Calcolo del lavoro di un gruppo di continuità. Calcolo della durata della batteria dell'UPS

Inserito dall'autore -, - 29 gennaio 2014

Per semplicità, abbiamo realizzato dei calcolatori di calcolo:

Ora presentiamo l'algoritmo di calcolo:

1) Determinare la potenza di carico totale e la corrente di scarica costante.

2) Calcoliamo la capacità della batteria necessaria per una data autonomia.

3) Determinare il tipo di batteria

Esempio

Dato: due strisce LED con una potenza di 10W e funzionanti da 12V. Autonomia richiesta: 10h. Vita utile: un anno con uso quotidiano. Condizioni operative: temperatura ambiente costante 20 gradi.

Trovare: batterie minime accettabili e ottimali per risolvere il problema.

Soluzione

1) Potenza totale W = 10 W * 2 = 20 W. Corrente di scarica continua: I = 20/12 = 1,67A. Per calcoli accurati, si consiglia di misurare il consumo di corrente utilizzando un multimetro.

2) Per determinare la capacità richiesta, dovresti passare attraverso i punti:

un) Per mantenere il carico a tale corrente di scarica, è necessario determinare la capacità minima della batteria calcolata: 1,67 * 10 = 16,7 Ah.

B) Va tenuto presente che la capacità delle batterie ricaricabili è indicata dai produttori in base a un certo tempo di scarica. Di solito sono 10 ore. Ma alcuni produttori citano 20 ore. Qui saremo aiutati dalla batteria, che può essere presa sul nostro sito web. Vediamo la specifica:

Nel nostro caso l'autonomia da batteria è di 10 ore, il che significa che possiamo considerare la capacità pari a quella nominale. Tuttavia, se l'attività costa 5 ore, è necessario tenere conto del fatto che con un tale tempo di scarica la capacità della batteria sarà inferiore (moltiplicare la corrente di scarica per ore - 4,8 A * 5 ore = 24 Ah invece di 28).

Nel problema, possiamo vedere che il numero pianificato di cicli che abbiamo è 365. La profondità massima approssimativa di scarica nel nostro caso è di circa il 57%. Si consiglia di prendere con un margine, faremo affidamento su una scarica del 50% (le condizioni operative reali sono diverse dalle condizioni ideali di laboratorio).

Pertanto, introduciamo un emendamento di 0,5: 16,7 / 0,8 = 33,4 Ah.

G) Se si tratta di una temperatura diversa da quella ottimale di esercizio (25 gradi), è necessario inserire un fattore di correzione, che possiamo ricavare anche dalla specifica:

Quindi a una temperatura di 10 gradi, dovrebbe essere inserito un coefficiente di 0,9, ad es. + 10% in più alla capacità calcolata.

3) Se abbiamo bisogno di modalità di scarica lunga, dovremmo prestare attenzione alla serie di batterie AGM di produttori popolari nel mercato russo:

• Batteria Delta - serie
• CSB -

Quale UPS scegliere? Abbiamo sollevato questo argomento in un precedente articolo ed esaminato i tipi di UPS offerti dai produttori. Oggi parleremo di come scegliere un gruppo di continuità in base alle tue attività e al tipo di attrezzatura, oltre a calcolare la potenza dell'UPS richiesta.

L'UPS di cui hai bisogno dipende da diversi punti principali:

1. Da che tipo di problemi di rete vuoi proteggere le tue apparecchiature?
2. Caratteristiche del design dell'apparecchiatura che si desidera collegare all'UPS.
3. Capacità di carico prevista dell'UPS.
4. Durata della batteria richiesta.

Quindi, in questo articolo considereremo la scelta di un gruppo di continuità, considerando le seguenti domande:

• Calcoliamo la capacità delle batterie per una durata della batteria nota.
• Calcoliamo la durata della batteria, conoscendo la capacità dell'UPS.

Perché hai bisogno di un UPS?

La risposta alla domanda: quale gruppo di continuità scegliere dipende principalmente dal motivo per cui ne hai bisogno.

