Ce UPS să alegi? Am ridicat acest subiect într-un articol anterior și am examinat tipurile de UPS oferite de producători. Astăzi vom vorbi despre cum să alegeți o sursă de alimentare neîntreruptibilă în funcție de sarcinile dvs. și de tipul echipamentului dvs., precum și despre cum să calculați puterea UPS necesară.
De ce UPS aveți nevoie depinde de câteva puncte principale:
- De ce fel de probleme de rețea doriți să vă protejați echipamentul?
- Caracteristici ale designului echipamentului pe care doriți să îl conectați la UPS.
- Capacitatea de încărcare proiectată a UPS-ului.
- Durata de viață necesară a bateriei.
Deci, în acest articol vom lua în considerare alegerea unei surse de alimentare neîntreruptibile, luând în considerare următoarele întrebări:
- Calculăm capacitatea bateriilor pentru o durată de viață cunoscută.
- Calculăm durata de viață a bateriei, cunoscând capacitatea UPS-ului.
De ce ai nevoie de un UPS?
Răspunsul la întrebarea: ce sursă de alimentare neîntreruptibilă să alegeți depinde în primul rând de motivul pentru care aveți nevoie de ea.
| Pentru ce? | Ce sa cumpar | |
| Opriți corect computerul și aveți timp să salvați datele în timpul unei pene de curent. | În acest caz, nu ezitați să luați un UPS off-line sau interactiv în linie ieftin, cu o durată de viață a bateriei de 5-15 minute. | |
| Furnizați energie echipamentului în cazul unei întreruperi de curent suficient de lungă. |
Dacă o formă de undă nesinusoidală este potrivită pentru echipamentul dumneavoastră, cumpărați un UPS off-line sau line-interactiv, dar cu capacitate crescută, cu așteptarea unei durate lungi de viață a bateriei. Puteți citi mai jos cum se calculează capacitatea. Cea mai mare rezervă de timp de funcționare în modul de sine stătător este la UPS-ul cu baterii externe, datorită capacității de a crește capacitatea cu baterii suplimentare (conectate în paralel). Astfel de surse de alimentare neîntreruptibile sunt cel mai adesea din categoria scumpei, duble conversii. Dacă este necesar într-adevăr timp lung de funcționare, zeci de ore, poate cea mai bună soluție ar fi achiziționarea unui generator. |
|
| Protejați echipamentele de supratensiune sau subtensiune, scăderi, periculoase pentru tehnologia de deconectare pentru câteva secunde (electricienilor noștri le place să tragă întrerupătorul înainte și înapoi). | În aceste scopuri, aveți nevoie de un UPS cu funcție AVR (Automatic Voltage Regulation): un UPS interactiv în linie sau UPS-ul mai scump cu dublă conversie. Stabilizarea tensiunii în UPS-ul interactiv în linie este cel mai adesea implementată într-o formă în trepte, brută, în modelele online stabilizatorul funcționează fără probleme. | |
| Protejați echipamentele sensibile de numărul maxim de defecțiuni și perturbări în rețeaua electrică. | În aceste scopuri, este potrivită doar o sursă de alimentare neîntreruptibilă on-line. |
Rețineți că dacă trebuie doar să stabilizați sursa de alimentare și nu trebuie să asigurați funcționarea autonomă a echipamentului în cazul unei pene de curent, este mai indicat să cumpărați un stabilizator separat.
De asemenea, destul de des folosesc o combinație de stabilizator + un UPS ieftin (o sursă de alimentare neîntreruptibilă este conectată la rețea DUPĂ stabilizator). Un astfel de tandem nu numai că permite reglarea tensiunii în cazul în care UPS-ul nu asigură acest lucru, dar prelungește și durata de viață a bateriilor UPS-ului.
Ce echipament cumpărați un UPS pentru a proteja?
Ce UPS să alegeți depinde și de caracteristicile de design ale echipamentului conectat.
Regula generală este că aproape orice echipament poate fi conectat la un UPS cu o undă sinusoidală corectă la ieșire, trebuie doar să calculați corect puterea. Nu toate echipamentele pot fi conectate la restul UPS-ului, în special cele de tip offline.
| Particularitate | Tip optim de UPS | Explicaţie |
|
Elemente care sunt sensibile la forme de undă nesinusoidale. |
Cel mai frecvent caz este dispozitive cu motor electric, pompă, compresor, inclusiv pompe pentru cazane pe gaz, precum și aproape toate aparatele de uz casnic: frigidere, uscătoare de păr, mașini de spălat, mașini de găurit electrice etc. Un val sinusoid în pas sau, în plus, un meadru este afectat negativ asupra unui motor electric: apar curenți turbionari, rezistența inductivă scade, ca urmare, motorul se supraîncălzi până se arde. În unele dispozitive, de exemplu, imprimante laser, copiatoare pot exista și componente care necesită o formă de undă de tensiune sinusoidală pentru a funcționa și vor dura mult mai puțină durată de viață atunci când funcționează pe un UPS dreptunghiular sau în trepte. |
|
|
Elemente inductive (inductoare, bobine). |
UPS de tip on-line. |
Destul de des apare întrebarea - este posibil să conectați dispozitive cu o sarcină inductivă, de exemplu, lămpi fluorescente, la o sursă de alimentare neîntreruptibilă obișnuită ieftină? În practică, se conectează și totul pare să funcționeze. Dar trebuie avut în vedere faptul că mulți producători nu recomandă categoric acest lucru și atribuie cazurile de defecțiune a UPS-ului după conectarea unei sarcini inductive celor care nu sunt garantate. În plus, au existat cazuri când o sarcină reactivă a deteriorat un UPS care nu a fost proiectat pentru acesta. |
|
Alimentare cu transformator (liniar). |
UPS de tip on-line. |
Atunci când alegeți un UPS pentru dispozitive cu surse de alimentare cu transformator, trebuie să fiți atenți la UPS, care nu produce o undă sinusoidală pură la ieșire. Când este alimentat cu o tensiune sub formă de meandre sau de sinusoid în trepte, pierderile în transformator cresc, ceea ce, atunci când este puternic încărcat, va duce la o scădere a resurselor transformatorului de zeci de ori. De asemenea, în practică, au existat cazuri când UPS-ul însuși, la care era conectată o astfel de sarcină, s-a ars. Pe de altă parte, destul de des echipamentele cu surse de alimentare cu transformatoare de putere redusă, de exemplu, telefoanele radio, funcționează în liniște în tandem cu un UPS de tip off-line. Cu toate acestea, mulți producători, ca și în cazul sarcinilor inductive, cel mai adesea nu recomandă conectarea surselor de alimentare cu transformatoare la UPS-uri convenționale. Cum să distingem o sursă de alimentare cu transformator de o sursă de alimentare cu comutație convențională? Dacă vorbim de un PSU extern, atunci cel de impuls este de obicei ușor și mic, iar cel de transformator este mai greu și mai mult, datorită faptului că transformatorul însuși se află în interiorul acestuia. Tipul de alimentare încorporată este mai dificil de determinat, aici trebuie să vă concentrați pe documentația producătorului. Vestea bună este că, în cele mai multe cazuri, în echipamentele electronice, precum modemuri, comutatoare, routere, computere, acum sunt folosite sursele de alimentare cu impulsuri. |
|
Componente sensibile la nutriție. |
Doar tip UPS on-line. |
Aproape toată lumea știe că tehnologia percepe dureros căderile de tensiune în rețea sau tensiunea subestimată (supraestimată) în mod constant. Cu toate acestea, calitatea sursei de alimentare nu este determinată doar de tensiune. Echipamentele sensibile de telecomunicații, audio-video, de măsurare, medicale reacționează și la:
Toate acestea nu numai că pot distorsiona funcționarea echipamentului, ci și pot scurta perioada de funcționare a acestuia. |
|
|
UPS de tip on-line cu capacitatea de încărcare corespunzătoare. |
Echipamentele care conțin motoare electrice, pompe, compresoare și alte elemente structurale care consumă o cantitate mare de energie electrică la momentul pornirii nu trebuie conectate la un UPS de putere redusă. Curenții de pornire pot depăși consumul standard de 3-7 ori sau mai mult. |
Cum se calculează capacitatea unui UPS?
Pentru a alege sursa de alimentare neîntreruptibilă potrivită, trebuie să calculați puterea totală a echipamentului pe care urmează să-l conectați. Valorile puterii pot fi clarificate în specificațiile tehnice (pașaport sau instrucțiuni pentru tehnică).
Să luăm în considerare un exemplu condiționat.
Dorim să ne conectăm la UPS:
- computer pentru 250 W,
- monitor LCD 60 W,
- Aer condiționat de 2000 W (cos φ = 0,8).
Există un punct aici: chiar dacă puterea tuturor dispozitivelor este exprimată într-o unitate, în acest caz în wați, trebuie să calculați două puteri: în volți-amperi și wați.
Puterea în volți-amperi și wați - care este diferența?
Puterea, care este exprimată în volți-amperi (VA, VA), se numește toata puterea... Arată sarcina reală a echipamentului, ținând cont de activul și reactivul.
Puterea, care este exprimată în wați (W, W), se numește putere activă.
Acestea sunt două cantități diferite și ambele trebuie luate în considerare atunci când alegeți un UPS pentru puterea de care aveți nevoie. Acest lucru este deosebit de important dacă intenționați să conectați o sarcină reactivă la UPS, deoarece în astfel de echipamente puterea totală și cea activă pot diferi semnificativ.
Calculul puterii în volți-amperi.
Pentru a converti puterea activă (în wați) în puterea totală în volți-amperi, folosim formula:
Unde:
- VA - putere aparentă,
- W - putere activă,
- P este factorul de putere al echipamentului.
Dacă echipamentul aparține sarcinii active, este practic toate echipamentele de rețea, telecomunicații, dispozitive de iluminat și încălzire, adică echipamente fără inductanță, fără putere reactivă, precum și echipamente informatice cu unități de control al factorului de putere (APFC), curentul coeficientul poate fi luat egal cu 1 sau mai bine cu o marjă mică - 0,95.
Dacă urmează să conectați la UPS o imprimantă laser, un aparat de aer condiționat, lămpi fluorescente - echipamente care au motoare electrice și altele asemenea, tot ce există inductanță și putere reactivă, precum și computere cu surse de alimentare fără APFC, factorul de putere trebuie vizualizat în pașaportul dispozitivului sau pe autocolantul de pe peretele din spate. Pentru o astfel de tehnică, cel mai adesea este indicată. Factorul de putere este indicat ca factor de putere (PF) sau cos φ.
În cazul în care producătorul nu a indicat valoarea factorului de putere, dar sarcina cu siguranță nu este complet activă, se poate lua cea mai comună valoare: 0,7.
Să revenim la exemplul nostru.
Sursa de alimentare din computer nu are ajustare a factorului de putere, așa că luăm valoarea lui P egală cu 0,7. Monitorul este asemanator. În total, obținem puterea maximă:
- pentru un computer cu monitor: (250 + 60) / 0,7 = 442 VA,
- pentru aer condiționat: 2000 / 0,8 = 2500 VA,
- Împreună: 2942 VA.
Deci, cumpărăm un UPS de 3000 VA? Fă-ți timp, nu este atât de simplu.
Calculul puterii în wați.
Cel mai adesea, apare cel mai simplu caz - atunci când puterea este în wați, se mai numește putere activă, deja indicat în documentația pentru echipament. Dacă nu, puterea poate fi convertită de la volți-amperi la wați folosind aceeași tehnică ca pentru puterea maximă.
Să calculăm puterea echipamentului nostru în wați:
- computer cu monitor - 310 W,
- aer condiționat - 2000 W,
- Împreună: 2310 W.
În magazinul nostru online, printre UPS-urile de 3000VA, de exemplu, sunt:
Cum se calculează capacitatea necesară a unei surse de alimentare neîntreruptibilă?
De regulă, atunci când alegem o sursă de alimentare neîntreruptibilă, avem câteva cerințe specifice pentru timpul în care aceasta va susține funcționarea echipamentului conectat la aceasta în cazul unei pene de curent. Mulți producători indică o gamă aproximativă, de exemplu, ei scriu că, în funcție de sarcină, durata de viață a bateriei va fi de 4-20 de minute. Sau indicați că atunci când lucrați la sarcină maximă, acest timp va fi de 5 minute.
Dar acest lucru este aproximativ și trebuie să fim siguri că UPS-ul pe care l-am cumpărat va asigura funcționarea cu baterie pentru o anumită listă de echipamente. Sau calculați cât timp un model UPS selectat ne va menține sarcina.
Calculăm capacitatea bateriilor pentru o durată de viață cunoscută
Pentru calcule avem nevoie de:
- Puterea totală activă (în wați) a echipamentului pe care urmează să-l conectăm la UPS (W).
- Durata de viață a bateriei (T).
- Tensiunea nominală a bateriei.
Folosim formula:
Unde:
- T este timpul lucrului autonom planificat (h),
- P este puterea echipamentului conectat (W),
- KPD - eficiența unei surse de alimentare neîntreruptibile (puteți lua aproximativ 0,85).
Și formula pentru transformarea capacității în W * h în capacitatea în AH:
Să presupunem că dorim ca computerul și monitorul din exemplul de mai sus să funcționeze timp de 2 ore după o întrerupere a curentului.
Capacitate (W * h) = 2 * 310 / 0,85 = 730 W * h.
Cu toate acestea, capacitatea bateriilor este de obicei indicată în amperi-ore. Pentru a converti capacitatea în wați-oră în amperi-oră, va trebui să indicați tensiunea nominală a bateriilor.
Pentru baterii de 12V:
Capacitate (A * h) = 730/12 == 60,83 ≈ 61Ah.
Pentru baterii de 24 V:
730/24 = 30,42 ≈ 30Ah.
Deoarece UPS-ul folosește cel mai adesea 1-2 baterii, mai rar 4, cu o capacitate de 7-9AH, ne va fi dificil să alegem un UPS standard pentru astfel de valori ale capacității totale. Cel mai bine este să cumpărați o sursă de alimentare neîntreruptibilă cu posibilitatea de a conecta baterii externe și de a selecta capacitatea în funcție de nevoile dvs.
Catalog UPS cu conexiune baterie externă.
Eficiență UPS (se poate lua aproximativ 0,85). Folosim formulele:
- V - tensiunea nominală a bateriei (V),
- AH - capacitatea unei baterii (AH),
- N este numărul de baterii.
- E - capacitatea totală (W * h),
- KPD - eficiența sursei de alimentare neîntreruptibilă (în mod implicit, puteți lua 0,85,
- P este consumul de energie al echipamentului conectat.
Luați ca exemplu UPS-ul USB PowerCom BNT-800AP. Producătorul susține o durată de viață a bateriei de 5 minute la sarcină maximă. Și cât timp poate funcționa computerul nostru cu un monitor cu un consum de energie de 310 W?
Capacitatea totală (W * h) UPS = 12V * 7.2AH * 1 = 86.4 W * h.
Timp = 86,4 * 0,85 / 310 = 0,237 ore ≈ 14 minute.
Concluzie
Acum să rezumăm pe scurt.
Pentru a alege un UPS, trebuie să:
site-ul
- Defini, ce tip de UPS ai nevoie.
- Calculați puterea totală și activă necesară a UPS-ului, luând în considerare curenții de pornire și o marjă mică.
- Dacă trebuie să mențineți puterea pentru un anumit timp, calculați de câtă capacitate UPS este necesară pentru aceasta. Și, în funcție de capacitatea calculată, cumpărați o sursă de alimentare neîntreruptibilă obișnuită sau un UPS și un set de baterii suplimentare pentru aceasta.
Este o garanție integrală a fiabilității sistemului de alimentare cu energie. Parametrii UPS trebuie să fie strict comparabili cu sarcina care va fi conectată la UPS. În caz contrar, sursa neîntreruptibilă nu va aduce beneficiile dorite, iar banii vor fi irositi.
Cum se calculează o sursă de alimentare neîntreruptibilă? Pentru a face acest lucru, este necesar să luați în considerare o serie de parametri, a căror cheie este puterea. Dacă cumpărați un UPS care este mai puțin puternic decât sarcina, pur și simplu nu va funcționa. Pentru a calcula puterea suficient de precis, trebuie să vă amintiți puțin de fizică.
Factorul de putere de încărcare sau cu alte cuvinte factorul de putere este foarte important atunci când se calculează puterea unei surse de alimentare neîntreruptibile. Această figură arată ce proporție de putere consumă de fapt sarcina, adică puterea activă. Dacă considerăm sarcina ca o rezistență ideală, atunci în acest caz valoarea coeficientului va fi egală cu unu, care este valoarea maximă. Condensatorii și bobinele nu sunt consumatori de energie, prin urmare valoarea coeficientului pentru acestea este egală cu zero. Echipamentul poate fi dominat atât de componente capacitive, cât și de componente inductive.
Echipamentele cu o componentă capacitivă includ computere și servere. Componenta inductivă este prezentă în dispozitivele cu motoare electrice, poate fi o pompă, aparat de aer condiționat etc. Această informație este necesară în cazul în care UPS-ul va proteja echipamente de diferite tipuri, deoarece factorul de putere al primului tinde spre unitate, în timp ce acesta din urmă este în intervalul de la 0,8 la 0,9. În acest caz, trebuie să găsiți factorul de putere mediu pentru a obține un rezultat precis.
Cum calculez puterea UPS-ului având în vedere factorul de putere al sarcinii? Pentru a calcula puterea, înmulțiți puterea nominală a UPS-ului cu factorul de putere. În urma operațiunii se obține un număr care arată puterea activă maximă pe care o poate furniza sursa de alimentare neîntreruptibilă. De exemplu, capacitatea UPS este de 100 kVA, iar factorul de putere de sarcină este de 0,9. În acest caz, puterea activă a sarcinii va fi de 90 kW. Puterea totală a sarcinii nu trebuie să depășească 90 kW și este mai bine dacă este puțin mai mică.
Astfel de dificultăți în calcularea puterii pot fi evitate prin utilizarea UPS-ului ca indicator al puterii de ieșire. În acest caz, calculul sursei de alimentare neîntreruptibilă se va efectua fără erori. Este o mare greșeală să comparăm puterile exprimate în volți-amperi și wați, deoarece valorile diferă semnificativ.
De asemenea, trebuie avut în vedere faptul că puterea consumată de echipament poate fi puțin mai mică decât cea nominală. Acest lucru se poate întâmpla într-o varietate de cazuri. De exemplu, dacă luăm în considerare computerele, atunci puterea lor în majoritatea cazurilor este determinată de puterea sursei de alimentare. Dar acest algoritm de calcul nu este corect în toate cazurile. Deci, de exemplu, o unitate de alimentare cu o putere de 450 W poate fi instalată pe un computer, dar puterea totală a componentelor computerului este de numai 120 W. Pot exista o mulțime de astfel de caracteristici și trebuie luate în considerare atunci când se calculează o sursă de alimentare neîntreruptibilă.
O altă situație care trebuie luată în considerare pentru a calcula funcționarea UPS-ului este legată de frigider. De exemplu, poate avea o putere de 250 W, dar trebuie avut in vedere ca frigiderul nu functioneaza tot timpul, ci doar dupa anumite intervale. În acest caz, trebuie să aflați consumul anual de energie electrică. În calcule este necesar să se folosească această valoare împărțită la 9. Trebuie remarcat faptul că puterea de sarcină trebuie citită în wați.
Pe unele site-uri, puteți găsi online calculul puterii UPS-ului, dar nu pot oferi date exacte, deoarece nu țin cont de astfel de nuanțe. Dacă tot decideți să utilizați astfel de servicii, atunci pe lângă rezultatul obținut, trebuie să adăugați aproximativ 20%. Este important să ne gândim la perspectiva creșterii puterii de sarcină. Dacă sarcina crește în viitor, este mai bine să achiziționați imediat un UPS mai puternic. O situație similară este și cu serviciile care vă permit să calculați timpul de funcționare al UPS-ului online.
Calcul bateriei
Dacă trebuie să calculați capacitatea UPS-ului pentru o anumită putere și timp de funcționare, atunci se folosește o formulă simplă:
Capacitate = 100 * timp * putere de sarcină
Durata de viață a bateriei este exprimată în ore și puterea de încărcare în kilowați. Vă atragem încă o dată atenția că puterea nu este exprimată în volți-amperi. De exemplu, o sursă de alimentare neîntreruptibilă protejează un computer cu 500 W (0,5 kW). Sursa de alimentare neîntreruptibilă trebuie să asigure o durată de funcționare de 2 ore. În aceste condiții, formula de calcul a capacității bateriei pentru UPS are următoarea formă:
100 * 0,5kW * 8h = 400 Ah
Astfel, pentru o sarcină cu o putere de 500 W este necesară o capacitate a bateriei de 400 Ah pentru a asigura funcționarea timp de 8 ore. Un astfel de calcul al capacității bateriei pentru un UPS este aplicabil pentru o baterie cu o tensiune de 12 V. În plus, trebuie luat în considerare faptul că formula este potrivită pentru o durată lungă de viață a bateriei, și anume aproximativ 9-10 ore. Acest lucru se datorează faptului că dependența capacității bateriei de timpul de încărcare nu este liniară pe tot parcursul.
Dacă timpul de funcționare este mai scurt, atunci este necesar să se introducă modificări. Acest lucru se datorează faptului că, într-un timp scurt, curentul de descărcare este mare, iar bateria oferă încărcăturii doar o anumită parte din capacitatea sa. Deci, dacă aveți nevoie de un timp de lucru de 30 de minute, atunci rezultatul trebuie împărțit la două, timp de 2 ore ar trebui redus cu 40%, timp de 4 ore - 30%, timp de 6 ore - 40%. Pentru a determina valoarea exactă, este necesar să folosiți valoarea exactă a eficienței invertorului care este instalat pe UPS și să comparați datele cu curba de descărcare a unui anumit tip de baterie.
După ce se găsește capacitatea totală, este necesar să se calculeze numărul de baterii pentru UPS. Pentru a o finaliza, trebuie să împărțiți capacitatea totală la capacitatea unei baterii. În cazul nostru, capacitatea totală a fost de 400 Ah. Să presupunem că capacitatea unei baterii este de 50 Ah. În acest caz, avem nevoie de 8 astfel de baterii reîncărcabile.
Ore de lucru
Mulți utilizatori sunt interesați de timpul de funcționare pe care acesta sau acela UPS îl poate oferi. Cum se calculează timpul de funcționare al unei surse de alimentare neîntreruptibile? Pentru a face acest lucru, trebuie să cunoașteți puterea sarcinii conectate la UPS, eficiența invertorului și capacitatea totală a bateriei.
Calculul total al bateriilor pentru un UPS este extrem de simplu. În cele mai multe cazuri, sursele de alimentare neîntreruptibilă conțin baterii tipice. Pentru a efectua un calcul total al bateriilor pentru UPS, trebuie să înmulțiți numărul acestora cu capacitatea unei baterii.
Pentru a calcula durata de viață a bateriei UPS-ului, se recomandă ca eficiența invertorului să fie luată egală cu 0,85. Puterea totală a sarcinii trebuie exprimată în wați. Am vorbit despre cum să-l găsim la începutul articolului.
Calculul timpului de funcționare a UPS-ului se realizează după următoarea formulă:
Timp = capacitatea totală a bateriei * tensiunea bateriei * (eficiența invertorului / puterea de încărcare)
Această valoare este aproximativă și se poate modifica pe durata de viață a sursei de alimentare neîntreruptibilă. Calculul timpului UPS este aproximativ, deoarece timpul depinde de uzura bateriei și de condițiile de funcționare, în principal de temperatura aerului. Deci, de exemplu, o creștere a temperaturii cu un grad după marcajul de 40 ° C reduce capacitatea bateriei cu 5%, ceea ce este foarte semnificativ. Pentru o durată de viață maximă, se recomandă reducerea sarcinii UPS-ului la fiecare 10 grade după 25 ° C cu 20%. Sau puteți organiza un sistem de răcire bun și preveniți deloc orice creștere a temperaturii, pentru care sursa neîntreruptibilă va fi doar recunoscătoare.
Dacă astfel de calcule vă sunt de neînțeles, atunci puteți apela la specialiști în acest domeniu sau puteți utiliza un calculator special - un program de calcul UPS. Cu toate acestea, în acest caz, este necesar să folosiți software dovedit creat de profesioniști pentru a evita greșelile și alegerea greșită a UPS-ului. Avantajul unor astfel de programe este calculul. La calcul, puteți alege tipul de miez pentru transformator. Calculele iau în considerare pierderile care sunt posibile în miez și fire de cupru.
Pot exista momente când nu este nevoie de date absolut exacte. În acest caz, puteți utiliza tabele speciale care arată durata de viață a bateriei pentru diferite tipuri de surse de alimentare neîntreruptibilă. Aceste tabele includ timpul de funcționare în funcție de capacitatea bateriilor și de puterea totală a sarcinii. Astfel, puteți compara datele dvs. cu datele tabelare și puteți afla timpul aproximativ.
Știind cum să calculezi UPS-ul, poți face cea mai corectă alegere a UPS-ului. Acum știi că durata de viață a bateriei nu depinde de puterea UPS-ului sau de tensiunea totală a bateriei, ci de capacitatea bateriilor. Prin urmare, atunci când alegeți un UPS, ar trebui să se acorde preferință cu o capacitate mai mare a bateriei în conformitate cu puterea specificată. Această alegere va asigura autonomie maximă.
Scrie o scrisoare
Pentru orice întrebare, puteți folosi acest formular.
Pentru a calcula durata de funcționare a unui UPS cu sursă de alimentare neîntreruptibilă, puteți utiliza datele medii pentru UPS-ul majorității producătorilor. De exemplu, cu o sarcină UPS de 100%, timpul de autonomie este de 4 ... 8 minute, 75% - 7 ... 12 minute, 50% - 12 ... 20 de minute. Sau tabele speciale care indică durata de viață a bateriei UPS-ului sursei de alimentare neîntreruptibilă pentru diferite valori ale puterii în sarcină și capacitatea bateriilor reîncărcabile încorporate. Este important să țineți cont de faptul că valorile duratei de viață a bateriei indicate de producător sunt estimative și nu constituie baza pentru apariția obligațiilor furnizorilor sau a reclamațiilor clienților. Trebuie amintit că producătorii de surse de alimentare neîntreruptibilă (UPS) indică valorile puterii UPS, capacitatea bateriei și timpul de funcționare autonomă pentru funcționarea la o temperatură de 20 ... 25C. Această temperatură este optimă pentru funcționarea UPS-ului și a bateriilor. Dar condițiile reale de funcționare ale surselor de alimentare neîntreruptibile UPS sunt diferite de cele ideale.
Determinarea timpului exact de autonomie al UPS-ului nu este o sarcină ușoară, ținând cont de mulți parametri care sunt diferiți pentru fiecare caz de calcul. Simplificată, aproximativ, durata de viață a bateriei unui UPS cu sursă de alimentare neîntreruptibilă atunci când funcționează pe baterie poate fi calculată folosind formula:
T =E* U/ P(ora.)
E- capacitatea bateriei de stocare (O ora)
U- tensiunea bateriei (V)
P- Putere de sarcina UPS (W)
Dacă atribuirea tehnică a clientului permite erori în timpul funcționării UPS-ului de alimentare neîntreruptibilă, atunci calculul se poate face folosind o astfel de formulă.
În caz de întreruperi în alimentarea cu tensiune a sarcinii critice, este necesară asigurarea funcționării autonome a acesteia. Utilizarea UPS-urilor (surse de alimentare neîntreruptibile) în circuitul de alimentare vă permite să rezolvați această problemă. Durata de viață a bateriei UPS-ului este indicatorul principal atunci când alegeți astfel de dispozitive pentru un anumit echipament. Durata de viață a bateriei UPS-ului depinde de capacitatea de încărcare și de capacitatea bateriilor de stocare. Consumatorii responsabili includ servere, circuite de control al cazanelor, echipamente de laborator sofisticate pentru cercetare ciclică, echipamente medicale pentru sistemele de susținere a vieții. Pentru un calcul mai precis al timpului de funcționare autonom al unui UPS cu sursă de alimentare neîntreruptibilă atunci când funcționează pe baterie pentru consumatori responsabili, formula de calcul ar trebui să ia în considerare eficiența eficienței invertorului (de obicei 0,75 ... 0,8), numărul de baterii din baterie, gradul de uzură al bateriei, adâncimea de descărcare a bateriei (0,8 ... 0,9. Bateriile își reduc capacitatea la 5% pentru fiecare grad de creștere a temperaturii după 40C.) modul de descărcare a bateriei și temperatura ambiantă), temperatura ambiantă (atunci când temperatura ambiantă crește peste 25°C, este necesar să se reducă puterea de încărcare a UPS-ului cu 20% pentru fiecare creștere a temperaturii cu 10°C).
Atunci când alegeți o sursă de alimentare neîntreruptibilă, este mai bine să cumpărați un UPS cu capacități suplimentare, de exemplu, cu posibilitatea de a conecta un stabilizator, plăci de încărcare suplimentare. Această configurație UPS va permite economii viitoare pe măsură ce capacitatea de încărcare crește.
Calculul configurației individuale a UPS-ului de alimentare neîntreruptibilă este cel mai bine lăsat în seama specialiștilor.
Să ne amintim ceva din fizică
La estimarea puterii consumate de sarcină, trebuie luată în considerare puterea aparentă. Puterea aparentă (unitatea VA - volt-amperi) este toată puterea consumată de aparat. Este alcătuit din componente de putere activă (unitatea de măsură "W" - Watt) și reactivă (unitatea de măsură VAR - reactiv volt-amperi). Consumatorii de energie electrică au adesea atât componente active, cât și reactive.
... Cu acest tip de sarcină, toată energia consumată este transformată în căldură. Pentru o serie de dispozitive, această componentă este cea principală. Acestea includ, de exemplu, sobe electrice, lămpi de iluminat, încălzitoare electrice, fiare de călcat, elemente de încălzire etc.Sarcini reactive ... Aproape orice altceva. Ele pot fi inductive și capacitive. Un reprezentant tipic al unui dispozitiv electric care are o componentă inductivă a sarcinii este un motor electric. Puterea aparentă (P) și puterea activă (Pa) sunt interconectate prin factorul cosF.
Pa = cosF x P
Care este metoda de calcul a puterii consumatorilor electrici?
Pentru a face alegerea optimă a modelului UPS în funcție de criteriul puterii necesare, trebuie să calculați puterea totală consumată de sarcina dumneavoastră. Încărcare, în acest caz, înseamnă toate aparatele electrice aflate în locuința dumneavoastră (birou, apartament, cameră de producție) care sunt supuse protecției.
Puterea consumată de un anumit dispozitiv este determinată cel mai bine de pașaportul sau de instrucțiunile de utilizare ale acestui produs. Uneori, consumul de energie și factorul cosF sunt indicate pe spatele dispozitivului sau dispozitivului. Trebuie remarcat faptul că cantitatea de putere din documente pentru diferite dispozitive poate fi indicată fie în wați, fie în volți-amperi. Pentru a evita erorile în calcularea puterii dispozitivelor, rezumăm separat pentru fiecare unitate de măsură în două coloane.
- enumeram toti consumatorii de electricitate care trebuie protejati;
- rezuma puterile lor așa cum este indicat mai sus;
- vom aduce rezultatele obținute la o unitate de măsură a puterii (de preferință în volți-amperi). Pentru asta:
Dacă puterea activă și coeficientul cosF sunt indicate în pașaport, atunci este ușor să-l recalculați la putere maximă. Pentru aceasta, puterea activă în „W” trebuie împărțită la cosF. De exemplu, dacă produsul spune că puterea activă este de 700 W și cosF = 0,7, atunci aceasta înseamnă că puterea aparentă consumată va fi egală cu 700 / 0,7 = 1000 VA. Dacă cosФ nu este specificat, atunci pentru un calcul aproximativ îl vom lua egal cu 0,7.
Puterea calculată în acest fel trebuie adăugată la suma puterilor din cealaltă coloană (însumată în VA).
Notă: pentru aparatele electrice cu sarcină rezistivă numai, factorul cosF este considerat 1.
Un alt punct extrem de important ar trebui luat în considerare - curenții de aprindere. Orice motor electric (compresor) la momentul pornirii consumă energie de câteva ori mai mult decât în modul nominal. În cazul în care sarcina include un motor electric (de exemplu: o pompă submersibilă, frigider, burghiu), consumul de putere nominal al acestuia trebuie înmulțit cu cel puțin 3 (de preferință 5) pentru a evita supraîncărcarea stabilizatorului sau UPS-ului atunci când dispozitivul este pornit. Faceți aceste ajustări la calculele dvs.
Deci, puterea a fost calculată.
Cu toate acestea, vom lua în considerare încă două puncte.
- În viață, practic nu există cazuri în care absolut toată sarcina funcționează în același timp. Într-adevăr, dacă întâlnești oaspeți, este puțin probabil ca rufele să fie spălate în acest moment, iluminatul să nu se aprindă în timpul zilei etc. În practică, există „coeficientul de pornire simultană”. Astfel, valoarea calculată poate fi redusă (adică înmulțită cu aproximativ un factor de 0,3-0,5).
- Pe de altă parte, este inacceptabil să lucrezi în modul de încărcare completă. Pentru a crea un mod de funcționare „cu economisire”, este de dorit să creșteți puterea obținută ca urmare a calculelor anterioare cu aproximativ 10-15%. Făcând acest lucru, creșteți durata de viață a echipamentului, creșteți fiabilitatea și vă creați o rezervă de putere pentru conectarea noilor echipamente.
A fost găsită cifra necesară. Acum, pe baza unor exemple specifice, să alegem un UPS.
Pentru a facilita sarcina de determinare a puterii, puteți oferi un tabel cu date aproximative despre consumul de energie electrică de către aparatele de uz casnic.
- Frigider - până la 1 kW
- TV - 0,08 kW
- Mașină de spălat - 1,5 kW
- Fierbător electric - 2 kW
- Aspirator - 0,8 kW
- Fier de călcat - 1 kW
- Cuptor cu microunde - 1 kW
- Iluminat (lampi cu incandescenta - 1 buc.) - 0,06 kW.
- Calculatoare și monitoare:
Consumul de energie al monitoarelor CRT moderne
- 15 "70-100W
- 17 "90-110W
- 19 "100-150W
- 22 "110-180W
Consumul de energie al monitoarelor LCD moderne
- 15 "- 25-45 W
- 17 "- 35-50 W
- 19 "- 40-60 W
29 martie 2016
Calculul precis al duratei de viață a bateriei folosind calcule matematice nu este o sarcină trivială. În acest sens, am simplificat sarcina prin implementarea algoritmului de calcul în calculatoare:
Cu toate acestea, să aruncăm o privire asupra abordărilor pentru determinarea duratei de viață a bateriei.
1) Formula simplă
T = E U / P
- E - capacitatea bateriei în Ah
- U - tensiune
- P este puterea de sarcină în wați.
Aceasta este o formulă extrem de simplificată, care oferă o estimare foarte aproximativă pentru descărcări în intervalul de 5-15 ore. Potrivit pentru calcularea rapidă a timpului de autonomie din mintea ta. Algoritmul nu ține cont de scăderea eficienței energetice a bateriei la descărcări scurte și de creșterea descărcărilor lungi, precum și de diverși coeficienți.
Există o formulă îmbunătățită cu coeficienți:
T = Uab * Sak * K * h * Cr * Kg / Rnagr
- T este durata de viață a bateriei sursei de alimentare neîntreruptibilă, h;
- Uab - tensiunea bateriei, V;
- Capacitatea bateriei de stocare Sac, Ah;
- K este numărul de baterii din circuit;
- h - randamentul convertorului (h = 0,75-0,9), adesea variază în funcție de mărimea sarcinii;
- Кр - coeficientul adâncimii de descărcare 0,8 –0,9 (80% –90%), ar trebui luat în considerare 80%;
- Кg - coeficientul capacității disponibile (depinde de modul de descărcare și temperatură, vezi caracteristicile bateriei)
- Rnagr - puterea de sarcină.
Acest algoritm oferă rezultate relativ precise, dar pentru descărcări lungi de 1 oră sau mai mult. La descărcări scurte, rezultatele pot fi grav denaturate din cauza funcției de descărcare neliniară a bateriilor cu plumb-acid. Am folosit o metodă similară în articol.
2) Formula lui Peckert
T = Cp / I ^ n
- T - timpul în ore
- Cp - Capacitate Peckert (capacitatea bateriei la descărcare de 1 A)
- I - curent de descărcare
- n - exponent Peckert
Exponentul Peckert este uneori indicat în caracteristicile bateriei și este calculat pe baza datelor de rating C a bateriei (capacitate la diferiți timpi de descărcare). Capacitatea Peckert este calculată prin formula - Ср = R (C / R) ^ n (R este evaluarea în ore corespunzătoare capacității date, de exemplu, 10).
Calculatoarele noastre se bazează pe această formulă, ținând cont de eficiența invertoarelor și de adâncimea de descărcare. Ei calculează timpul de autonomie cu mare precizie atât pentru descărcări scurte cât și lungi.
3) Calcul conform tabelelor din specificațiile bateriei
Pasul 1. Calculul puterii totale în puterea sarcinii de pe baterii
Rakb = (Pload * cos (φ) * Knagr) / eficientainv
- Sarcina - putere în kVA
- cos (φ) - caracteristica factorului de putere (caracteristica de sarcină)
- Knagr - gradul de sarcină al UPS-ului
- KPDinv - eficiența invertorului
De exemplu, să luăm un UPS de 120 kVA care funcționează la sarcină de 70% cu un factor de putere de 0,8:
Rakb = (120.000 * 0,8 * 0,7) / 0,94 = 71 489W - această sarcină va cădea pe întregul banc de baterii atunci când UPS-ul este alimentat de la baterie.
Pasul 2. Calcularea sarcinii unei baterii
Să recalculăm sarcina unei baterii. De regulă, în UPS-urile mari, bateriile sunt conectate în serie cu o cantitate de 32-40 buc. Pentru a calcula sarcina unei baterii la 40KB:
71 489 W / 40 = 1 788 W.
În fișa de date a bateriilor, de regulă, este indicată puterea per celulă (Pel), din care 6 buc. in baterie de 12V. Prin urmare:
Pel = 1788/6 = 298W.
Pasul 3. Studiul tabelelor de descărcare a bateriilor și selecție.
În articol, am examinat subspeciile de baterii în contextul diferitelor utilizări prevăzute. Una dintre caracteristicile de bază este producția de energie, adică. cât de mult este capabilă să dea bateria într-un anumit timp.
Să aruncăm o privire la tabelul pentru bateriile Delta de 100Ah în două serii diferite.
Delta DTM 12100 l:
Delta HRL 12100:
Amintiți-vă că sarcina celulei noastre este de 298 W. Adâncimea de descărcare este de 10,8 V sau 1,80 V per celulă. Astfel, din aceste tabele, putem concluziona că DTM 12100 l va rezista la sarcină aproximativ 13,8 minute (poate fi considerat proporțional, distorsiunile sunt minime), Delta HRL 12100 - 16,3 minute. diferenta de ordine 15% ... Apropo, diferența de preț este aproximativ aceeași.
4) Efectuarea descărcărilor reale
Desigur, testele de descărcare din lumea reală sunt ideale. Trebuie avut în vedere faptul că bateriile își ating capacitatea maximă până la al 10-lea ciclu de încărcare-descărcare.
