Astro-nn.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как рассчитать мощность ИБП

Расчет мощности ибп

Мы предлагаем Вам воспользоваться онлайн-калькуляторами ведущих производителей источников бесперебойного питания, чтобы определиться с параметрами необходимого Вам устройства.

После того, как Вы решите — оборудование какой мощности должно быть защищено, мы поможем Вам подобрать вид источника бесперебойного питания, необходимое время резервирования. Мы предлагаем потребителям такие высококачественные бренды как UPS Emerson (Liebert), UPS AEG Power Systems, UPS Vision.

Не стоит забывать, что в далекой перспективе Вам потребуется сервисное обслуживание ситемы бесперебойного электропитание — техосмотр, замена аккумуляторных батарей для ИБП. Специалисты компании Ice-Decision помогут Вам быстро и качественно решить эти задачи!

Выбирая источник бесперебойного питания, еще на стадии проектирования системы бесперебойного питания, важно понимать, что основные рабочие элементы ИБП с функцией двойного выпрямления – это транзисторный выпрямитель, который обеспечивает преобразование переменного тока в постоянный, инвертора на транзисторах с изолированным затвором и трансформатор. Последний имеет особую важность – он гарантирует отсутствие постоянной составляющей на выходе и повышает надежность работы ИБП. Именно поэтому его можно использовать для защиты любых видов сложной техники, в том числе, особо требовательной к показателям напряжения в сети.

Рассматривая модели ИБП, созданные без использования трансформаторов, стоит отметить, что оптимальной схемой для их надежной работы является так называемая зеркальная схема, реализуемая, с помощью транзисторов в выпрямителе. С их помощью, осуществляется коррекция коэффициента потребляемой мощности и снижение уровня коэффициента нелинейных искажений до отметки в 5%, а также – появляется возможность снизить вес и параметры самого прибора.

Что же касается негативных сторон использования трансформаторов как составляющих элементов источников бесперебойного питания, необходимо отметить повышенный вес устройств, повышение коэффициента нелинейных искажений, за счет отсутствия специальных устройств управления потребления электрической энергии инвертором. Снизить его позволяет применение специальных фильтров и 12-пульсных выпрямителей, что, в свою очередь, становится причиной некоторого удорожания устройства.

Как рассчитать мощность источника бесперебойного питания

Автор: Алексей Пархоменко

эксперт категории «Генераторы, электростанции и стабилизаторы»

При нынешних перегруженных стационарных электрических сетях никого не удивишь скачками напряжения. Вполне обычное явление, когда в электросети оно слишком высокое, или, наоборот, низкое. Очень часто случается, что электроэнергию вовсе выключают (авария или профилактика, либо же запланированное отключение).

Подобные казусы чреваты выходом из строя чувствительной электроники, потерей базы данных на компьютере, невозможностью проделать в нужный срок определенную работу. Чтобы электроника и бытовая техника не сломалась от перебоев тока и напряжения, ее подключают к источнику бесперебойного питания.

Если вы хотите реально надежную систему энергоснабжения, то необходимо правильно подобрать источник питания.

В данной статье я предоставлю вам необходимую информацию о правилах выбора. Главное, чтобы параметры устройства подходили под нагрузку техники, к которой оно подключается. Прочитав статью, вы будете знать, что правильный подбор ИБП принесет пользу и поможет сохранить потраченные на него деньги.

Параметры расчета бесперебойника

Самый главный критерий в расчете бесперебойника – мощность. Чтобы ИБП работал, необходимо купить устройство, мощность которого будет немного больше, нежели нагрузка, которую потребляет компьютер, телевизор или любая бытовая техника.

Покупая бесперебойник, следует просчитать для себя и учесть критерии:

  • нагрузка, которую потребляет техника;
  • время работы устройства;
  • вольтаж аккумуляторных батарей.

Расчет источника бесперебойного питания определяется с помощью коэффициента. Он помогает определить долю потребления мощности (имеем в виду мощность активную). При максимальном сопротивлении коэффициент будет иметь максимальное значение – один. Если в устройстве большую часть составляют конденсаторы, катушки, которые вовсе несут никакой нагрузки, коэффициент будет ровняться нолю.

При выборе бесперебойника также необходимо обращать внимание на составляющую каждого вида техники.

Есть два вида составляющих:

  1. Емкостный вид (компьютерные устройства);
  2. Индуктивный вид (присутствует в агрегатах, работающих на электродвигателях, например, насосы, кондиционеры).

Тип составляющей необходимо учитывать, только если бесперебойное устройство покупается не для одного вида техники и электроники. В идеале для компьютера, посудомоечной машины, холодильника, других видов техники, необходимо покупать разные бесперебойники, поскольку у компьютерной техники данный показатель ровняется единице, в других видах электротехники – 0,8 или 0,9. Но иногда ИБП покупается один для разных устройств. Тогда выбирается бесперебойник со средним значением.

Как рассчитать мощность ИБП

Если знать номинальную мощность и коэффициент потребляемой нагрузки, вычислить мощность бесперебойника очень легко. Номинальная мощность чаще всего указывается в Ватах, тогда расчет проводится легко и без всяких трудностей. Достаточно просто номинальную мощность бесперебойника помножить на коэффициент нагрузки. Таким образом, будет известна максимальная мощность, которую может обслужить бесперебойник. То есть, это означает, что подключать устройство к ИБП можно с мощностью, которая не превышает активной мощности. Например, мощность бесперебойника составляет 100 кВт, коэффициент нагрузки – 0,9В. Если помножить мощность ИБП на коэффициент (100х0,9) получится 90 кВт. Поэтому общая нагрузка подключенного устройства не должна быть больше 90 кВт, лучше всего, если она будет даже немного меньше.

Чтобы не испытывать сложностей при расчете, в качестве первичного критерия можно брать выходную мощность ИБП. Проще будет, если данные будут выражены в Вольтах, а не в Амперах или Ваттах. Разные величины очень сложно сопоставлять, при этом очень легко допустить ошибку.

Какие факты еще нужно учесть при выборе

В ыбирая бесперебойник, важно принимать во внимание тот факт, что в некоторых устройствах энергия, потребляемая техникой, может быть намного ниже номинальной мощности. При выборе бесперебойника для компьютера необходимо обращать внимание на то, какую мощность потребляют все вместе взятые детали компьютера. К ним относится блок питания, экран, мышь, другие составляющие устройства. Очень часто мощность компьютера определяют по его системному блоку. Бывают случаи, когда сам блок питания потребляет 450 и больше Вольт, но, подключив все остальные комплектующие элементы компьютера, получится намного меньшее число, например, 120 Вольт. Поэтому очень важно учесть все нюансы при расчете коэффициента.

Покупая бесперебойник для дома, для кухонной техники, важно заранее знать, сколько времени на день работает устройство. Для примера можно взять холодильник, мощность которого составляет больше 250 Вольт. Время от времени он выключается. Поэтому при расчете коэффициента необходимо брать показатель, сколько холодильник потребляет энергии за один год и поделить это число на девять. Мощность высчитывается в Ваттах.

Расчет мощности ИБП

Мощность одна из основных характеристик, принимаемых во внимание при выборе источника бесперебойного питания (ИБП). При ее определении, следует учитывать особенности нагрузки.

Покупка ИБП, мощность которого превышает ваши потребности, означает трату денег впустую. Однако недооценка необходимой мощности системы бесперебойного электропитания чревата потерей нагрузки, что совершенно недопустимо. Как максимально точно рассчитать эту характеристику?

Для этого следует знать коэффициент мощности нагрузки (Power Factor, P), который определяет, какая часть мощности, предоставляемой источником электроэнергии, действительно потребляется оборудованием (активная мощность). Если нагрузка ведет себя как идеальное сопротивление, она поглощает всю подаваемую на нее мощность, то есть P=1. Идеальная емкость (конденсатор) или индуктивность (катушка) вообще не потребляют активной мощности (Р=0), поскольку не преобразуют электрическую энергию в другие ее виды. В течение одной четверти периода синусоиды энергия запасается в магнитном поле катушки или в электрическом поле конденсатора, а на протяжении другой – возвращается в сеть. Таким образом, в данном случае имеет место лишь рециркуляция энергии, а сопротивления катушки и конденсатора, в отличие от активного сопротивления резистора, называют реактивным.

В реальной жизни ничего идеального не существует, поэтому и значение коэффициента мощности нагрузки обычно находится в интервале от 0 до 1. В общем случае P вычисляется как отношение поглощаемой нагрузкой активной мощности (она измеряется в ваттах, Вт) к полной поступающей мощности (измеряется в вольт-амперах, ВА):

коэффициент мощности (Р) = активная мощность (Вт)/полная мощность (ВА).

При наличии только гармонических искажений коэффициент мощности равен косинусу угла сдвига фаз между током и напряжением, поэтому его часто обозначают cos φ. Нагрузка с преобладанием емкостной составляющей характеризуется опережающим коэффициентом мощности (cos φ положительный), а индуктивная нагрузка — отстающим (cos φ отрицательный).

Основной нагрузкой для ИБП являются ПК и серверы. В блоки питания этих устройств устанавливается выпрямитель с фильтром в виде конденсатора, поэтому они обладают определенной емкостной составляющей. Коэффициент мощности простейших блоков питания, используемых в дешевых ПК, может не превышать 0,6 — это означает, что лишь 60% подаваемой источником полезной мощности идет в дело. В действительности для типичных ПК ситуация не столь плоха — их коэффициент мощности составляет обычно 0,8, соответственно, большинство ИБП малой мощности проектируются с расчетом на обслуживание такой нагрузки.

