• Metoda výpočtu UPS a důležité nuance. Výpočet doby zálohování UPS

    Připomeňme si trochu fyziky

    Při odhadu výkonu odebíraného zátěží je třeba vzít v úvahu zdánlivý výkon. Zdánlivý výkon (VA jednotka - voltampéry) je veškerý výkon spotřebovaný elektrickým spotřebičem. Skládá se z aktivní (měrná jednotka "W" - Watt) a jalové (měrná jednotka VAR - voltampér reaktivní) složky výkonu. Spotřebitelé elektřiny mají často aktivní i jalové složky.

    . Při tomto typu zátěže se veškerá spotřebovaná energie přemění na teplo. U řady zařízení je tato součást hlavní. Patří sem například elektrická kamna, svítidla, elektrická topidla, žehličky, topná tělesa atd.

    Reaktivní zátěže . Téměř všechno ostatní. Mohou být indukční nebo kapacitní. Typickým představitelem elektrického zařízení, které má indukční složku zátěže, je elektromotor. Zdánlivý výkon (P) a činný výkon (Ra) jsou vzájemně propojeny koeficientem cosФ.

    Pa \u003d cosФ x P

    Jaký je způsob výpočtu výkonu elektrických spotřebičů?

    Abyste mohli optimálně vybrat model UPS podle kritéria požadovaného výkonu, musíte vypočítat celkový výkon spotřebovaný vaší zátěží. Zátěží se v tomto případě rozumí všechny elektrické spotřebiče umístěné ve vašem domě (kancelář, byt, průmyslové prostory), které podléhají ochraně.

    Spotřebu energie konkrétním zařízením nejlépe zjistíte z pasu nebo návodu k použití tohoto produktu. Někdy jsou spotřeba energie a koeficient cosФ uvedeny na zadní straně zařízení nebo zařízení. Je třeba poznamenat, že množství energie v dokumentech pro různá zařízení může být uvedeno buď ve wattech, nebo ve voltampérech. Aby se předešlo chybám při výpočtu výkonu zařízení, shrnujeme zvlášť pro každou měrnou jednotku ve dvou sloupcích.

    1. uveďte všechny elektrické spotřebiče, které mají být chráněny;
    2. shrňme jejich pravomoci, jak je uvedeno výše;
    3. uveďme výsledky na jednu jednotku výkonu (nejlépe ve voltampérech). Pro tohle:

      Pokud je v pasu uveden činný výkon a koeficient cosФ, je snadné jej přepočítat na plný výkon. K tomu je třeba činný výkon ve "W" vydělit cosФ. Pokud je například na výrobku napsáno, že činný výkon je 700 W a cosФ = 0,7, pak to znamená, že celkový spotřebovaný výkon bude 700/0,7=1000 VA. Pokud cosФ není zadáno, pak pro přibližný výpočet budeme brát hodnotu 0,7.

    Takto vypočítaný výkon je vhodné přičíst k součtu výkonů v jiném sloupci (součet ve VA).

    Poznámka: pro elektrické spotřebiče, které mají pouze aktivní zátěž, se koeficient cosФ bere rovný 1.

    Je třeba vzít v úvahu další mimořádně důležitý bod - startovací proudy. Jakýkoli elektromotor (kompresor) v okamžiku zapnutí spotřebuje několikanásobně více energie než ve jmenovitém režimu. V případě, že je součástí zátěže elektromotor (např.: ponorné čerpadlo, lednička, vrtačka), je třeba její jmenovitý příkon vynásobit minimálně 3 (lépe 5), aby nedošlo k přetížení stabilizátoru nebo UPS. v okamžiku zapnutí zařízení. Proveďte tyto úpravy ve výpočtech.

    Síla se tedy počítá.

    Vezměme však v úvahu ještě dva body.

    1. V životě prakticky neexistují případy, kdy by současně fungovalo absolutně celé zatížení. Ve skutečnosti, pokud se setkáte s hosty, je nepravděpodobné, že se v tuto dobu pere prádlo, přes den se nezapíná osvětlení atd. V praxi existuje něco jako "faktor současného zapnutí". Vypočtenou hodnotu lze tedy snížit (tj. vynásobit přibližně faktorem 0,3-0,5).
    2. Na druhou stranu je nepřijatelné pracovat v režimu plné zátěže. Pro vytvoření "šetrného" režimu provozu je žádoucí zvýšit výkon získaný v důsledku předchozích výpočtů přibližně o 10-15%. Tím zvýšíte životnost zařízení, zvýšíte spolehlivost a vytvoříte rezervu výkonu pro připojení nového zařízení.

    Požadované číslo je nalezeno. Nyní si na základě konkrétních příkladů vybereme UPS.

    Pro usnadnění úkolu určování výkonu můžete poskytnout tabulku s přibližnými údaji o spotřebě elektřiny domácími spotřebiči.

    • Chladnička - do 1 kW
    • TV - 0,08 kW
    • Pračka - 1,5 kW
    • Rychlovarná konvice - 2 kW
    • Vysavač - 0,8 kW
    • Železo - 1 kW
    • Mikrovlnná trouba - 1 kW
    • Osvětlení (žárovky - 1 ks) - 0,06 kW.
    • Počítače a monitory:

    Spotřeba energie moderních CRT monitorů

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

    Spotřeba energie moderních LCD monitorů

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

    Trochu teorie

    Pro výpočet provozní doby zdroje nepřerušitelného napájení (UPS) s jakoukoli zátěží potřebujete znát kapacitu baterie, která je vyjádřena v ampérhodinách (A * h). V charakteristikách UPS však obvykle zapisují nikoli ampérhodiny, ale voltampéry (VA * A), to znamená, že zapisují výkon. Ale to není jen výkon, ale ideální výstupní výkon, vynalezený obchodníky. Klíčovým slovem je zde „ideální“. Tedy takový, který v reálném světě nemůže existovat. Označme to jako Pideal.

    Poctivější výrobci uvádějí efektivní výkon, který se tradičně udává ve wattech. Označme to jako Efektivní . Efektivní výkon se získá z ideálního výkonu vynásobením účiníkem:

    Efektivní = k * Pideal

    Jaký je účiník k ? Na výstupu UPS je instalován invertor, který převádí 12V dodávaných z baterie na 220V potřebných pro napájení připojených zařízení. Protože výstupní proud je střídavý, výkonová ztráta je 1/sqrt(2)=0,70. Navíc z tohoto výkonu vyjmeme napájení samotného nepřerušitelného obvodu a dostaneme koeficient přibližně rovný 0,6.

    Například typický kancelářský nepřerušitelný napájecí zdroj APC Smart UPS 500 má výkon 500 VA. Toto perfektní energie, kterou může poskytnout baterie nainstalovaná uvnitř UPS. Efektivní výkon bude podle našeho vzorce a koeficientu pouze 0,6 ideálního, tedy 300 wattů.

    Teď otázka. Proč jsme nejprve napsali voltampéry a pak začali psát watty? Oba jsou měrnou jednotkou výkonu. Tradičně se ve voltampérech píše ideální výkon a ve wattech efektivní výkon. Ale to jsou veličiny stejné dimenze.

    Výpočet doby chodu zařízení

    Nyní pochopíme, jak vypočítat provozní dobu zařízení napájeného z UPS. Máme například spravovaný router Cisco, který má spotřebu 50 wattů. Co tím myslíš, že spotřebuje 50 wattů? To znamená, že za hodinu utratí za svou práci 50 wattů výkonu. To znamená, že ve skutečnosti by bylo nutné napsat 50 W / h. Označme tuto hodnotu jako Dpower (příkon - spotřeba).

    Naše UPS má efektivní výkonovou rezervu pouze 300 wattů. To znamená, že pokud zařízení spotřebuje 50 W / h, pak naše UPS stačí pro:

    300 W / 50 Wh = 6 h

    To znamená, že vzorec pro výpočet času bude:

    T = efektivní / Dvýkon

    Tedy pokud Dpower bude v jednotkách W/h, pak bude čas v hodinách.

    A na závěr malý nesmysl

    Při pohledu na rozměry výkonu (volt * ampér) si vybavíme vzorec pro elektrický výkon ze školního kurzu fyziky:

    P = U*I

    Kde:

    • P je výkon baterie, vyjádřený ve voltampérech (V*A),
    • V je napětí baterie, vyjádřené ve voltech (V),
    • I je proud generovaný baterií, vyjádřený v ampérech (A).

    Nyní, když víme, že zdroje nepřerušitelného napájení mají obvykle baterie s napětím 12 V, můžeme zjistit proudovou sílu, kterou je baterie schopna poskytnout:

    I \u003d P/U \u003d 500/12 \u003d 41,6 A

    Oh, nifiga sám, 41,6 A! Co je to za proud? Toto je normální proud. Je to jen zkratový proud, když není žádný odpor, a proud se vypočítá na základě ideálního výkonu. Baterii ale nezkratujete, zátěž připojíte k UPS.

    29. března 2016

    Přesný výpočet životnosti baterie pomocí matematických výpočtů není triviální úkol. V tomto ohledu jsme tento úkol zjednodušili implementací výpočetního algoritmu do kalkulaček:

    Podívejme se však na přístupy k určení výdrže baterie.

    1) Jednoduchý vzorec

    T = E U / P

    • E - kapacita baterie v Ah
    • U - napětí
    • P - zátěžový výkon ve W.

    Toto je velmi zjednodušený vzorec, který poskytuje velmi přibližný výsledek pro výboje v rozsahu 5-15 hodin. Vhodné pro rychlé mentální odhadnutí doby autonomie. Algoritmus nezohledňuje snížení energetické účinnosti baterie pro krátké vybití a zvýšení pro dlouhé vybití, stejně jako různé koeficienty.

    Existuje vylepšený vzorec s koeficienty:

    T \u003d Uab * Sak * K * h * Kr * Kg / Rload

    • T je životnost baterie zdroje nepřerušitelného napájení, h;
    • Uab - napětí baterie, V;
    • Kapacita sack baterie, Ah;
    • K - počet baterií v obvodu;
    • h je účinnost měniče (h=0,75-0,9), často se mění v závislosti na zatížení;
    • Kp - koeficient hloubky vypouštění 0,8 -0,9 (80% -90%), je třeba uvažovat 80%;
    • Kg - koeficient dostupné kapacity (závisí na režimu vybíjení a teplotě, viz charakteristika baterie)
    • Rload - výkon zátěže.

    Tento algoritmus poskytuje relativně přesné výsledky, ale pro dlouhé výboje 1 hodiny nebo více. Při krátkých vybitích mohou být výsledky značně zkreslené v důsledku funkce nelineárního vybíjení olověných akumulátorů. V článku jsme použili podobnou metodu.

    2) Peckertův vzorec

    T=Cp/I^n

    • T - čas v hodinách
    • Cp - Peckertova kapacita (kapacita baterie při vybíjení proudem 1A)
    • I - vybíjecí proud
    • n je Peckertův exponent

    Peukertův exponent je někdy uveden ve specifikacích baterie a je vypočítán na základě údajů C-rating baterie (kapacita při různých dobách vybíjení). Peckertova kapacita se vypočítá podle vzorce - Ср=R(C/R)^n (R je hodnocení v hodinách odpovídající této kapacitě, například 10).

    Na základě tohoto vzorce, s přihlédnutím k účinnosti střídačů a hloubce vybití, jsou založeny naše kalkulačky. Počítají dobu autonomie s vysokou přesností pro krátké i dlouhé výboje.

    3) Výpočet podle tabulek ze specifikací baterie

    Krok 1. Výpočet zdánlivého výkonu na výkon baterie

    Rakb \u003d (Načíst * cos (φ) * Knagr) / KPDinv

    • Zatížení - výkon v kVA
    • cos(φ) - charakteristika účiníku (zatěžovací charakteristika)
    • Knagr - stupeň zatížení UPS
    • KPDinv - účinnost měniče

    Vezměme například 120kVA UPS běžící při 70% zatížení s účiníkem 0,8:

    Rakb \u003d (120 000 * 0,8 * 0,7) / 0,94 \u003d 71 489 W - je to tato zátěž, která dopadne na celou baterii, když je UPS napájena z baterie.

    Krok 2. Výpočet zatížení jedné baterie

    Pojďme si přepočítat zátěž na jednu baterii. Zpravidla se u velkých UPS zapojují baterie do série v množství 32-40ks. Pro výpočet zatížení jedné baterie při 40 bateriích:

    71 489W/40=1 788W.

    V datovém seznamu baterií je zpravidla uveden výkon na článek (Pel), z toho 6 ks. na 12V baterii. Proto:

    Pel = 1788/6 = 298 W.

    Krok 3. Prostudování vybíjecích tabulek baterií a výběr.

    V článku jsme zvažovali poddruhy baterií v kontextu různých zamýšlených použití. Jednou ze základních charakteristik je energetická účinnost, tzn. kolik energie může baterie dodat za určitou dobu.

    Podívejme se na vybíjecí tabulky 100Ah Delta baterií dvou různých řad.

    Delta DTM 12100l:

    Delta HRL 12100:

    Připomeňme, že naše zatížení na prvek je 298W. Hloubka vybití - 10,8V nebo 1,80V na článek. Z těchto tabulek tedy můžeme usoudit, že DTM 12100 l udrží zátěž cca 13,8 minuty (lze uvažovat úměrně, zkreslení jsou minimální), Delta HRL 12100 - 16,3 minuty. rozdíl objednávky 15% . Mimochodem, rozdíl v ceně je přibližně stejný.

    4) Provádění skutečných výbojů

    Ideální jsou samozřejmě testy skutečného vybíjení. Je třeba vzít v úvahu, že baterie získávají maximální kapacitu do 10. cyklu nabití-vybití.

    Jakou UPS vybrat? Toto téma jsme nastolili v předchozím článku a zkoumali jsme typy nepřerušitelných zdrojů napájení nabízených výrobci. Dnes budeme hovořit o tom, jak vybrat nepřerušitelný zdroj napájení v závislosti na vašich úkolech a typu vašeho zařízení, a také vypočítat požadovaný výkon UPS.

    Jaký nepřerušitelný zdroj napájení potřebujete, závisí na několika hlavních bodech:

    1. Před jakými problémy se sítí chcete zařízení chránit?
    2. Designové prvky zařízení, které chcete připojit k UPS.
    3. Plánovaný výkon zátěže na UPS.
    4. Požadovaná výdrž baterie.

    V tomto článku tedy zvážíme výběr nepřerušitelného zdroje napájení s ohledem na následující otázky:

    • Vypočítáme kapacitu baterie pro známou životnost baterie.
    • Vypočítáme životnost baterie se znalostí kapacity UPS.

    Proč potřebujete UPS?

    Odpověď na otázku: jaký zdroj nepřerušitelného napájení zvolit, závisí především na tom, proč jej potřebujete.

    Proč? Co koupit
    Při výpadku proudu řádně vypněte počítač a mějte čas na uložení dat. V tomto případě si klidně vezměte levnou off-line nebo line-interaktivní UPS s výdrží baterie 5-15 minut.
    Zajistěte napájení zařízení v případě dostatečně dlouhého výpadku proudu.

    Pokud je pro vaše zařízení vhodný nesinusový průběh, kupte si off-line nebo linkově interaktivní UPS, ale se zvýšenou kapacitou, s očekáváním dlouhé životnosti baterie. Jak vypočítat kapacitu, si můžete přečíst níže.

    Největší rezerva doby offline provozu je u UPS s externími bateriemi, kvůli možnosti zvýšit kapacitu pomocí dalších baterií (zapojených paralelně). Takové zdroje nepřerušitelného napájení jsou nejčastěji z kategorie drahých, s dvojitou konverzí.

    Pokud je to potřeba opravdu dlouhá doba provozu, desítky hodin, možná nejlepším řešením by bylo pořízení generátoru.

    Chraňte zařízení před přepětím nebo podpětím, poklesy, nebezpečnými vypnutími na několik sekund (naši elektrikáři rádi vytahují vypínač tam a zpět). Pro tyto účely potřebujete UPS AVR (Automatic Voltage Regulation): Line-interaktivní UPS nebo dražší UPS s dvojitou konverzí. Stabilizace napětí u lineárně-interaktivních UPS je nejčastěji realizována ve stupňovité hrubé formě, u online modelů stabilizátor funguje plynule.
    Chraňte citlivá zařízení před maximálním počtem poruch a rušení v elektrické síti. Pro tyto účely je vhodný pouze nepřerušitelný on-line typ.

    Upozorňujeme, že pokud potřebujete pouze stabilizaci výkonu a nepotřebujete zajistit autonomní provoz zařízení při výpadku proudu, je vhodnější zakoupit samostatný stabilizátor.

    Také poměrně často používají kombinaci stabilizátor + levný UPS (nepřerušitelný zdroj je připojen do sítě PO stabilizátoru). Takový tandem umožňuje nejen regulovat napětí, pokud to není v UPS zajištěno, ale také prodlužuje životnost baterií UPS.

    Jaký druh zařízení si kupujete UPS, abyste je chránili?

    Jaký zdroj nepřerušitelného napájení zvolit závisí také na konstrukčních vlastnostech připojeného zařízení.

    Obecné pravidlo zní: k UPS se správnou sinusovkou na výstupu můžete připojit téměř jakékoli zařízení, stačí si jen správně vypočítat výkon. Ne všechna zařízení mohou být připojena ke zbytku UPS, zejména offline typu.

    Zvláštnost Optimální typ UPS Vysvětlení

    Prvky citlivé na nesinusové průběhy.

    Nejčastějším případem je zařízení s elektromotorem, čerpadlem, kompresorem, včetně čerpadel pro plynové kotle, dále téměř všechny domácí spotřebiče: ledničky, fény, pračky, elektrické vrtačky atd. Stupňovitá sinusoida nebo navíc meandr působí na elektromotor negativně: vznikají vířivé proudy, klesá indukční odpor v důsledku toho se motor přehřívá až do spalování.

    V některých zařízeních, např. laserové tiskárny, kopírky mohou také existovat součásti, které ke svému provozu vyžadují sinusovou vlnu, a pokud jsou napájeny z UPS se čtvercovou nebo stupňovitou vlnou, vydrží mnohem méně.

    Indukční prvky (tlumivky, tlumivky).

    On-line typ UPS.

    Poměrně často vyvstává otázka - je možné připojit zařízení s indukční zátěží, například zářivky, k běžnému levnému nepřerušitelnému napájení? V praxi se propojují a zdá se, že vše funguje. Je však třeba mít na paměti, že mnoho výrobců to kategoricky nedoporučuje a případy selhání nepřerušitelného zdroje napájení po připojení indukční zátěže klasifikuje na nezáruční.

    Navíc se vyskytly případy, kdy reaktivní zátěž poškodila UPS, která pro to nebyla určena.

    Transformátorové (lineární) napájení.

    On-line typ UPS.

    Při výběru UPS pro zařízení s transformátorovým napájením si musíte dát pozor na UPS, která nevydává čistou sinusovku. Při přivádění napětí ve formě meandru nebo stupňovité sinusoidy se ztráty v transformátoru zvyšují, což při velkém zatížení povede k desetinásobnému snížení zdrojů transformátoru. V praxi se také vyskytly případy, kdy shořela samotná UPS, ke které byla taková zátěž připojena. Na druhou stranu poměrně často zařízení s transformátorovými zdroji s nízkým výkonem, například bezdrátové telefony, tiše pracují v tandemu s off-line UPS.

    Mnoho výrobců však, stejně jako v případě indukční zátěže, nejčastěji nedoporučuje připojovat transformátorové zdroje ke klasickým UPS.

    Jak odlišit transformátorový zdroj od klasického spínaného zdroje? Pokud se bavíme o externím zdroji, pak pulsní zdroj je obvykle lehký a malý a transformátorový zdroj je těžší a větší, a to díky tomu, že je v něm umístěn transformátor. Typ vestavěného zdroje se určuje obtížněji, zde je třeba se zaměřit na dokumentaci výrobce.

    Dobrou zprávou je, že ve většině případů v elektronické technice, jako jsou modemy, přepínače, routery, počítače, se nyní používají pulzní napájecí zdroje.

    Konstrukční prvky citlivé na kvalitu potravin.

    Pouze UPS typu on-line.

    Téměř každý ví, že technika bolestně vnímá poklesy napětí v síti, nebo neustále podhodnocované (nadhodnocené) napětí. O kvalitě napájení však nerozhoduje pouze napětí. Citlivá telekomunikační, audio-video, měřicí, lékařská technika také negativně reaguje na:

    • nestabilní frekvence napájení,
    • vysokofrekvenční rušení v síti,
    • harmonické zkreslení napětí,
    • nanosekundové a mikrosekundové napěťové impulsy.

    To vše může nejen narušit provoz zařízení, ale také snížit jeho životnost.

    UPS on-line typ s odpovídající nosností.

    Zařízení s elektromotory, čerpadly, kompresory a dalšími konstrukčními prvky, které v době spouštění spotřebovávají velké množství elektřiny, by se nemělo připojovat k UPS s nízkým výkonem. Startovací proudy mohou překročit normovanou spotřebu 3-7krát i více.

    Jak vypočítat výkon UPS?

    Abyste si vybrali ten správný zdroj nepřerušitelného napájení, musíte vypočítat celkový výkon zařízení, které se k němu chystáte připojit. Hodnoty výkonu lze specifikovat v technických specifikacích (pas nebo pokyny k technice).

    Vezměme si hypotetický příklad.

    Chceme se připojit k UPS:

    • počítač s výkonem 250 wattů,
    • 60W LCD monitor,
    • klimatizace na 2000 W (cos φ = 0,8).

    Je zde jeden bod: i když je výkon všech zařízení vyjádřen v jedné jednotce, v tomto případě ve W, musíte vypočítat dva výkony: ve voltampérech a wattech.

    Výkon ve voltampérech a wattech – jaký je rozdíl?

    Výkon, který se vyjadřuje ve voltampérech (VA, VA) je tzv plná síla. Zobrazuje skutečné zatížení zařízení s ohledem na aktivní a reaktivní.

    Výkon, který se vyjadřuje ve wattech (W, W), se nazývá činný výkon.

    Toto jsou dvě různé hodnoty a obě je třeba vzít v úvahu při výběru UPS s výkonem, který potřebujete. To je zvláště důležité, pokud se chystáte k UPS připojit jalovou zátěž, protože v takovém zařízení může být zdánlivý a činný výkon velmi odlišný.

    Výpočet výkonu ve voltampérech.

    Pro převod činného výkonu (ve wattech) na zdánlivý výkon ve voltampérech použijeme vzorec:

    Kde:

    • VA - celkový výkon,
    • W - činný výkon,
    • P je účiník zařízení.

    Pokud zařízení patří do aktivní zátěže, a to je téměř všechna síť, telekomunikační zařízení, osvětlovací a topná zařízení, to znamená zařízení bez indukčnosti, bez jalového výkonu, stejně jako počítačová zařízení s napájecími zdroji s řízením účiníku (APFC) , aktuální koeficient může být vzat roven 1, nebo lépe s malou rezervou – 0,95.

    Pokud budete k UPS připojovat laserovou tiskárnu, klimatizaci, zářivky - zařízení, které má elektromotory a podobně, vše kde je indukčnost a jalový výkon, stejně jako počítače s napájecími zdroji bez APFC, potřebujete podívejte se na účiník v pasu zařízení nebo na nálepce na zadní stěně. U takové techniky je nejčastěji indikována. Účiník se označuje jako účiník (PF) nebo cos φ.

    V případě, že výrobce neuvedl hodnotu účiníku, ale zátěž rozhodně není plně aktivní, lze použít nejběžnější hodnotu: 0,7.

    Vraťme se k našemu příkladu.

    Napájení v počítači bez úpravy účiníku, tedy bereme hodnotu P rovnou 0,7. Monitor je na tom podobně. Celkem získáme celkový výkon:

    • pro počítač s monitorem: (250 + 60) / 0,7 \u003d 442 VA,
    • pro klimatizaci: 2000/0,8 = 2500 VA,
    • Dohromady: 2942 VA.

    Tak co, koupíme nepřerušitelný zdroj na 3000VA? Nespěchejte, není to tak snadné.

    Výpočet výkonu ve wattech.

    Nejčastěji nastává ten nejjednodušší případ – když je výkon ve wattech, tak se také říká činný výkon, je již uveden v dokumentaci k zařízení. Pokud ne, můžete převést výkon z voltampérů na watty pomocí stejné metodiky jako u zdánlivého výkonu.

    Spočítejme si výkon našeho zařízení ve wattech:

    • počítač s monitorem - 310 W,
    • klimatizace - 2000 W,
    • Dohromady: 2310 W.

    V našem internetovém obchodě mezi UPS za 3000VA má například tyto:

    Jak vypočítat požadovanou kapacitu zdroje nepřerušitelného napájení?

    Obvykle máme při výběru zdroje nepřerušitelného napájení nějaké specifické požadavky na dobu, po kterou bude podporovat provoz k němu připojených zařízení v případě výpadku proudu. Mnoho výrobců uvádí přibližný dojezd, například píší, že v závislosti na zátěži bude výdrž baterie 4-20 minut. Nebo uveďte, že při práci s maximální zátěží bude tato doba 5 minut.

    Ale to je přibližné a musíme si být jisti, že UPS, kterou jsme koupili, bude poskytovat výdrž baterie pro určitý seznam zařízení. Nebo spočítejte, jak dlouho některý model UPS, který jsme si vybrali, udrží naši zátěž.

    Vypočítáme kapacitu baterie pro známou životnost baterie

    Pro výpočty potřebujeme:

    • Celkový činný výkon (ve wattech) zařízení, které se chystáme připojit k UPS (W).
    • Životnost baterie (T).
    • Jmenovité napětí baterie.

    Použijeme vzorec:

    Kde:

    • T - doba plánované samostatné práce (h),
    • P je výkon připojeného zařízení (W),
    • KPD - účinnost nepřerušitelného napájení (můžete si vzít asi 0,85).

    A vzorec pro převod kapacity ve Wh na kapacitu v AH:

    Řekněme, že chceme, aby počítač a monitor ve výše uvedeném příkladu běžely 2 hodiny po výpadku proudu.

    Kapacita (Wh) = 2 * 310 / 0,85 = 730 Wh.

    Kapacita baterie se však obvykle udává v ampérhodinách. Chcete-li převést kapacitu ve watthodinách na ampérhodiny, budete muset zadat jmenovité napětí baterií.

    Pro 12V baterie:

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

    Pro 24V baterie:

    730/24 = 30,42 ≈ 30Ah.

    Vzhledem k tomu, že UPS používá nejčastěji 1-2 baterie, méně často 4, s kapacitou 7-9AH, bude pro nás obtížné vybrat standardní UPS pro takové hodnoty celkové kapacity. Nejlepší je pořídit si nepřerušitelný zdroj s možností připojení externích baterií a výběrem kapacity podle vašich potřeb.

    Katalog UPS s možností připojení externích baterií.

  • Účinnost UPS (přibližně můžete vzít 0,85).
  • Používáme vzorce:

    • V je jmenovité napětí baterií (V),
    • AH - kapacita jedné baterie (AH),
    • N je počet baterií.
    • E – celková kapacita (Wh),
    • KPD - účinnost nepřerušitelného zdroje napájení (ve výchozím nastavení můžete vzít 0,85,
    • P je spotřeba energie připojeného zařízení.

    Vezměte si jako příklad PowerCom BNT-800AP USB UPS. Výrobce udává výdrž baterie 5 minut při maximální zátěži. A jak dlouho dokáže náš počítač pracovat s monitorem o příkonu 310 W?

    Celková kapacita (Wh) UPS = 12V * 7,2AH * 1 = 86,4 Wh.

    Čas \u003d 86,4 * 0,85 / 310 \u003d 0,237 hodin ≈ 14 minut.

    Závěr

    Nyní si to stručně shrňme.

    Abyste si mohli vybrat UPS, musíte:

    • Definovat, jaký typ UPS potřebujete.
    • Vypočítejte požadovaný celkový a činný výkon UPS s ohledem na zapínací proudy a malou rezervu.
    • Pokud potřebujete udržet napájení po určitou dobu - spočítejte, jakou kapacitu UPS k tomu potřebujete. A podle vypočítané kapacity si kupte běžný nepřerušitelný zdroj nebo UPS a k tomu sadu přídavných baterií.
    webová stránka

    Jmenovitý výkon zdroje nepřerušitelného napájení je jedním z nejdůležitějších technických parametrů, které je třeba vzít v úvahu při výběru UPS. Špatný výpočet výkonu UPS minimálně povede k tomu, že zdroj nepřerušitelného napájení bude neustále přetěžován, což znamená, že nebude schopen plnit svůj hlavní účel - chránit zařízení. V nejhorším případě, pokud je UPS výrazně přetížena, může sama způsobit výpadek napájení v napájení kritické zátěže.

    Výpočet výkonu UPS. Teorie.

    Jmenovitý výkon zdroje nepřerušitelného napájení je určen na základě výkonu zátěže, která je k němu připojena. Zde pod zátěží máme na mysli celkový výkon všech elektrických spotřebičů, které se plánují připojit k UPS. Proto je nutné správně vypočítat výkon zátěže a na základě výpočtu vybrat nepřerušitelný zdroj napájení. Důležité je upřesnění, že výpočet by měl vycházet jak z celkového, tak z činného výkonu zátěže. Připomeňme si některá data z kurzu školní fyziky.

    Zdánlivý výkon (měrnou jednotkou je VA, VA - voltampér) je veškerý výkon spotřebovaný zátěží. Zdánlivý výkon se skládá ze dvou složek - činného výkonu (jednotka W, W - Watt) a jalového výkonu (jednotka var, var - jalový voltampér). Naprostá většina zátěží má zpravidla aktivní i reaktivní složky.

    - zátěž, při které se veškerá spotřebovaná energie přemění na teplo. Reaktivní složka takové zátěže je tak malá, že ji lze zanedbat. Mezi aktivní zátěže patří různá topná zařízení (topidla, topná tělesa atd.), žárovky, žehličky a elektrické sporáky. Výrobce elektrických spotřebičů zpravidla udává výkon takového zatížení ve wattech.

    - všechna ostatní zatížení. Jalová zátěž může být buď indukční, nebo kapacitní. Typickým představitelem zátěže s reaktivní složkou, která má indukční charakter, je elektromotor. Celkový výkon elektromotoru P a činný výkon P a jsou vzájemně propojeny koeficientem cos φ.

    Hodnota cos φ je obvykle uvedena v technickém listu výrobku.

    Výpočet výkonu UPS. Metodologie.

    Nejčastěji výrobci nepřerušitelných zdrojů napájení v technické specifikaci zařízení udávají celkový a činný výkon UPS. Méně často lze nalézt údaj o plném výkonu a hodnotě výstupního účiníku. V druhém případě lze činný výkon UPS vypočítat pomocí vzorce

    Tady
    P je celkový výkon UPS
    P a - činný výkon UPS
    P F - výstupní účiník (uveden v technické specifikaci zdroje nepřerušitelného napájení)

    Abyste mohli vybrat požadovaný model nepřerušitelného napájení pomocí napájení, musíte vypočítat celkový výkon elektrických spotřebičů, které plánujete připojit k UPS. Výpočet by měl být proveden jak pro aktivní, tak pro plný výkon, to znamená, že nakonec byste měli dostat dvě čísla - výkon při plném zatížení (ve voltampérech) a výkon při aktivním zatížení (ve wattech). Algoritmus výpočtu je přibližně následující

    1. Udělejte si seznam elektrického zařízení, které plánujete připojit k UPS.

    2. Určete celkový výkon každého zařízení jedním z následujících způsobů

    • Plný výkon uvádí výrobce v pasu k zařízení.
    • Pokud je v pasu uveden činný výkon zařízení, vypočítejte celkový výkon pomocí níže uvedeného vzorce.

    Tady
    P je celkový výkon zařízení
    P a - činný výkon zařízení
    cos φ - účiník (uveden v pasu zařízení). Pokud cos φ není v pasportu uvedeno, pak pro výpočet vycházíme z toho, že cos φ = 0,7. Pro aktivní zátěž (topidla, žárovky atd.) cos φ = 1.

    3. Důležitá poznámka. Pokud plánujete připojit k UPS elektrický motor nebo elektrický spotřebič, který obsahuje elektromotor, musíte při výpočtu výkonu vzít v úvahu startovací proudy. Jakýkoli elektromotor v okamžiku zapnutí spotřebuje mnohem více energie než ve jmenovitém režimu provozu. Proto, aby nedošlo k přetížení zdroje nepřerušitelného napájení, musí být jmenovitá hodnota výkonu zařízení vynásobena alespoň 5, nejlépe 7.

    4. Chcete-li získat hodnotu celkového výkonu vaší zátěže, sečtěte přijatá data pro všechna zařízení.

    5. Stejným způsobem vypočítejte činný výkon vaší zátěže. Pro výpočet činného výkonu použijte následující vzorec.

    Výpočet výkonu. Pravidlo výběru UPS podle výkonu

    Takže jsme dostali dvě hodnoty výkonu naší zátěže - plný výkon a činný výkon. Základní pravidlo pro výběr UPS podle výkonu je následující: jmenovitý výkon zdroje nepřerušitelného napájení by měl být o 25 % vyšší než výkon vaší zátěže. Navíc by toto pravidlo mělo fungovat jak pro plný výkon UPS, tak pro činný výkon. Samozřejmě si můžete vybrat UPS, jehož jmenovitý výkon je roven nebo o něco větší než výkon zátěže. Tato možnost je přijatelná a bude fungovat, avšak životnost UPS zatížené na 100 % bude výrazně (mnohokrát) nižší než životnost UPS, jejíž zatížení nepřesahuje 80 % jmenovité hodnoty.

    Výpočet výkonu UPS. Přibližný výkon některých elektrických spotřebičů

    Níže jsou uvedeny orientační hodnoty spotřeby elektrické energie různých domácích spotřebičů.

    Spotřebiče.

    TV - 80 wattů.
    Pračka - 500 ... 2000 W.
    Chladnička - 1000W.
    Mikrovlnná trouba - 1000 wattů.
    Rychlovarná konvice - 2000W.
    Elektrický sporák - 1000 ... 2000 W.
    Vysavač - 200 ... 3000 W.
    Žehlička - 400 ... 2000 W.
    Domácí žárovka - 25 ... 75 W.
    Zářivka pro domácnost - 5 ... 30 W.

    Počítačová technologie.

    Síťový router, hub - 10 ... 20 W.
    Systémová jednotka osobního počítače - 200 ... 1000 W.
    Serverová systémová jednotka - 300 ... 1500 W.
    CRT monitor - 15 ... 200 W.
    LCD monitor - 20 ... 60 W.