	Per quello?	Cosa comprare
	Spegnere correttamente il computer e avere il tempo di salvare i dati durante un'interruzione di corrente.	In questo caso, sentiti libero di prendere un tipo economico offline o un UPS line-interactive con una durata della batteria di 5-15 minuti.
	Fornire alimentazione all'apparecchiatura in caso di interruzione di corrente sufficientemente lunga.	Se una forma d'onda non sinusoidale è adatta alla tua attrezzatura, acquista un UPS offline o line-interactive, ma con capacità aumentata, con l'aspettativa di una lunga durata della batteria. Di seguito puoi leggere come calcolare la capacità. La maggiore riserva di tempo di funzionamento in modalità stand-alone è negli UPS con batterie esterne, grazie alla possibilità di aumentare la capacità con batterie aggiuntive (collegate in parallelo). Tali gruppi di continuità appartengono molto spesso alla categoria dei costosi, a doppia conversione. Se necessario veramente lungo tempo di funzionamento, decine di ore, forse la soluzione migliore sarebbe acquistare un generatore.
	Proteggi le apparecchiature da sovratensioni o sottotensioni, buchi, pericolosi per la tecnologia di disconnessione per alcuni secondi (ai nostri elettricisti piace tirare avanti e indietro l'interruttore).	Per questi scopi è necessario un UPS con funzione AVR (Automatic Voltage Regulation): un UPS line-interactive o il più costoso UPS a doppia conversione. La stabilizzazione della tensione negli UPS line-interactive è spesso implementata in una forma graduale e approssimativa, nei modelli online lo stabilizzatore funziona senza problemi.
	Proteggere le apparecchiature sensibili dal numero massimo di guasti e disturbi nella rete elettrica.	Per questi scopi, è adatto solo un gruppo di continuità in linea.

Si noti che se è necessario stabilizzare solo l'alimentazione e non è necessario garantire il funzionamento autonomo dell'apparecchiatura in caso di interruzione di corrente, è più consigliabile acquistare uno stabilizzatore separato.

Inoltre, molto spesso usano una combinazione di uno stabilizzatore + un UPS economico (un gruppo di continuità è collegato alla rete DOPO lo stabilizzatore). Tale tandem non solo consente la regolazione della tensione nel caso in cui l'UPS non la fornisca, ma allunga anche la vita delle batterie dell'UPS.

Quale attrezzatura acquisti un UPS per proteggere?

Quale UPS scegliere dipende anche dalle caratteristiche di progettazione delle apparecchiature collegate.

La regola generale è che quasi tutte le apparecchiature possono essere collegate a un UPS con un'onda sinusoidale corretta in uscita, è sufficiente calcolare correttamente la potenza. Non tutte le apparecchiature possono essere collegate al resto dell'UPS, in particolare il tipo offline.

Peculiarità	Tipo di UPS ottimale	Spiegazione
Elementi sensibili alle forme d'onda non sinusoidali.		Il caso più comune è dispositivi con motore elettrico, pompa, compressore, comprese le pompe per caldaie a gas, così come quasi tutti gli elettrodomestici: frigoriferi, asciugacapelli, lavatrici, trapani elettrici, ecc. Un'onda sinusoidale a gradini o, inoltre, un meandro è influenzato negativamente su un motore elettrico: compaiono correnti parassite, la resistenza induttiva cade, di conseguenza, il motore si surriscalda fino a bruciarsi. In alcuni dispositivi, ad esempio, stampanti laser, fotocopiatrici potrebbero esserci anche componenti che richiedono una forma d'onda di tensione sinusoidale per funzionare e dureranno molto meno quando funzionano su un UPS rettangolare oa gradini.
Elementi induttivi (induttanze, induttanze).	Tipo di UPS in linea.	Molto spesso sorge la domanda: è possibile collegare dispositivi con un carico induttivo, ad esempio lampade fluorescenti, a un normale gruppo di continuità economico? In pratica, si connettono e tutto sembra funzionare. Ma va tenuto presente che molti produttori sconsigliano categoricamente questo e attribuiscono casi di guasto dell'UPS dopo aver collegato un carico induttivo a quelli non in garanzia. Inoltre, ci sono stati casi in cui un carico reattivo ha danneggiato un UPS non progettato per esso.
Trasformatore (lineare) di alimentazione.	Tipo di UPS in linea.	Quando si sceglie un UPS per dispositivi con alimentazione a trasformatore, è necessario prestare attenzione all'UPS, che non produce un'onda sinusoidale pura in uscita. Quando alimentato da una tensione sotto forma di meandro o sinusoide a gradini, le perdite nel trasformatore aumentano, il che, quando è pesantemente caricato, porterà a una diminuzione delle risorse del trasformatore di decine di volte. Inoltre, in pratica, ci sono stati casi in cui l'UPS stesso, a cui era collegato un tale carico, si è bruciato. D'altra parte, molto spesso le apparecchiature con alimentatori a trasformatore di bassa potenza, ad esempio i radiotelefoni, funzionano silenziosamente in tandem con un UPS di tipo off-line. Tuttavia, molti produttori, come nel caso dei carichi induttivi, molto spesso non consigliano di collegare gli alimentatori del trasformatore agli UPS convenzionali. Come distinguere un alimentatore a trasformatore da un alimentatore switching convenzionale? Se stiamo parlando di un alimentatore esterno, quello a impulsi è solitamente leggero e piccolo, e quello del trasformatore è più pesante e di più, a causa del fatto che il trasformatore stesso si trova al suo interno. Il tipo di alimentatore integrato è più difficile da determinare, qui è necessario concentrarsi sulla documentazione del produttore. La buona notizia è che nella maggior parte dei casi nelle apparecchiature elettroniche, come modem, switch, router, computer, ora vengono utilizzati alimentatori a impulsi.
Componenti sensibili alla nutrizione.	Solo UPS di tipo on-line.	Quasi tutti sanno che la tecnologia percepisce dolorosamente le cadute di tensione nella rete o la tensione costantemente sottovalutata (sovrastimata). Tuttavia, la qualità dell'alimentazione non è determinata solo dalla tensione. Telecomunicazioni sensibili, audio-video, misurazione, apparecchiature mediche reagiscono negativamente anche a: frequenza di alimentazione instabile, interferenza di radiofrequenza nella rete, distorsione di tensione armonica, impulsi di tensione di nanosecondi e microsecondi. Tutto ciò può non solo distorcere il funzionamento dell'attrezzatura, ma anche abbreviare il periodo del suo funzionamento.
	UPS di tipo on-line con capacità di carico corrispondente.	Le apparecchiature contenenti motori elettrici, pompe, compressori e altri elementi strutturali che consumano una grande quantità di elettricità al momento dell'avvio non devono essere collegate a un UPS a bassa potenza. Le correnti di avviamento possono superare il consumo standard di 3-7 volte o più.

Come calcolare la capacità di un UPS?

Per scegliere il giusto gruppo di continuità, è necessario calcolare la potenza totale dell'apparecchiatura che si andrà a collegare ad essa. I valori di potenza possono essere chiariti nelle specifiche tecniche (passaporto o istruzioni per la tecnica).

Consideriamo un esempio condizionale.

Vogliamo connetterci all'UPS:

• computer per 250 W,
• Monitor LCD 60W,
• Climatizzatore da 2000 W (cos φ = 0,8).

C'è un punto qui: anche se la potenza di tutti i dispositivi è espressa in un'unità, in questo caso in watt, è necessario calcolare due potenze: in volt-ampere e watt.

Potenza in volt-ampere e watt: qual è la differenza?

La potenza, che si esprime in volt-ampere (VA, VA), si chiama piena potenza... Mostra il carico reale dell'attrezzatura, tenendo conto dell'attivo e reattivo.

La potenza, espressa in watt (W, W), si chiama potere attivo.

Si tratta di due quantità diverse, ed entrambe devono essere considerate nella scelta di un UPS per la potenza di cui si ha bisogno. Ciò è particolarmente importante se si intende collegare un carico reattivo all'UPS, poiché in tali apparecchiature la potenza totale e quella attiva possono differire in modo significativo.

Calcolo della potenza in volt-ampere.

Per convertire la potenza attiva (in watt) nella potenza totale in volt-ampere, utilizziamo la formula:

dove:

• VA - potenza apparente,
• W - potenza attiva,
• P è il fattore di potenza dell'apparecchiatura.

Se l'apparecchiatura appartiene al carico attivo, è praticamente tutta la rete, le apparecchiature di telecomunicazione, i dispositivi di illuminazione e riscaldamento, ovvero le apparecchiature senza induttanza, senza potenza reattiva, nonché le apparecchiature informatiche con unità di controllo del fattore di potenza (APFC), l'attuale il coefficiente può essere preso uguale a 1, o meglio con un piccolo margine— 0,95.

Se hai intenzione di collegare all'UPS una stampante laser, un condizionatore d'aria, lampade fluorescenti - apparecchiature che hanno motori elettrici e simili, tutto ciò dove c'è induttanza e potenza reattiva, nonché computer con alimentatori senza APFC, il fattore di potenza dovrebbe essere visualizzato nel passaporto del dispositivo o sull'adesivo sulla parete posteriore. Per tale tecnica, è più spesso indicata. Il fattore di potenza è indicato come fattore di potenza (PF) o cos .

Nel caso in cui il produttore non abbia indicato il valore del fattore di potenza, ma il carico non è sicuramente completamente attivo, si può prendere il valore più comune: 0,7.

Torniamo al nostro esempio.

L'alimentatore del computer non ha la regolazione del fattore di potenza, quindi prendiamo il valore di P pari a 0,7. Il monitor è simile. In totale, otteniamo la piena potenza:

• per un computer con monitor: (250 + 60) / 0,7 = 442 VA,
• per condizionatore: 2000 / 0,8 = 2500 VA,
• Insieme: 2942 VA.

Quindi, stiamo acquistando un UPS da 3000VA? Prenditi il ​​tuo tempo, non è così semplice.

Calcolo della potenza in watt.

Molto spesso, si verifica il caso più semplice: quando la potenza è in watt, viene anche chiamato potere attivo, già indicato nella documentazione dell'apparecchiatura. In caso contrario, la potenza può essere convertita da volt-ampere a watt utilizzando la stessa tecnica della piena potenza.

Calcoliamo la potenza della nostra attrezzatura in watt:

• computer con monitor - 310 W,
• condizionatore d'aria - 2000 W,
• Insieme: 2310 W.

Nel nostro negozio online, tra gli UPS per 3000VA, ad esempio, sono:

Come calcolare la capacità richiesta di un gruppo di continuità?

Solitamente, quando si sceglie un gruppo di continuità, abbiamo alcuni requisiti specifici per il tempo durante il quale supporterà il funzionamento delle apparecchiature ad esso collegate in caso di interruzione di corrente. Molti produttori indicano un intervallo approssimativo, ad esempio scrivono che a seconda del carico, la durata della batteria sarà di 4-20 minuti. Oppure indica che quando si lavora al carico massimo, questa volta sarà di 5 minuti.

Ma questo è approssimativo e dobbiamo essere sicuri che l'UPS che abbiamo acquistato fornisca il funzionamento a batteria per un determinato elenco di apparecchiature. Oppure calcola per quanto tempo un modello UPS selezionato manterrà il nostro carico.

Calcoliamo la capacità delle batterie per una durata della batteria nota

Per i calcoli abbiamo bisogno di:

• La potenza attiva totale (in watt) dell'apparecchiatura che andremo a collegare all'UPS (W).
• Durata della batteria (T).
• Tensione nominale della batteria.

Usiamo la formula:

dove:

• T è il tempo del lavoro autonomo pianificato (h),
• P è la potenza dell'apparecchiatura collegata (W),
• KPD - efficienza di un gruppo di continuità (puoi impiegare circa 0,85).

E la formula per convertire la capacità in W * h in capacità in AH:

Supponiamo che il computer e il monitor dell'esempio precedente funzionino per 2 ore dopo un'interruzione di corrente.

Capacità (W * h) = 2 * 310 / 0,85 = 730 W * h.

Tuttavia, la capacità delle batterie è solitamente indicata in ampere-ora. Per convertire la capacità in wattora in amperora, sarà necessario indicare la tensione nominale delle batterie.

Per batterie da 12V:

Portata (A * h) = 730/12 == 60,83 ≈ 61 Ah.

Per batterie da 24 V:

730/24 = 30,42 ≈ 30Ah.

Poiché molto spesso l'UPS utilizza 1-2 batterie, meno spesso 4, con una capacità di 7-9AH, sarà difficile per noi scegliere un UPS standard per tali valori di capacità totale. È meglio acquistare un gruppo di continuità con la possibilità di collegare batterie esterne e selezionare la capacità in base alle proprie esigenze.

Catalogo UPS con collegamento a batteria esterna.

Efficienza dell'UPS (si può prendere circa 0,85).

Usiamo le formule:

• V - tensione nominale della batteria (V),
• AH - capacità di una batteria (AH),
• N è il numero di batterie.

• E - capacità totale (L * h),
• KPD - efficienza del gruppo di continuità (per impostazione predefinita, puoi prendere 0,85,
• P è il consumo energetico dell'apparecchiatura collegata.

Prendiamo come esempio l'UPS USB PowerCom BNT-800AP. Il produttore dichiara una durata della batteria di 5 minuti al massimo carico. E per quanto tempo il nostro computer può funzionare con un monitor con un consumo energetico di 310 W?

Capacità totale (W * h) dell'UPS = 12V * 7,2AH * 1 = 86,4 W * h.

Tempo = 86,4 * 0,85 / 310 = 0,237 ore ≈ 14 minuti.

Conclusione

Ora riassumiamo brevemente.

Per scegliere un UPS è necessario:

• Definire, che tipo di UPS ti serve.
• Calcolare la potenza totale e attiva richiesta dell'UPS, tenendo conto delle correnti di spunto e di un piccolo margine.
• Se è necessario mantenere l'alimentazione per un certo tempo, calcolare quanta capacità dell'UPS è necessaria per questo. E a seconda della capacità calcolata, acquista un normale gruppo di continuità o un UPS e un set di batterie aggiuntive per esso.

luogo

È una garanzia integrale dell'affidabilità del sistema di alimentazione. I parametri dell'UPS devono essere strettamente comparabili al carico che verrà collegato all'UPS. Altrimenti, il gruppo di continuità non porterà i benefici desiderati e il denaro sarà sprecato.

Come calcolare un gruppo di continuità? Per fare ciò, è necessario prendere in considerazione una serie di parametri, la cui chiave è il potere. Se acquisti un UPS meno potente del carico, semplicemente non funzionerà. Per calcolare la potenza in modo sufficientemente accurato, è necessario ricordare un po' di fisica.

Il fattore di potenza del carico o in altre parole il fattore di potenza è molto importante quando si calcola la potenza di un gruppo di continuità. Questa figura mostra la proporzione di potenza effettivamente consumata dal carico, ovvero la potenza attiva. Se consideriamo il carico come una resistenza ideale, in questo caso il valore del coefficiente sarà uguale a uno, che è il valore massimo. I condensatori e le bobine non sono consumatori di energia, quindi il valore del coefficiente per loro è uguale a zero. L'apparecchiatura può essere dominata da componenti sia capacitivi che induttivi.

Le apparecchiature con un componente capacitivo includono computer e server. La componente induttiva è presente nei dispositivi con motori elettrici, può essere una pompa, un condizionatore, ecc. Questa informazione è necessaria nel caso in cui l'UPS andrà a proteggere apparecchiature di diverso tipo, poiché il fattore di potenza del primo tende all'unità, mentre il quest'ultimo è nell'intervallo da 0,8 a 0,9. In questo caso, è necessario trovare il fattore di potenza medio per ottenere un risultato accurato.

Come calcolo la potenza dell'UPS dato il fattore di potenza del carico? Per calcolare la potenza, moltiplicare la potenza nominale dell'UPS per il fattore di potenza. Come risultato dell'operazione si ottiene un numero che indica la massima potenza attiva che il gruppo di continuità può fornire. Ad esempio, la capacità dell'UPS è 100 kVA e il fattore di potenza del carico è 0,9. In questo caso, la potenza attiva del carico sarà di 90 kW. La potenza del carico totale non deve superare i 90 kW, ed è meglio se è leggermente inferiore.

Tali difficoltà nel calcolo della potenza possono essere evitate utilizzando l'UPS come indicatore della potenza in uscita. In questo caso, il calcolo del gruppo di continuità verrà eseguito senza errori. È un grosso errore confrontare le potenze espresse in volt-ampere e watt, poiché i valori differiscono notevolmente.

Va inoltre tenuto presente che la potenza consumata dall'apparecchiatura potrebbe essere leggermente inferiore a quella nominale. Questo può accadere in una varietà di casi. Ad esempio, se consideriamo i computer, la loro potenza nella maggior parte dei casi è determinata dalla potenza dell'alimentatore. Ma questo algoritmo di calcolo non è corretto in tutti i casi. Quindi, ad esempio, un alimentatore con una potenza di 450 W può essere installato su un computer, ma la potenza totale dei componenti del computer è di soli 120 W. Possono esserci molte di queste caratteristiche e devono essere prese in considerazione quando si calcola un gruppo di continuità.

Un'altra situazione da considerare per calcolare il funzionamento dell'UPS è quella relativa al frigorifero. Ad esempio, può avere una potenza di 250 W, ma va tenuto presente che il frigorifero non funziona sempre, ma solo dopo determinati intervalli. In questo caso, è necessario conoscere il consumo annuo di elettricità. Nei calcoli è necessario utilizzare questo valore diviso per 9. Va notato che la potenza del carico deve essere letta in watt.

Su alcuni siti è possibile trovare online il calcolo della potenza dell'UPS, ma non possono fornire dati precisi, perché non tengono conto di tali sfumature. Se decidi ancora di utilizzare tali servizi, oltre al risultato ottenuto, devi aggiungere circa il 20%. È importante pensare alla prospettiva di aumentare la potenza del carico. Se il carico aumenta in futuro, è meglio acquistare immediatamente un UPS più potente. Una situazione simile è con i servizi che consentono di calcolare il tempo di funzionamento dell'UPS online.

Calcolo della batteria

Se è necessario calcolare la capacità dell'UPS per una determinata potenza e tempo di funzionamento, viene utilizzata una formula semplice:

Capacità = 100 * tempo * potenza di carico

La durata della batteria è espressa in ore e la potenza di carico in kilowatt. Attiriamo ancora una volta la vostra attenzione sul fatto che la potenza non è espressa in volt-ampere. Ad esempio, un gruppo di continuità protegge un computer con 500 W (0,5 kW). Il gruppo di continuità deve fornire un'autonomia di 2 ore. In queste condizioni, la formula per il calcolo della capacità della batteria dell'UPS assume la forma seguente:

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

Pertanto, per un carico con una potenza di 500 W, è necessaria una capacità della batteria di 400 Ah per garantire il funzionamento per 8 ore. Tale calcolo della capacità della batteria per un UPS è applicabile per una batteria con una tensione di 12 V. Inoltre, si deve tenere conto che la formula è adatta per una lunga durata della batteria, vale a dire circa 9-10 ore. Ciò è dovuto al fatto che la dipendenza della capacità della batteria dal tempo di ricarica non è lineare.

Se il tempo di funzionamento è più breve, è necessario introdurre modifiche. Ciò è dovuto al fatto che in breve tempo la corrente di scarica è elevata e la batteria fornisce al carico solo una certa parte della sua capacità. Quindi, se hai bisogno di un tempo di lavoro di 30 minuti, il risultato dovrebbe essere diviso per due, per 2 ore dovrebbe essere ridotto del 40%, per 4 ore - 30%, per 6 ore - 40%. Per determinare il valore esatto è necessario utilizzare il valore esatto dell'efficienza dell'inverter che è installato sull'UPS e confrontare i dati con la curva di scarica di un certo tipo di batteria.

Dopo aver trovato la capacità totale, è necessario calcolare il numero di batterie per l'UPS. Per completarlo, è necessario dividere la capacità totale per la capacità di una batteria. Nel nostro caso, la capacità totale era di 400 Ah. Supponiamo che la capacità di una batteria sia di 50 Ah. In questo caso, abbiamo bisogno di 8 di queste batterie ricaricabili.

Ore lavorative

Molti utenti sono interessati al tempo di funzionamento che questo o quell'UPS può fornire. Come calcolare il tempo di funzionamento di un gruppo di continuità? Per fare ciò è necessario conoscere la potenza del carico collegato all'UPS, l'efficienza dell'inverter e la capacità totale della batteria.

Il calcolo totale delle batterie per un UPS è estremamente semplice. Nella maggior parte dei casi, i gruppi di continuità contengono batterie tipiche. Per eseguire un calcolo totale delle batterie per l'UPS, è necessario moltiplicare il loro numero per la capacità di una batteria.

Per calcolare la durata della batteria dell'UPS, si consiglia di assumere l'efficienza dell'inverter pari a 0,85. La potenza totale del carico deve essere espressa in watt. Abbiamo parlato di come trovarlo all'inizio dell'articolo.

Il calcolo del tempo di funzionamento dell'UPS viene effettuato secondo la seguente formula:

Tempo = capacità totale della batteria * tensione della batteria * (efficienza dell'inverter / potenza del carico)

Questo valore è approssimativo e può cambiare durante la vita del gruppo di continuità. Il calcolo del tempo dell'UPS è approssimativo, poiché il tempo dipende dall'usura della batteria e dalle condizioni di funzionamento, principalmente dalla temperatura dell'aria. Quindi, ad esempio, un aumento della temperatura di un grado dopo il segno di 40 ° C riduce la capacità della batteria del 5%, il che è molto significativo. Per la massima durata, si consiglia di ridurre il carico sull'UPS di ogni 10 gradi dopo 25 ° C del 20%. Oppure puoi organizzare un buon sistema di raffreddamento e prevenire qualsiasi aumento di temperatura, di cui la fonte ininterrotta sarà solo grata.

Se tali calcoli sono incomprensibili per te, puoi rivolgerti a specialisti in questo campo o utilizzare un calcolatore speciale: un programma di calcolo UPS. Tuttavia, in questo caso, è necessario utilizzare software collaudati creati da professionisti per evitare errori e la scelta sbagliata dell'UPS. Il vantaggio di tali programmi è il calcolo. Durante il calcolo, è possibile scegliere il tipo di nucleo per il trasformatore. I calcoli tengono conto delle perdite possibili nel nucleo e nei fili di rame.

Ci possono essere momenti in cui non c'è bisogno di dati assolutamente accurati. In questo caso, puoi utilizzare tabelle speciali che mostrano la durata della batteria per vari tipi di gruppi di continuità. Queste tabelle includono il tempo di funzionamento in funzione della capacità delle batterie e della potenza totale del carico. Pertanto, puoi confrontare i tuoi dati con i dati tabulari e scoprire il tempo approssimativo.

Sapendo come calcolare l'UPS, puoi fare la scelta più corretta dell'UPS. Ora sai che la durata della batteria non dipende dalla potenza dell'UPS o dalla tensione totale della batteria, ma dalla capacità delle batterie. Pertanto, quando si sceglie un UPS, si dovrebbe dare la preferenza a una maggiore capacità della batteria in base alla potenza specificata. Questa scelta garantirà la massima autonomia.

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Ricordiamo qualcosa dalla fisica

Quando si stima la potenza consumata dal carico, è necessario prendere in considerazione la potenza apparente. La potenza apparente (unità VA - volt-ampere) è tutta la potenza consumata dall'apparecchio. È costituito da componenti di potenza attiva (unità di misura "W" - Watt) e reattiva (unità di misura del VAR - volt-ampere reattivo). I consumatori di elettricità hanno spesso componenti sia attivi che reattivi.

... Con questo tipo di carico, tutta l'energia consumata viene convertita in calore. Per un certo numero di dispositivi, questo componente è il principale. Questi includono, ad esempio, stufe elettriche, lampade per illuminazione, stufe elettriche, ferri da stiro, elementi riscaldanti, ecc.

Carichi reattivi ... Praticamente tutto il resto. Possono essere induttivi e capacitivi. Un tipico rappresentante di un dispositivo elettrico che ha una componente induttiva del carico è un motore elettrico. Potenza apparente (P) e potenza attiva (Pa) sono interconnesse dal fattore cosF.

Pa = cosF x P

Qual è il metodo per calcolare la potenza dei consumatori elettrici?

Per effettuare la scelta ottimale del modello di UPS secondo il criterio della potenza richiesta, è necessario calcolare la potenza totale consumata dal proprio carico. Per carico, in questo caso, si intendono tutti gli apparecchi elettrici presenti nella vostra abitazione (ufficio, appartamento, locale produttivo) soggetti a protezione.

L'energia consumata da un particolare dispositivo è determinata al meglio dal passaporto o dalle istruzioni per l'uso di questo prodotto. A volte il consumo energetico e il fattore cosF sono indicati sul retro del dispositivo o del dispositivo. Va notato che la quantità di potenza nei documenti per diversi dispositivi può essere indicata in watt o in volt-ampere. Al fine di evitare errori nel calcolo della potenza dei dispositivi, riepiloghiamo separatamente per ogni unità di misura in due colonne.

1. elenchiamo tutti i consumatori elettrici da proteggere;
2. riassumere i propri poteri come sopra indicato;
3. porteremo i risultati ottenuti ad una unità di misura della potenza (preferibilmente in volt-ampere). Per questo:

   Se la potenza attiva e il coefficiente cosF sono indicati nel passaporto, è facile ricalcolarlo a piena potenza. Per questo, la potenza attiva in "W" deve essere divisa per cosF. Ad esempio, se il prodotto dice che la potenza attiva è 700 W e cosF = 0,7, significa che la potenza apparente consumata sarà pari a 700 / 0,7 = 1000 VA. Se cosФ non è specificato, per un calcolo approssimativo lo prenderemo uguale a 0,7.

La potenza così calcolata va sommata alla somma delle potenze dell'altra colonna (riassunta in VA).

Nota: per gli apparecchi elettrici con solo carico resistivo, il fattore cosF è assunto pari a 1.

Un altro punto estremamente importante dovrebbe essere preso in considerazione: le correnti di spunto. Qualsiasi motore elettrico (compressore) al momento dell'accensione consuma energia molte volte di più rispetto alla modalità nominale. Nel caso in cui il carico comprenda un motore elettrico (ad esempio: una pompa sommersa, frigorifero, trapano), la sua potenza assorbita nominale deve essere moltiplicata per almeno 3 (preferibilmente 5) per evitare di sovraccaricare lo stabilizzatore o l'UPS quando il dispositivo è acceso. Apporta queste modifiche ai tuoi calcoli.

Quindi, la potenza è stata calcolata.

Tuttavia, prenderemo in considerazione altri due punti.

1. Nella vita, non ci sono praticamente casi in cui tutto il carico funziona contemporaneamente. In effetti, se incontri ospiti, è improbabile che il bucato venga lavato in questo momento, l'illuminazione non si accende durante il giorno, ecc. In pratica, esiste un "coefficiente di accensione simultanea". Pertanto, il valore calcolato può essere ridotto (ovvero moltiplicato per circa un fattore di 0,3-0,5).
2. D'altra parte, è inaccettabile lavorare in modalità a pieno carico. Per creare una modalità operativa "risparmio", è desiderabile aumentare la potenza ottenuta a seguito di calcoli precedenti di circa il 10-15%. In questo modo si aumenta la durata dell'apparecchiatura, si aumenta l'affidabilità e si crea una riserva di carica per il collegamento di nuove apparecchiature.

La cifra richiesta è stata trovata. Ora, sulla base di esempi specifici, scegliamo un UPS.

Per facilitare il compito di determinare la potenza, è possibile fornire una tabella con dati approssimativi sul consumo di energia elettrica da parte degli elettrodomestici.

• Frigorifero - fino a 1 kW
• TV - 0,08 kW
• Lavatrice - 1,5 kW
• Bollitore elettrico - 2 kW
• Aspirapolvere - 0,8 kW
• Ferro da stiro - 1 kW
• Microonde - 1 kW
• Illuminazione (lampade ad incandescenza - 1 pz.) - 0,06 kW.
• Computer e monitor:

Consumo energetico dei moderni monitor CRT

• 15 "70-100W
• 17"90-110W
• 19 "100-150W
• 22" 110-180W

Consumo energetico dei moderni monitor LCD

• 15"- 25-45 W
• 17"- 35-50 W
• 19" - 40-60 W

Come scegliere la configurazione UPS ottimale per organizzare il gruppo di continuità alle apparecchiature e agli elettrodomestici della casa

È piuttosto difficile rispondere alla domanda sulla scelta della configurazione di un gruppo di continuità per garantire un'alimentazione affidabile di sistemi di riscaldamento e ingegneria, elettrodomestici. In effetti, è un'equazione con molte incognite. Dopotutto, non si sa in anticipo quanto sarà scadente l'alimentazione di rete e per quanto tempo dureranno le interruzioni di corrente.

Nella prima fase, è necessario determinare la potenza totale di tutti i consumatori di energia, il cui funzionamento deve essere garantito in assenza di alimentazione di rete. In base a questo valore è necessario selezionare un UPS con una capacità del 20% superiore al valore di carico massimo. Successivamente, è necessario determinare la capacità degli accumulatori esterni, in base al tempo di backup richiesto.

La soluzione di gruppo di continuità più ottimale sarebbe quella di suddividere il carico in diversi gruppi più piccoli di consumatori. E per risolvere il problema di fornire una riserva separatamente per diversi gruppi di consumatori, a seconda della loro importanza. Quando si sceglie la configurazione del gruppo di continuità e delle batterie, è necessario tenere presente che l'aumento della riserva di potenza dell'UPS non aumenta in modo lineare la durata dello standby. Per fornire un carico ad alta potenza, è necessario un UPS più potente e per fornire un lungo tempo di standby, è necessario aumentare la capacità delle batterie esterne.

Un modo semplice per calcolare il tempo di standby di un gruppo di continuità

Il tempo di riserva di carica è determinato principalmente da due parametri: la capacità di carico utile e la capacità totale di tutte le batterie.

Tuttavia, va notato che la dipendenza del tempo di standby da questi parametri non è lineare. Ma puoi usare una formula semplice per una rapida stima approssimativa del tempo di attesa.

T = E * U / P(ore),

doveE - capacitàaccumulatori,U - tensioneaccumulatori,- potenza di caricotutti i dispositivi connessi.

Un metodo raffinato per calcolare il tempo di backup di un gruppo di continuità

Per chiarire il calcolo del tempo di standby, vengono inoltre introdotti coefficienti speciali: l'efficienza dell'inverter, il tasso di scarica della batteria, il coefficiente di capacità disponibile in funzione della temperatura ambiente.

Tenendo conto di questi coefficienti, la formula di calcolo assume la forma seguente.

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

dove KPD (efficienza dell'inverter) è nell'intervallo 0,7-0,8,

KRA (rapporto di scarica della batteria) è compreso tra 0,7 e 0,9,

KDE (Available Capacity Ratio) è compreso tra 0,7 e 1,0.

Il fattore di capacità disponibile ha una dipendenza complessa dal valore della temperatura e dalla velocità di applicazione del carico. Più fredda è la temperatura dell'aria, minore è il rapporto di capacità disponibile. Più lento è il consumo della batteria, maggiore è il fattore di capacità disponibile.

Tabelle pronte per il tempo di attesa degli UPS serie SKAT e TEPLOCOM

È necessaria una batteria esterna da 12 Volt

Capacità, in Ah	Potenza di carico, VA
	100	150	200	250	270
26	2h 18min	1h 22min	55min	44min	39 minuti
40	3h 37min	2h 15min	1h 36min	1h 15min	1h 09min
65	7h 01min	4h 00min	2h 45min	2h 12min	1h 54min
100	12h 00min	7h 12min	5h 00min	3h 40min	3h 26min

Orario di attesa stimato

Richiede due batterie esterne da 12 volt

Capacità della batteria, 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

Orario di attesa stimato

Richiede 8 batterie esterne con una tensione di 12 volt

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

Gamma di marchi UPS SKAT e TEPLOCOM fornisce la capacità di organizzare un gruppo di continuità affidabile per i consumatori di varie capacità e scopi. I gruppi di continuità consentono di organizzare l'alimentazione ininterrotta da una piccola caldaia per riscaldamento o una pompa di circolazione all'alimentazione dell'intera casa o dell'ufficio. Gli UPS specializzati consentono di organizzare l'alimentazione ininterrotta di oggetti particolarmente importanti, come sistemi di comunicazione, apparecchiature di comunicazione, sistemi di sicurezza e controllo.

Come aumentare il tempo di backup per il carico?

Esistono diversi modi per aumentare il tempo di standby dell'alimentazione del payload. Tutti questi metodi derivano dalla formula per il calcolo del tempo di attesa.

Per aumentare il tempo di standby, è possibile aumentare la capacità delle batterie esterne, ridurre il carico utile, creare condizioni operative ottimali per l'UPS e le batterie.

Prima opzione- il più semplice, ma costoso. Per aumentare la capacità delle batterie, dovrai acquistare batterie e UPS più costosi, che consentono loro di essere caricati in modo efficiente. Oltre al costo delle apparecchiature, sarà necessario destinare anche un apposito locale predisposto per lo stoccaggio e il funzionamento delle batterie, dotato di un buon sistema di ventilazione.