Читать еще:  Электрические бойлеры, принципы работы и разновидности

Что касается современных серверов, систем хранения данных и сетевого оборудования (коммутаторы, маршрутизаторы), то здесь дело обстоит еще лучше. В них используются блоки питания с функцией коррекции коэффициента мощности, поэтому его значение приближается к 1. Но в расчетах все же лучше считать такое оборудование нагрузкой с небольшой емкостной составляющей, а коэффициент мощности принимать равным 0,95.

А вот кондиционеры, которые часто тоже защищают с помощью ИБП, представляют собой уже нагрузку с индуктивной составляющей, что связано с наличием электродвигателей в их компрессорах. Коэффициент мощности этого оборудования обычно находится в интервале от 0,6 до 0,8 (см. Таблицу 1).

Как оценить средний коэффициент мощности нагрузки, состоящей из разнотипного оборудования? Предположим, в офисе установлено следующее оборудование:

Тогда для определения усредненного коэффициента вначале рассчитывается усредненное отклонение Р от единицы:

Таким образом, нагрузка будет иметь индуктивный характер с P=0,95.

ДВА КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ

В спецификации почти любого ИБП указан его входной коэффициент мощности. Этот параметр не имеет никакого отношения к выходному коэффициенту и определяет то, как сам ИБП (как нагрузка) ведет себя по отношению к внешней сети. В современных ИБП, где выпрямитель построен на основе транзисторов IGBT, входной коэффициент мощности близок к единице, а значит, источник ведет себя практически как идеальное активное сопротивление и почти не вносит искажений во внешнюю сеть. Значение входного P полностью зависит от схемотехники ИБП.

Выходной коэффициент мощности для ИБП определяется подключенной к нему нагрузкой. Зная эту характеристику (наряду с полной мощностью в ВА), можно, умножив одно на другое, получить максимальную мощность в Вт, которую источник способен обслужить. Если коэффициент мощности нагрузки окажется больше указанного для ИБП, последний все равно не сможет превысить рассчитанную приведенным выше способом мощность в Вт, а значит, не обеспечит максимального значения ВА.

Обратимся опять к примеру. Пусть имеется ИБП номинальной мощностью 60 кВА, рассчитанной для нагрузки с коэффициентом мощности 0,9. Максимальная активная мощность, которую он может обслужить, составляет 54 кВт:

Нагрузку с указанной полной мощностью, но меньшим Р, например 0,8, он обслужит без проблем:

Как уже упоминалось, коэффициент мощности многих типов современного ИТ- и телекоммуникационного оборудования приближается к 1, поэтому здесь надо быть очень внимательным. Чтобы не ошибиться, многие специалисты сегодня при выборе ИБП предпочитают руководствоваться его выходной мощностью в Вт.

Если вы затрудняетесь в определении коэффициента Р, то для полной гарантии следует выбирать ИБП, мощность которого в Вт была бы больше характеристики нагрузки в ВА. Но в этом случае возможно существенное завышение мощности ИБП. Для более точного расчета следует сначала вычислить суммарную величину нагрузки (в ВА), затем ее усредненный Р, после чего, умножив оба значения, получить значение в Вт. Мощность ИБП в Вт не должна быть ниже характеристики нагрузки, выраженной в тех же единицах измерения.

ЕЩЕ ДВА ФАКТОРА

Важной характеристикой нагрузки служат еще два коэффициента: Crest Factor и Surge Factor. Первый из них в русскоязычной документации часто именуют пик-коэффициентом (или пик-фактор). Он определяется отношением максимального (пикового) значения тока к его среднеквадратичному (RMS) значению. Для волн прямоугольной формы пик-фактор равен единице, для идеальной синусоиды – 1,414 (√2).

Хотя мы назвали пик-фактор «характеристикой нагрузки», на самом деле на его значение влияют и характеристики источника электропитания. Импульсные блоки питания компьютеров потребляют ток очень неравномерно, поэтому для них пик-фактор обычно составляет от 2 до 3. Но это в том случае, если на нагрузку поступает чистая синусоида. Если же ИБП выдают ступенчато аппроксимированную синусоиду (что типично для источников мощностью менее 1 кВт), то пик-фактор оказывается менее 2 (обычно от 1,4 до 1,9). В целом же использование ИБП, сетевых фильтров и устройств подавления импульсных помех способствует снижению пик-фактора. Это, безусловно, положительный момент, поскольку высокий пик-фактор (большой ток) приводит к сильному нагреву элементов систем электропитания.

Большинство ИБП при полной нагрузке способны поддерживать пик-фактор 3 (при снижении нагрузки значение этой характеристики увеличивается), поэтому обычно проблем не возникает. Даже если источник не обеспечивает необходимое пиковое значение тока, то, как правило, работа блока питания нагрузки не нарушается, возможны лишь небольшие искажения формы электрического сигнала. Однако в крупных инсталляциях (например, когда ИБП обслуживает большое число ПК) такие искажения могут оказаться настолько значительными, что способны привести к нарушению функционирования нагрузки. Поэтому желательно, чтобы пик-фактор, поддерживаемый ИБП, не оказался ниже пик-фактора нагрузки.

Для расчета среднего пик-фактора нагрузки, состоящей из разнотипного оборудования, можно порекомендовать тот же способ, что и для расчета среднего коэффициента мощности. Обратимся к нашему примеру:

Усредненный пик-фактор можно вычислить так:

Если заявленный в характеристиках ИБП пик-фактор больше указанного значения, то проблем не будет.

Значение Surge Factor (к сожалению, устоявшегося рускоязычного термина для этой характеристики нет) определяет то, насколько пусковой ток, потребляемый нагрузкой, превышает его номинальное значение. Например, для запуска электродвигателя требуется большой пусковой момент, поэтому компрессоры холодильных установок при включении потребляют ток, в несколько раз превышающий номинальный (см. Таблицу 1). Пусковой ток системы освещения, использующей обычные лампы накаливания, тоже может значительно превосходить его номинальное значение. Дело в том, что удельное электрическое сопротивление вольфрама, из которого изготавливают нити накаливания, в значительной степени зависит от температуры: при 20°C его значение составляет 55×10 -9 Ом×м, при 1727°C — 557х10 -9 Ом×м. Соответственно, пусковой ток будет примерно в 10 раз превосходить номинальный.

Что касается компьютеров и серверов, то для них значение Surge Factor обычно не превышает 1,5, и большинство ИБП имеют достаточную перегрузочную способность, чтобы гарантировать надежное включение и стабильную работу этих устройств. Если же в составе нагрузки имеется оборудование с большим пусковым током, то перегрузочную способность выбираемого ИБП следует изучить самым тщательным образом.

Проанализировав рассмотренные в статье факторы, не забудьте еще и о том, что для обеспечения устойчивой работы оборудования мощность ИБП следует выбирать «с запасом» – больше требуемой на 15-25%.

Расчет мощности ИБП

Выбирая источник бесперебойного питания, важно правильно определить его мощность. Потребляемая мощность ИБП должна быть выше, чем максимальная суммарная мощность всех нагрузок. В крайнем случае, должен быть определен график нагрузки, если все оборудование не должно быть зарезервировано по питанию. Есть три основных типа ИБП:

  • off-line (автономный ИБП);
  • on-line (ИБП с байпасом);
  • on-line inteactive (ИБП с преобразованием).

Для каждого из них расчет мощности однотипен.

Определение потребляемой мощности в нагрузке

Если неизвестны паспортные данные нагрузки, то ее можно измерить в процессе работы ваттметром и ориентироваться на максимум показаний. Многие виды потребителей электроэнергии имеют переменную потребляемую мощность. Лучше иметь запас, чем получить срабатывание защиты в неподходящий момент. Сейчас в продаже есть цифровые ваттметры, многие из них с выходом на ПК. С их помощью можно произвести мониторинг и узнать пиковую потребляемую мощность. В процессе работы потребляемая мощность исправной нагрузки не должна превышать номинальной мощности. Поэтому выявленный максимум следует считать номинальной нагрузкой.

Если нет цифрового ваттметра, то можно использовать электродинамический ваттметр или комбинацию из вольтметра и амперметра. Вольтметр подключают параллельно нагрузке, а амперметр в разрыв цепи. Полной мощностью, которую потребляет нагрузка, будет произведение действующих значений напряжения и тока: P = U*I.

Для части нагрузки важным параметром является cos φ. Это множитель для доли активной мощности, необходимой нагрузке: Pa = P*cos φ. Этот параметр является важным для расчета мощности электрических машин переменного тока, то есть, трансформаторов и электродвигателей. Так как косинус теоретически не больше единицы, а на практике всегда меньше, то полная мощность потребляемая нагрузкой должна учитывать косинус. Оставшаяся мощность является реактивной (обменной) и выражается как Pr = P*sin φ.

Например, пусть электромотор должен быть обеспечен активной мощностью в 200 Вт. Пусть его cos φ = 0.8. Тогда мотор должен будет потреблять от источника питания мощность 200/0.8 = 250 Вт полной мощности. Если же мы измерим полную мощность, подаваемую на мотор, как 200 Вт, то фактически там будет 200*0.8 = 160 Вт активной мощности. Поскольку бытовой потребитель не платит за реактивную мощность, то ее не компенсируют в бытовых приборах.

Для трансформаторов и электродвигателей еще необходимо учитывать такой фактор, как пусковой ток. Этот ток возникает при намагничивании активной стали и превышает номинальный в 5-7 раз в первые 0.2. 0.5 секунд после включения. В технических характеристиках ИБП может быть такой параметр как перегрузочная способность. Его необходимо учитывать при большой насыщенности оборудования электродвигателями (кондиционеры и холодильники).

Читать еще:  Какое должно быть расстояние между фонарными столбами

Некоторые виды приборов с потерянными паспортами и шильдиками допускают расчетное определение мощности с достаточной точностью. Например, лампы накаливания и тэны. Поскольку известно их номинальное напряжение, то расчет можно выполнить, измерив сопротивление. После этого воспользоваться формулой: P = U*U/R (квадрат напряжения разделить на сопротивление). В рабочем режиме, за счет ТКС, температурного коэффициента сопротивления, у металлов положительного, сопротивление несколько возрастает, и реальная мощность окажется ниже на единицы процентов у ламп накаливания и доли процента у тэнов.

Линия питания нагрузки

Такой линией можно считать группу потребителей, подключенных к одному ИБП или к нескольким ИБП, работающим синхронно (параллельно). Как включить несколько ИБП на переменном токе в синхронную работу, это отдельная проблема. Но сделать это можно, если устройства рассчитаны на такой режим. В этом случае все они должны отдавать равные токи, чтобы не было перегрузки на отдельный источник. В таком случае и мощности у них будут равны. Такую систему можно считать одним ИБП с кратной мощностью.

В общем неважно, к какому типу относится ИБП: автономному или on-line, подразумевается, что он должен питать нагрузку в то время, когда сетевое напряжение отключено. Мощность, потребляемая в линии должна быть равна выходной мощности ИБП.

Мощность по входу и по выходу

Рассчитывать мощность ИБП следует не только по выходу, но и потребление самого источника, в том числе, и в автономном режиме. В любом случае, к.п.д. ИБП не равен 100%, и по входу любой из них потребляет больше, чем отдает на выходе. Вот как рассчитать мощность ИБП по входу: Pн = P(ибп. вх)*КН, где КН – коэффициент нагрузки. Если, например, КН = 0.95, и нагрузка требует 500 Вт мощности, то мощность, потребляемая нагруженным ИБП составит P(ибп. вх) = 500/0.95 = 530 Вт. 95% – это еще очень хороший показатель, большинство ИБП имеют этот коэффициент еще ниже.

Батареи для ИБП

Также очень важным параметром является емкость батарей, которые обеспечивают питание ИБП в оффлайновом (автономном) режиме. Она определяет время работы бесперебойного питания без сети. Обычно ИБП имеют встроенную батарею, сравнительно небольшой емкости. Ее хватает ненадолго. Но с внешним комплектом батарей работа может продолжаться много часов. Есть проблема зарядки внешних батарей, – если их емкость велика, то заряд может затянуться после восстановления электросети. Батареи могут заряжаться поочередно, автоматически или в ручном режиме от внешнего ЗРУ. Последний вариант самый дешевый.

В заключение рассмотрим расчет емкости батарей. Пусть ИБП питается от аккумуляторов с номиналом 24 В, имеет коэффициент нагрузки 0.9, и обеспечивает потребителей мощностью 1200 Вт. Как гарантировать 6 часовую работу если электроснабжение пропадет на длительный срок?

Решение. ИБП будет потреблять по входу 1200/0.9 = 1335 Вт. При напряжении на входе 24 В такая мощность может быть обеспечена током I = P/U = 1335/24 = 56 А. При 6 часах работы потребуется емкость 56*6 = 336 А*ч, которую для надежности лучше взять с запасом, например, 350 А*ч. Если имеются гелевые батареи 24 В / 100 А*ч, то потребуется 4 параллельно включенных и заряженных. На каждую батарею придется ток 56/4 = 14 А, что вполне приемлемо для длительного разряда.

Расчет мощности ИБП

Перед Вами встал вопрос, как рассчитать мощность ибп?

Вспомним кое-что из физики

При оценке мощности, потребляемой нагрузкой, следует учитывать полную мощность. Полная мощность (единица измерения ВА – вольт-ампер) — это вся мощность, потребляемая электроприбором. Она складывается из активной (единица измерения «Вт» — Ватт) и реактивной (единица измерения ВАР – вольт-ампер реактивный) составляющих мощности. Потребители электроэнергии зачастую имеют как активную, так и реактивную составляющие.

Активная нагрузка. У этого вида нагрузки вся потребляемая энергия преобразуется в тепло. У целого ряда устройств данная составляющая является основной. К ним относятся, например, электроплиты, осветительные лампы, электрообогреватели, утюги, ТЭНы и т. д.

Реактивные нагрузки. Практически все остальное. Они могут носить индуктивный и емкостной характер. Типичный представитель электроустройства, имеющего индуктивную составляющую нагрузки — электродвигатель. Полная мощность (Р) и активная мощность (Ра) связаны между собой коэффициентом cosФ.

В чем же заключается методика подсчета мощности электропотребителей?

Для того, чтобы сделать оптимальный выбор модели ИБП по критерию необходимой мощности, нужно рассчитать суммарную мощность, потребляемую Вашей нагрузкой. Под нагрузкой, в данном случае, подразумеваются все электроприборы, находящиеся в Вашем доме (офисе, квартире, производственном помещении), подлежащие защите.

Мощность, потребляемую конкретным устройством, лучше всего определить по паспорту или инструкции по эксплуатации на это изделие. Иногда потребляемая мощность и коэффициент cosФ указываются на задней стенке прибора или устройства. Следует учесть, что величина мощности в документах на разные приборы может быть указана либо в ваттах, либо в вольт-амперах. В целях избежания ошибок при расчетах мощности устройств суммируем отдельно по каждой единице измерения в две колонки.

  1. перечислим все электропотребители, подлежащие защите;
  2. просуммируем их мощности как указывалось выше;
  3. приведем полученные результаты к одной единице измерения мощности (лучше в вольт-амперах). Для этого:

если в паспорте указана активная мощность и коэффициент cosФ, то легко пересчитать ее в полную мощность. Для этого активную мощность в «Вт» нужно разделить на cosФ. Например, если на изделии написано, что активная мощность составляет 700 Вт и cosФ = 0,7, то это означает, что потребляемая полная мощность будет равна 700/0,7=1000 ВА. Если cosФ не указан, то для примерного расчета примем его равным 0,7.

Рассчитанную таким образом мощность следует сложить с суммой мощностей по другой колонке (просуммированной в ВА).

Примечание: для электроприборов, имеющих только активную нагрузку, коэффициент cosФ принимаем равным 1.

Следует учесть еще один крайне важный момент — пусковые токи. Любой электродвигатель (компрессор) в момент включения потребляет энергии в несколько раз больше, чем в номинальном режиме. В случае, когда в состав нагрузки входит электродвигатель, (например: погружной насос, холодильник, дрель), его паспортную потребляемую мощность необходимо умножить, как минимум, на 3 (лучше на 5) во избежание перегрузки стабилизатора или ИБП в момент включения устройства. Внесите эти коррективы в Ваши расчеты.

Итак, мощность подсчитана.

Однако учтем еще два момента.

  1. В жизни практически не бывает случаев, когда одновременно работает абсолютно вся нагрузка. В самом деле, если Вы встречаете гостей, то вряд ли в это время стирается белье, днем освещение не включается и т. д. На практике существует такое понятие как «коэффициент одновременного включения». Таким образом, посчитанную величину можно уменьшить (т.е. умножить примерно на коэффициент 0,3-0,5).
  2. С другой стороны недопустимо, чтобы источник бесперебойного питания работал в режиме полной загрузки. Для создания «щадящего» режима работы полученную в результате предыдущих расчетов мощность желательно увеличить примерно на 10-15%. Этим Вы увеличиваете срок службы техники, повышаете надежность и создаете себе резерв мощности для подключения нового оборудования.

Искомая цифра найдена. Теперь, основываясь на конкретных примерах, выберем ИБП.

Для облегчения задачи определения мощности можно привести таблицу с примерными данными потребления элетроэнергии бытовой техники.

  • Холодильник – до 1 кВт
  • Телевизор — 0,08 кВт
  • Стиральная машина — 1,5 кВт
  • Электрочайник — 2 кВт
  • Пылесос – 0,8 кВт
  • Утюг — 1 кВт
  • Микроволновая печь — 1 кВт
  • Освещение (лампы накаливания – 1 шт.) – 0,06 кВт.
  • Компьютеры и мониторы:

Мощность потребления современных мониторов CRT

  • 15″ 70-100 Вт
  • 17″ 90-110 Вт
  • 19″ 100-150 Вт
  • 22″ 110-180 Вт

Мощность потребления современных мониторов LCD

  • 15″ — 25-45 Вт
  • 17″ — 35-50 Вт
  • 19″ — 40-60 Вт

В данной статье изложены скорее теоретические аспекты проблемы, нежели практические рекомендации. Для перехода к решению конкретных проблем, стоящих перед Вами, рекомендуем перейти к следующим статьям нашего сайта:

Расчет мощности ИБП

Как рассчитать мощность источника бесперебойного питания

Одна из главных характеристик, по которым выбирают ИБП, — мощность устройства. Если купить систему с низким показателем этого параметра, потеряется нагрузка в сети, часть электротехники дома будет обесточена. Если взять устройство, которое превышает потребности электропитания, вы потратите большую сумму, чем могли бы. Ведь чем выше этот показатель, тем дороже ИБП. Как же не ошибиться и выбрать подходящее устройство?

Расчет мощности прибора

Самый простой способ — не мучить себя расчетами и обратиться к специалистам. Достаточно предоставить консультантам интернет-магазина 220 Volt все исходные данные о технике, которую вы хотите защитить. Они сами произведут расчеты и предоставят список подходящих устройств. Но если есть желание, вывести необходимые показатели можно самостоятельно.

Принцип расчета прост: нужно выяснить суммарную мощность потребления электроэнергии всей техникой в доме, которая требует защиты. В этот перечень обычно включают приборы, которыми пользуются постоянно и регулярно: холодильник, электроплиту, электрочайник, микроволновую печь, телевизор, персональный компьютер, кондиционер и прочее.

Количество потребляемой энергии этими приборами указывается в вольт-амперах либо ваттах в техническом паспорте устройств. Часто ее указывают на их задней стенке и обозначают коэффициентом cos φ.

Расчет проводится в несколько этапов.

Этап первый

Формируем таблицу на три колонки: название устройства, активная мощность (Вт), полная мощность (В·А). Затем заполняем ее по такому принципу:

  • в первой колонке указываем все подлежащие защите приборы;
  • во вторую и третью заносим данные о мощности каждого;
  • сводим все показатели к единой единице измерения, например к ваттам.

Коэффициент cos φ переводится в активную мощность простым умножением на показатель полной мощности (В·А). Если этого показателя нет, можно брать среднюю величину, равную 0,7. Если у прибора указана только активная нагрузка, считается, что коэффициент равен единице.

Этап второй

Теперь необходимо рассчитать пусковые режимы приборов. Даже самый простой электроприбор на старте потребляет в несколько раз больше электроэнергии, чем во время постоянной работы. Если же он оснащен электродвигателем, этот показатель увеличивается еще больше. Это надо учитывать, выбирая защитное устройство.

При наличии электродвигателя показатель рассчитывают путем умножения мощности, указанной в техническом паспорте, на пять. Примерно столько устройство тянет из сети в момент подключения до начала стабильной работы. Теперь данные из этой колонки необходимо приплюсовать к данным полной пусковой мощности. К получившемуся показателю прибавляют еще 15–25% для резерва ИБП.

Этап третий

Теперь необходимо оптимизировать показатели, ведь редко когда в сеть включаются абсолютно все устройства из списка. К тому же бывают периоды минимальной нагрузки на сеть: когда никого нет дома или в ночные часы. Поэтому есть смысл разбить режимы потребления электроэнергии на будни и выходные/праздники, день и ночь, лето и зиму. Для любого из этих режимов берется максимальный показатель мощности.

Часто рекомендуют учитывать так называемый пик-фактор: соотношение максимального, пикового потребления к среднестатистическому. Большинство ИБП имеют этот показатель на уровне 2 или 3. Модели с показателем 3 используются в офисах, где установлено значительное количество ПК. Именно персональные компьютеры и серверы оказывают значительную нагрузку на защитное устройство. При расчетах необходимо учитывать мощность не только их процессора но и блока питания, которые могут существенно отличаться.

Ориентируясь на выведенные показатели мощности, можно подбирать соответствующий ИБП из модельного ряда понравившегося производителя. Устройство должно обладать показателями, равными рассчитанным, или несколько превышать их.

Обширный ассортимент подобных устройств представлен в интернет-магазине 220Volt. Здесь вы найдете ИБП различных характеристик от ведущих мировых производителей. При выборе, оформлении, оплате заказа вы всегда можете обратиться к консультанту за помощью.

Служба доставки интернет-магазина «220Volt» бесплатно доставит заказы на сумму более 3000,00 грн по Киеву, а заказать доставку в любую точку Украины можно удобной вам курьерской службой.

Сколько электроэнергии потребляет источник бесперебойного питания. Расчет мощности ИБП

Читайте также

В последнее время появилось определенное количество статей в которых вводятся расчетные величины и с легкостью доказывается превосходство одной марки UPS над другой. При этом некоторые технические характеристики не указываются или указываются только те, которые выгодно показывать для данных моделей. Характерный пример — обычно в каталогах на UPS небольшой мощности обычно не указывается величина допустимой перегрузки инвертора, на основании этого в одной из статей был сделан вывод, что UPS многих фирм (Off-line и line-interactive) не могут работать с перегрузкой. В данной статье мы постараемся воздержаться от введения каких-либо искусственных технико-экономических показателей. Однако мы понимаем, что вопрос цены, в большинстве случаев является определяющим при выборе UPS . Вернемся к UPS и тем особенностям, техническим характеристикам, на которые необходимо обращать внимание при выборе оборудования.

Во первых, надо определиться для чего приобретается источник или система бесперебойного питания , что вы хотите защитить и от чего. Для этого определим, какие UPS существуют, и какой уровень защиты обеспечивает та или иная технология изготовления, а также список наиболее встречающихся неполадок в электросети. Наиболее часто встречающиеся неполадки в электросети:

  • исчезновение напряжения,
  • провал напряжения,
  • повышение напряжения,
  • понижение напряжения,
  • электромагнитные и радиочастотные помехи,
  • высоковольтный импульс,
  • переходный процесс при коммутации,
  • искажение синусоидальности напряжения.

off-line UPS — источник бесперебойного питания характеризуется наличием времени переключения с основной сети на работу от аккумуляторов. При работе от входной сети представляет собой пассивный фильтр. При работе от аккумуляторов на выходе инвертора степ волна. Небольшие габариты и простой дизайн. Ценовая ниша — самый дешевый. Защищает от 3-х неполадок в электросети.

line-interactive UPS — источник бесперебойного питания характеризуется наличием времени переключения с основной сети на работу от аккумуляторов. При работе от входной сети представляет собой пассивный фильтр. Имеет автотрансформатор благодаря чему может работать в широком диапазоне входных напряжений без перехода на аккумуляторы. При работе от аккумуляторов на выходе инвертора степ волна или синусоида. Привлекательный внешний вид, небольшие габариты. Ценовая ниша — небольшая цена для тех задач которые он может решать. Защищает от 5-ти неполадок в электросети.

on-line UPS — источник бесперебойного питания с двойным преобразованием защищает нагрузку от большинства неполадок в сети. Переход на работу с основной сети на работу от аккумуляторов происходит без разрыва синусоиды на выходе. При работе от входной сети представляет собой пассивный фильтр. Ценовая ниша — дорого, но это лучшее, что есть на данный момент. Защищает от 9-ти неполадок в электросети. Чаще всего причина приобретения UPS инициировано только одной неполадкой в электросети — исчезновением напряжения и стремлением, обеспечить корректное завершение задач или технологических циклов. Однако нельзя забывать, что UPS решает большое количество задач, таких как стабилизация напряжения, устранение помех и искажений, информационная защита и т. д. Поэтому рассмотрим характеристику, с которой обычно начинается выбор оборудования — мощность. В данной части будут рассматриваться только UPS построенные по технологии on-line.

Мощность UPS — номинальная выходная мощность источника (мощность инвертора UPS ). Указывается в ВА. Обычно выходная мощность UPS указывается в названии самого источника, или указывается через слеш, дефис, таким образом мощность аппарата легко читается в названии. Следующее что необходимо узнать это соотношение активной мощности и полной на выходе инвертора, или так называемый коэффициент мощности Pf.

Коэффициент мощности.

Коэффициент мощности — величина очень универсальная и характеризует не только выходные данные ИБП , как источника электрической энергии для потребителя, но и сам ИБП как нагрузку для трансформаторной подстанции, дизель-электростанции или другого источника электроэнергии. Определение:

Коэффициент мощности Pf — отношение средней мощности переменного тока к произведению действующих значений напряжения и тока. Наибольшее значение Pf. равно 1.

Электрическая мощность (э. м.) — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. При переменном токе произведение мгновенных значений напряжения и и тока i представляет собой мгновенную мощность: р = ui, т. е. мощность в данный момент времени, которая является переменной величиной. Среднее за период Т значение мгновенной Э. м. Называется активной мощностью.

Активная мощность (P) — среднее за период значение мгновенной мощности переменного тока. А. м. Р зависит от действующих значений напряжения U и силы тока I и от косинуса j, где j — угол сдвига фаз между U и I. Единица измерения А. м. — ватт (Вт). В цепях однофазного синусоидального тока Р = UI cosj. Активная Э. м. характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии (тепловую, световую и т. п.). Э. м., характеризующая скорость передачи энергии от источника тока к приёмнику и обратно, называется реактивной мощностью.

Реактивная мощность (Q) — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи переменного тока. Р. м. Q равна произведению действующих значений напряжения U и тока /, умноженному на синус угла сдвига фаз j между ними: Q = UI sinj. Измеряется в варах.

Полная мощность , кажущаяся мощность, величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока в цепи I и напряжения U на её зажимах: S=U?I; для синусоидального тока (в комплексной форме) и связана с активной и реактивной Э. м. соотношением: S2= P2+ Q2 , где Р — активная мощность, Q — реактивная мощность (при индуктивной нагрузке Q > 0, а при ёмкостной Q

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector