poate fi calculat după cum urmează:
(4500 VA × 3 + 3000 VA × 1,4) / 7500 VA = 2,36.
Dacă vârful revendicat al caracteristicilor UPS-ului este mai mare decât valoarea specificată, atunci nu vor exista probleme.
Valoarea factorului de supratensiune (din păcate, nu există un termen rusesc stabilit pentru această caracteristică) determină cât de mult curentul de pornire consumat de sarcină depășește valoarea nominală. De exemplu, pornirea unui motor necesită un cuplu mare de pornire, astfel încât compresoarele instalațiilor de răcire consumă un curent de câteva ori mai mare decât curentul nominal (a se vedea tabelul 1). De asemenea, curentul de pornire al unui sistem de iluminare care utilizează lămpi cu incandescență convențional poate depăși în mod semnificativ valoarea nominală. Faptul că rezistivitatea electrică de tungsten, care este fabricat din filament în mare măsură depinde de temperatură: la 20 ° C, valoarea a fost de 55 x 10 -9 ohm × m la 1727 ° C - 557h10 -9 ohm × m . În consecință, curentul de pornire va fi de aproximativ 10 ori mai mare decât curentul nominal.
În ceea ce privește computerele și serverele, pentru acestea valoarea Surge Factor nu depășește de obicei 1,5, iar majoritatea UPS-urilor au o capacitate suficientă de suprasarcină pentru a asigura o pornire sigură și o funcționare stabilă a acestor dispozitive. În cazul în care încărcătura conține un echipament cu un curent de pornire mare, capacitatea de suprasarcină a UPS-ului selectat trebuie studiată cu atenție.
După analizarea factorilor luați în considerare în articol, nu uitați, de asemenea, că pentru a asigura funcționarea stabilă a echipamentului, puterea UPS-ului ar trebui aleasă "cu o marjă" - mai mare de 15-25%.
Distribuiți materialul împreună cu colegii și prietenii
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: