Как рассчитать источник бесперебойного питания?

Содержание

Расчет мощности источника бесперебойного питания (ИБП): методика и формулы – Блог интернет-магазина Storgom.ua

Как рассчитать источник бесперебойного питания?

Алексей Пархоменкоэксперт 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

Выбирая 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.

Есть много сайтов, так называемых, калькуляторов для вычета мощности. Единственный минус таких сайтов – они не учитывают ситуаций, связанных с непостоянством работы техники, разницей между мощностью отдельно взятого системного блока и всех составляющих компьютера и так далее. Высчитывая мощность ИБП на подобных интернет-платформах, необходимо к полученной цифре добавлять двадцать процентов. Если мощность нагрузки постоянно растет, можно сразу купить более мощный бесперебойник.

 Расчет аккумуляторных батарей ИБП

Второй критерий при расчете мощности ИБП – емкость его питающих батарей, которые дают энергию разного рода устройствам при отсутствии электроэнергии. Чтобы высчитать емкость бесперебойного устройства, необходимо 100 помножить на время автономной работы (этот показатель выражаем в часах). Затем полученную цифру умножаем на мощность, которую потребляет техника под нагрузкой. Мощность начисляется в Киловаттах.

Для примера можно взять компьютер с показателем мощности в 0,5 кВт, который подсоединен к ИБП. Бесперебойник должен поддержать работу устройства на два часа. Чтобы вычесть емкость батареи бесперебойника, необходимо вычесть следующую формулу:

100х0,5х8=400. Емкость элемента питания в ИБП составляет 400 Ач. Получается, что для компьютера мощностью 500 Вт (0,5 кВт) необходим бесперебойник, емкость батареи которого будет составлять 400 Ач. Такие характеристики подойдут для аккумуляторов мощностью 12 Вольт. Такая формула рассчитана для аккумуляторов, которые обеспечивают работу устройства на 9-10 часов. Если ИБП покупается для менее длительной работы, показатели необходимо уменьшать.

Для работы на полчаса результат делится на два, для двухчасовой работы показатели делятся на 30 процентов от полученного результата, для четырех часов – на 40 процентов и так далее. После вычета емкости батареи, необходимо провести расчет, какое количество батарей необходимо для одного ИБП. Чтобы это узнать, нужно общую емкость поделить на емкость отдельно взятой батареи. Например, емкость одной батареи составляет 50 Ач, а общая емкость – 400 Ач. В таком случае, для одного бесперебойного прибора понадобится восемь одинаковых батарей.

Чтобы правильно просчитать продолжительность работы бесперебойника, отталкиваемся от трех основных показателей:

  • мощность загрузки подсоединенной электроники;
  • мощностный коэффициент;
  • емкость всех имеющихся элементов питания (аккумуляторов).

Продолжительность работы невозможно вычислить с максимальной точностью, поскольку на него, как и на качество выполнения задания влияет срок службы устройства, срок службы аккумулятора, условия работы, температура воздуха помещения. Чтобы увеличить срок службы бесперебойника, желательно при скачках температуры понижать нагрузку ИБП на десять градусов после того, как температура воздуха помещения превысит 25 градусов.

Для того, чтобы определить мощность ИБП, емкость его батарей, можно воспользоваться советами специалиста, но допускается также применение калькулятора расчета или специальных таблиц, где расписана продолжительность работы любого вида бесперебойника.

Универсальная формула расчета

Формула просчета, учитывающая все вышеизложенные факторы, выглядит так:

tибп = Uакб * Сакб * N * K * Кгр * Кде/ Рнагр 
где:
tибп — продолжительность независимой работы ИБП, когда сеть отключена, ч;

Uакб — вольтаж одного аккумулятора, В;

Сакб емкость питающей батареи, Ач;

N — число (сколько есть штук) питающих элементов;

K — преобразующий КПД (h=0,75-0,8);

Кгр — коэфф. возможной глубины разрядки 0,8 –0,9 (80%-90%);

Кде — коэфф. приемлемой емкости (эта цифра определяется величиной двух режимов — температурного и разряда/заряда) 

  • Режим разрядки длительностью 1 час, tокр=20°С 0,7 (70%);
  • Режим разрядки длительностью 2 часа, tокр=20°С 0,85 (85%);
  • Режим разрядки длительностью 10 часов, tокр=20°С 1,0(100%);

Рнагр — показатель нагрузочной силы.

Читайте также  Как рассчитать ток короткого замыкания трансформатора?

Теперь, зная все нюансы, можно смело выбирать ИБП, которое защитит технику от скачков нагрузки и электроэнергии, а также увеличит срок службы устройства.

Источник: https://storgom.ua/novosti/kak-rasschitat-moschnost-istochnika-besperebojnogo-pitaniya.html

Расчёт времени резерва питания нагрузки от ИБП

Как рассчитать источник бесперебойного питания?


Ответить на вопрос о выборе конфигурации источника бесперебойного питания для обеспечения надёжного электропитания отопительных и инженерных систем, бытовых электроприборов достаточно сложно. По сути, это уравнение с многими неизвестными. Ведь, заранее неизвестно на сколько плохим будет сетевое электропитание, и какова будет продолжительность отключений электроэнергии.

На первом этапе необходимо определить общую мощность всех потребителей энергии, работу которых необходимо обеспечивать в случае отсутствия сетевого электропитания. Исходя из этого значения необходимо выбрать ИБП мощностью на 20% превышающей максимальное значение нагрузки. После этого нужно определится с ёмкостью внешних аккумуляторных батарей, исходя из необходимого времени резервирования.

Наиболее оптимальным решением бесперебойного питания будет разбить нагрузку на несколько более маленьких групп потребителей. И решать задачи обеспечения резерва раздельно для различных групп потребителей в зависимости от их важности. При выборе конфигурации источника бесперебойного питания и аккумуляторных батарей следует учитывать, что увеличение запаса мощности ИБП не приводит к линейному увеличению длительности резерва. Для обеспечения большой мощности нагрузки необходим более мощный ИБП, а для обеспечения большого времени резерва необходимо увеличивать ёмкость внешних аккумуляторных батарей.

Простой способ расчета времени резерва бесперебойника

Время резерва питания определяется прежде всего двумя параметрами: мощностью полезной нагрузки и общей ёмкостью всех аккумуляторных батарей.

Однако следует отметить, что зависимость времени резерва от этих параметров не линейная. Но для быстрой примерной оценки времени резерва можно использовать простую формулу.

T = E * U / P (часов),

где  Е  — ёмкость аккумуляторов, U  — напряжение аккумуляторов, Р  — мощность нагрузки всех подключаемых приборов.

Уточненный способ расчёта времени резерва бесперебойника

Для уточнения расчёта времени резерва дополнительно вводятся специальные коэффициенты: КПД инвертора, коэффициент разряда аккумулятора, коэффициент доступной ёмкости в зависимости от температуры окружающей среды.

С учётом этих коэффициентов формула расчета принимает следующий вид.

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

где KPD (коэффициент полезного действия инвертора) находится в диапазоне 0,7—0,8,

KRA  (коэффициент разряда аккумуляторов) находится в диапазоне 0,7—0,9,

KDE (коэффициент доступной ёмкости) находится в диапазоне 0,7—1,0.

Коэффициент доступной ёмкости имеет сложную зависимость от значения температуры и скорости прикладывания нагрузки. Чем холоднее температура воздуха, тем ниже коэффициент доступной ёмкости. Чем медленнее расходуется энергия батарей, тем больше значения коэффициента доступной ёмкости.

Таблица примерного времени резерваTEPLOCOM-300

Необходим один внешний аккумулятор напряжением 12 Вольт

Ёмкость, в Ач Мощность нагрузки, ВА
100 150 200 250 270
26 2ч 18мин 1ч 22мин 55мин 44мин 39мин
40 3ч 37мин 2ч 15мин 1ч 36мин 1ч 15мин 1ч 09мин
65 7ч 01мин 4ч 00мин 2ч 45мин 2ч 12мин 1ч 54мин
100 12ч 00мин 7ч 12мин 5ч 00мин 3ч 40мин 3ч 26мин

Таблица примерного времени резерва TEPLOCOM-1000

Необходимо два внешних аккумулятора напряжением 12 Вольт

Емкость АКБ, Ач Нагрузка, ВА
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
2х40 9,37 4,06 2,31 1,51 1,36 1,22 1,07 0,53 0,39 0,34
2х65 16,15 7,12 4,40 3,02 2,29 1,56 1,44 1,36 1,28 1,11
2х100 27,11 11,55 7,33 5,23 4,12 3,05 2,44 2,22 2,01 1,49
2х120 32,37 14,52 9,44 6,10 5,11 4,12 3,14 2,51 2,33 2,15
2х150 40,47 17,40 11,24 8,19 5,57 5,07 4,17 3,28 2,57 2,42
2х200 54,23 24,48 15,47 11,27 9,09 6,50 5,45 5,08 4,31 3,54

Таблица примерного времени резерва SKAT-UPS 3000 RACK

Необходимо 8 внешних аккумуляторов напряжением 12 Вольт

Емкость АКБ, Ач Нагрузка, ВА
500 1000 1500 2000 2500 3000
65 12ч 20мин 5ч 10мин 2ч 55мин 2ч 15мин 1ч 40мин 1ч 25мин
100 19ч 25мин 8ч 40мин 5ч 20мин 3ч 40мин 2ч 45мин 2ч 15мин
120 23ч 05мин 11ч 35мин 7ч 00мин 4ч 45мин 3ч 30мин 2ч 45мин
150 28ч 55мин 14ч 20мин 8ч 45мин 6ч 30мин 4ч 50мин 3ч 40мин
200 38ч 30мин 19ч 10мин 12ч 45мин 8ч 45мин 7ч 00мин 5ч 20мин

Линейка ИБП марок SKAT и TEPLOCOM обеспечивает возможность организации надёжного бесперебойного питания потребителей различной ёмкости и назначения.  Бесперебойники дают возможность организовать бесперебойное питание от маленького котла отопления или циркуляционного насоса до питания всего дома или офиса. Специализированные ИБП дают возможность организации бесперебойного питания особо важных объектов, таких как системы связи, коммуникационное оборудование, системы безопасности и контроля.

Для увеличения времени резерва питания полезной нагрузки есть несколько путей. Все эти способы вытекают из формулы расчета времени резерва.

Для увеличения времени резерва можно увеличить ёмкость внешних АКБ, уменьшить полезную нагрузку, создать оптимальные условия эксплуатации ИБП и аккумуляторных батарей.

Первый вариант — самый простой, но затратный. Для увеличения ёмкости батарей придется покупать более дорогие аккумуляторы и ИБП, позволяющие производить их эффективный заряд. Кроме затрат на оборудование потребуется и выделение специального помещения, предназначенного для хранения и работы аккумуляторных батарей, снабженного хорошей системой вентиляции.

Второй метод — уменьшить нагрузку. Прежде всего нужно разбить нагрузку на группы в зависимости от необходимости обеспечения бесперебойного питания. Если электроэнергии не будет длительное время, то нужно будет выбирать между важностью обеспечения работы инженерных систем отопления, водоснабжения и необходимостью пользоваться холодильником или кондиционером.

Так современный холодильник позволяет обеспечить приемлемую температуру около 20 часов, если его лишний раз не открывать. Еще одной группой потребителей является система освещения, для освещения можно использовать автономные источники бесперебойного питания или аварийные светильники со встроенной аккумуляторной батареей.

В конечном счёте можно посидеть и при свете фонарика или старой доброй свечи, всё лучше, чем разморозить систему отопления.

Третий метод заключается в повышении качества обслуживания ИБП и батарей. Здесь наиболее важными моментами являются содержание оборудования в чистоте, обеспечение хорошего температурного режима. Отдельно стоит отметить необходимость проведения правильного заряда АКБ и проведения тренировок аккумуляторов. Часто бывает так, что проблем с электричеством нет, и аккумуляторы не подвергаются циклам разряда и заряда. В результате через несколько месяцев резко падает реальная ёмкость АКБ. Для тренировки АКБ необходимо использовать специальное оборудование или имитировать периодически отключение электроэнергии, давая возможность батареям работать.

Источник: https://skat-ups.ru/articles/vremya-rezerva-ibp/

Расчет времени работы нагрузки от источника бесперебойного питания

Как рассчитать источник бесперебойного питания?
25.04.2016

В предыдущей статье мы разобрались с типами источников бесперебойного питания (ИБП) по классу защиты, в этой статье мы разберем методологию расчета времени работы нагрузки от ИБП.

Шаг 1. Находим реальную мощность защищаемой нагрузки

Вначале определим реальную мощность подключенного к источнику бесперебойного питания (ИБП) оборудования в ваттах. Для этого необходимо рассчитать среднее потребление полезной нагрузки. Оно будет отличаться от максимальной и номинальной мощности, указанной в описаниях оборудования.

Пример: номинальная мощность блока питания компьютера 500 Вт, а реальное потребление 140 Вт (бюджетный процессор — 50 Вт, материнская плата с интегрированным GPU — 80 Вт и SSD винчестер — 10 Вт).

Другой пример: подключенный к ИБП холодильник имеет компрессор с электрической мощностью 150 Вт, но включается этот компрессор один раз в 10 минут и работает 3 минуты. В этом случае, среднее потребление будет равно:

150 Вт / 10 мин. * 3 мин. = 45 Вт

Если для холодильника указано годовое потребление энергии в киловатт-часах, (например, 360 кВт*час в год), то для расчета средней мощности эту величину нужно разделить на 12:

P = 360 *1000/ 365/24 = 49.31 Вт

Нас интересует средняя активная мощность оборудования, питающегося от ИБП, т.е. мощность, выраженная в ваттах (Вт), а не в вольт-амперах (ВА). Если известна только полная мощность (в ВА), то ее нужно умножить на коэффициент от 0.6 до 1.0 в зависимости от характеристик оборудования. Этот коэффициент указывается в каталоге продукции производителя оборудования, либо в документации к конкретному оборудованию.

Шаг 2. Рассчитываем суммарную емкость ИБП

Аккумуляторная батарея состоит из нескольких одинаковых электрохимических компонентов. В случае небольшой мощности ИБП, такая аккумуляторная батарея может состоять из одного аккумулятора.

Необходимо найти суммарную емкость аккумуляторной батареи ИБП. Для этого общее количество аккумуляторов умножим на емкость одного аккумулятора.

Приведем пример: ИБП имеет встроенную аккумуляторную батарею, состоящую из двух герметичных свинцовых кислотных аккумуляторов емкостью 7 А*часов и напряжением 12 вольт. В дополнении к этому, к ИБП подключен один внешний батарейный блок с четырьмя такими же аккумуляторами. Тогда суммарная емкость аккумуляторной батареи ИБП будет равна:

C = 7 А*час * (2 + 4) = 42 А*час

Шаг 3. Расчет времени работы нагрузки от ИБП при идеальных условиях

Рассчитаем время работы полезной нагрузки от аккумуляторной батареи:

T [час] = C [А*час] * V [В] * η / P [Вт], где:

C — рассчитанная ранее суммарная емкость аккумуляторной батареи ИБП в ампер-часах;

V — напряжение одного аккумулятора в вольтах;

η — КПД инвертора ИБП (в расчёте примеров используем КПД = 0,92, более подробная информация в замечаниях);

P — рассчитанная ранее средняя мощность подключенного к ИБП оборудования в ваттах.

Читайте также  Как рассчитать сопротивление резистора в цепи?

Для рассмотренного выше примера (компьютер средней мощностью 140 Вт и ИБП с двумя встроенными 12-вольтовыми аккумуляторами на 7 А*часов и внешней аккумуляторной батареей из четырех таких же аккумуляторов) имеем:

T = 42 А*час * 12 В * 0.92 / 140 Вт = 3,312 час = 3 часа 18 мин

Важные поправки и замечания:

1. Рассмотренная нами методика расчета не учитывает ряд зависимостей работы аккумулятора от внешних факторов и наиболее точна только при больших временах (более 10 часов времени разряда) и незначительных отклонениях от нормальных условий. В случае с большой мощностью нагрузки, по отношению к максимально допустимой для работы от ИБП следует рассчитать понижающие коэффициенты из приведенных ниже графиков.  Также в каталоге продукции Eaton приведена таблица времени резервирования батарей с полезной нагрузкой 70% и 50% от максимально допустимой.

2. В рамках концепции энергоэффективной архитектуры (EAA) компания Eaton разработала ряд инновационных решений, повышающих эффективность систем резервирования оборудования: Система сохранения энергии (ESS) — предназначена для достижения максимального показателя КПД (на теперешний момент КПД ИБП с технологией ESS = 99%). Приведем график КПД в зависимости от нагрузки.

Коммерческое предложение действительно на 12.03.2020 г.

Источник: https://lsys.by/news/articles/performance-UPS.html

Методика расчета ИБП и важные нюансы

Как рассчитать источник бесперебойного питания?

Правильный подбор источника бесперебойного питания является неотъемлемым залогом надёжности системы электроснабжения. Параметры ИБП должны быть строго сопоставимы с нагрузкой, которая будет подключена к ИБП. Иначе источник бесперебойного питания не принесёт желаемой пользы, а деньги будут потрачены напрасно.

Как рассчитать бесперебойник? Для этого необходимо учесть ряд параметров, ключевым из которых является мощность. Если вы купите ИБП, обладающий мощностью меньшей в сравнении с нагрузкой, то он просто не будет работать. Чтобы достаточно точно посчитать мощность необходимо вспомнить немного физики. Коэффициент мощности нагрузки или по-другому Power Factor имеет очень важное значение при расчете мощности бесперебойника. Эта цифра показывает какую долю мощности реально потребляет нагрузка, то есть активная мощность.

Если рассматривать нагрузку как идеальное сопротивление, то в этом случае значение коэффициента будет равно единице, что является максимальным значением. Конденсаторы и катушки не являются потребителями мощности, поэтому для них значение коэффициента равно нулю. В оборудовании возможно преобладание как емкостной, так и индуктивной составляющей. К оборудованию с ёмкостной составляющей относятся компьютеры и серверы. Индуктивная составляющая присутствует в устройствах с электродвигателями, это может быть насос, кондиционер и т. п.

Эта информация необходима в том случае, когда ИБП будет защищать оборудование разного типа, так как у первых коэффициент мощности стремится к единице, а у вторых находится в интервале от 0,8 до 0,9. В таком случае необходимо найти средний коэффициент мощности, чтобы получить точный результат.

Как рассчитать мощность ИБП, зная коэффициент мощности нагрузки? Чтобы вычислить мощность необходимо перемножить номинальную мощность ИБП на коэффициент мощности. В результате операции получается число, которое показывает максимальную активную мощность, которую сможет обслуживать источник бесперебойного питания.

Например, мощность ИБП составляет 100 кВА, а коэффициент мощности нагрузки равен 0,9. В таком случае активная мощность нагрузки составит 90 кВт. Суммарная мощность нагрузки не должна превышать 90 кВт, а лучше если она будет несколько меньше.

Таких сложностей при расчёте мощности можно избежать, если использовать в качестве показателя выходной мощности бесперебойника. В таком случае расчет источника бесперебойного питания будет выполнен без ошибок. Большая ошибка сопоставлять мощности, выраженные в вольт-амперах и ваттах, так как величины значимо отличаются. Также следует учитывать то, что потребляемая техникой мощность может быть несколько ниже номинальной. Такое может быть в самых различных случаях. Например, если рассматривать компьютеры, то их мощность в большинстве случаев определяется по мощности блока питания. Но не во всех случаях такой алгоритм расчёта является верным. Так, например, на компьютере может установлен блок питания, имеющий мощность 450 Вт, но суммарная мощность компонентов компьютера всего 120 Вт. Таких особенностей может быть очень много и их нужно учесть, выполняя расчет бесперебойника. Другая ситуация, которую нужно учесть, чтобы произвести расчет работы ИБП связана с холодильником. Например, он может иметь мощность в 250 Вт, но стоит учитывать, что работает холодильник не постоянно, а только через некоторые промежутки времени. В таком случае необходимо узнать годовое потребление электроэнергии. В расчётах необходимо использовать это значение, делённое на 9. Следует заметить, что мощность нагрузки необходимо считать в ваттах.

На некоторых сайтах можно встретить расчет мощности ИБП онлайн, но они не могут выдать точных данных, потому что не учитывают подобных нюансов. Если же вы всё-таки решитесь воспользоваться подобными сервисами, то в добавок к полученному результату необходимо добавить порядка 20%. Немаловажно задуматься о перспективе роста мощности нагрузки. При росте нагрузки в будущем, лучше сразу приобрести более мощный ИБП. Аналогичная ситуация обстоит с сервисами, которые позволяют произвести расчет времени работы ИБП онлайн.

Расчёт АКБ

Второе, что нужно знать о том, как рассчитать источник бесперебойного питания, это емкость АКБ. Аккумуляторные батареи обеспечивают питание нагрузки при отсутствии питания в магистральной сети. Если требуется расчет емкости ИБП для заданной мощности и времени работы, то применяется простая формула:

Емкость= 100*время*мощность нагрузки

Время автономной работы выражается в часах, а мощность нагрузки в киловаттах. Обращаем ещё раз внимание, что мощность выражается не в вольтамперах. Например, источник бесперебойного питания защищает компьютер с мощностью 500 Вт (0,5 кВт). Источник бесперебойного питания должен обеспечить время работы равное 2 часам. При таких условиях формула, позволяющая произвести расчет емкости батарей для ИБП приобретает следующий вид:

100*0,5кВт*8ч=400 Ач

Таким образом для нагрузки с мощностью 500 Вт для обеспечения работы в течение 8 часов необходима ёмкость аккумуляторов равная 400 Ач. Такой расчет емкости аккумулятора для ИБП применим для АКБ с напряжением 12 В. Кроме того, нужно учесть, что формула пригодна для длительного времени работы от аккумулятора, а именно порядка 9-10 часов.

Это обусловлено тем, что зависимость ёмкости аккумулятора от времени заряда не имеет линейный характер на всём протяжении. Если время работы меньше, то необходимо вводить поправки. Это связано с тем, что при маленьком времени ток разряда большой и аккумулятор отдаёт нагрузке только некоторую часть своей ёмкости.

Так, если необходимо время работы в 30 минут, то результат надо поделить на два, для 2 часов уменьшить на 40%, для 4 часов – 30%, для 6 часов – 40%. Чтобы определить точно значение необходимо использовать точное значение КПД инвертора, который установлен на ИБП и сопоставить данные с кривого разряда определённого типа аккумуляторов.   

После того, как найдена суммарная ёмкость, необходимо выполнить расчет количества аккумуляторных батарей для ИБП.

Чтобы его выполнить нужно суммарную ёмкость разделить на ёмкость одного аккумулятора. В нашем случае суммарная ёмкость составила 400 Ач. Предположим, что ёмкость одного аккумулятора равна 50 Ач. В таком случае нам понадобится 8 таких аккумуляторных батарей.

Время работы

Многих пользователей интересует время работы, которое сможет обеспечить тот или иной бесперебойник. Как рассчитать время работы бесперебойника? Для этого необходимо знать мощность подключенной нагрузки к ИБП, коэффициент полезного действия инвертора и суммарную ёмкость АКБ. Суммарный расчет аккумуляторных батарей для ИБП производится крайне просто.

В большинстве случаев источники бесперебойного питания содержат в себе типовые аккумуляторы. Чтобы выполнить суммарный расчет батарей для ИБП нужно умножить их количество на ёмкость одной аккумуляторной батареи. Чтобы расчет времени автономной работы ИБП КПД инвертора рекомендовано принимать равным 0,85. Суммарная мощность нагрузки должна быть выражена в ваттах. О том, как её найти мы говорили в начале статьи.

Расчет времени работы ИБП проводится по следующей формуле:


Время=суммарная ёмкость акб*напряжение акб*(КПД инвертора/мощность нагрузки)

Полученное значение является приближённым и может меняться в процессе срока службы источника бесперебойного питания. Расчет времени ИБП является приближённым, так как время зависит от износа АКБ и условий эксплуатации, в основном от температуры воздуха. Так, например, рост температуры на один градус после отметки 40°C снижает ёмкость аккумулятора на 5%, что является очень существенным. Для максимального срока службы рекомендовано понижать нагрузку на бесперебойник на каждые 10 градусов после 25°C на 20%.

Или же можно организовать хорошую систему охлаждения и не допускать вообще какого-либо роста температуры, за что источник бесперебойного будет только благодарен.

Если подобные расчёты для вас являются непонятными, то вы можете обратится к специалистам в этой области или же использовать специальный калькулятор — программа расчета ИБП. Однако, в этом случае необходимо использовать проверенный софт, созданный профессионалами, чтобы избежать ошибок и неверного выбора ИБП. Плюсом таких программ является расчет трансформаторов ИБП. При расчёте можно выбрать тип сердечника у трансформатора.

При вычислениях учитываются потери, которые возможны в сердечнике и медных проводах.

Возможны случаи, когда нет необходимости в абсолютно точных данных. В таком случае можно воспользоваться специальными таблицами, в которых приведено время автономной работы для различных видов источников бесперебойного питания. Данные таблицы включают в себя время работы в зависимости от ёмкости аккумуляторных батарей и суммарной мощности нагрузки. Таким образом, вы можете сопоставить свои данные с табличными и узнать примерное время.

Читайте также  Как рассчитать насос для системы отопления?

Зная то, как рассчитать ИБП можно сделать наиболее правильный выбор ИБП. Теперь вы знаете, что время автономной работы зависит не от мощности ИБП или от суммарного напряжения АКБ, а от ёмкости аккумуляторов. Поэтому при выборе ИБП нужно отдавать предпочтение с большей ёмкостью аккумуляторов при соответствии с заданной мощностью. Такой выбор позволит обеспечить максимальную автономность.

Источник: https://eaton-enkom.ru/articles/metodika-rascheta-ibp/

Как рассчитать источник бесперебойного питания?

Как рассчитать источник бесперебойного питания?

Мощность и тип подключаемой нагрузки — вот основной фактор, который должен влиять на выбор определенной модели источника бесперебойного питания. Правильный расчет мощности ИБП по нагрузке позволит купить эффективно работающее при отключении сети устройство, не переплачивая за лишние заявленные производителем ватты.

Расчет мощности ИБП по нагрузке

Чтобы не возникало ситуаций, при которых ИБП выключается под нагрузкой без особых видимых причин, учитывайте следующие электротехнические показатели подключаемых приборов и самого бесперебойника:

  • Активная мощность подключаемых приборов (Вт).
  • Коэффициент мощности. Для обычного компьютера составляет 0,6-0,7, для серверного оборудования стремится к 1 (при расчетах используют значение 0,95), для бытовых приборов с электродвигателем — 0,7-0,8. Коэффициент необходим для определения полной потребляемой мощности (ВА).
  • Величина пускового тока. Актуально для устройств с электрическими двигателями. Этот показатель может составлять 3-10 А. Именно во столько раз и придется увеличить мощность ИБП, чтобы обеспечить запуск двигателя. В противном случае получите ситуацию, когда ИБП не держит нагрузку при отключении основной сети электроснабжения.
  • Собственный КПД источника бесперебойного питания. Зависит от типа ИБП, обычно находится в пределах 0,7-0,9.

Для получения ориентировочного значения мощности бесперебойника потребуется просто перемножить значения всех приведенных характеристик. Не лишним будет добавить и 10-20% запас.

К каким последствиям приведет неправильный расчет нагрузки ибп

Выбор источника с меньшей мощностью приведет к тому, что в момент отключения основной сети ИБП не сможет обеспечить обслуживаемые приборы электроэнергией и отключится. Кстати, такая ситуация характерна не только при переходе на питание от аккумуляторов.

Особенно это актуально для приборов, работающих по принципу двойного преобразования и линейно-интерактивных ИБП. При недостаточной мощности источника бесперебойного питания будет происходить постоянный переход в режим «Байпаса».

То есть, нагрузка будет переподключаться к основной сети, а не получать стабилизированное питание от преобразователя.

Стоит отметить, что совместная параллельная работа ИБП на нагрузку не решит проблему. Подключение 2-3 источников к одному потребителю технически сложно реализовать. Дело в том, что потребуется максимальная синхронизация режимов работы. А достичь этого сложно даже при подборе устройств по характеристикам. Решением может стать разделение нагрузки с последующим подключением отдельных потребителей к разным ИБП. Если такой возможности нет, тогда придется приобретать бесперебойник большей мощности.

Особенности работы ИБП без нагрузки

Еще один момент, на который стоит обращать внимание при выборе — собственное энергопотребление источника бесперебойного питания. То, сколько потребляет ИБП без нагрузки, зависит от режима работы устройства в определенный момент времени. Можно выделить 2 основные ситуации, при которых энергопотребление будет существенно отличаться:

  • При полностью заряженном аккумуляторе величина потребляемой энергии зависит исключительно от тока холостого хода устройства, то есть, от конструктивных особенностей ИБП. Для качественных устройств этот показатель не превышает 5-10 Вт. А вот приборы бюджетного ценового сегмента на собственные нужды потратят 20 Вт и более.
  • Увеличение собственного потребления происходит в период заряда аккумуляторов. Стандартный показатель силы тока в этом режиме обычно не превышает 0,15 емкости АКБ. Умножив это значение на напряжение заряда, получите расходуемую бесперебойником мощность.

Расчет времени резерва питания нагрузки от ИБП

Влияет мощность подключаемой нагрузки и на общую автономность работы устройства при отключении сети. Чтобы определить предельное время резервирование необходимо знать емкость (С) и напряжение (V) АКБ, величину подключаемой мощности (Р) и КПД источника. Формула имеет вид:

Т = С х V х КПД / Р

Более точный расчет, позволяющий определить время работы ИБП в зависимости от нагрузки, требует учета дополнительных коэффициентов. Принимайте во внимание коэффициент, определяемый по разрядной кривой аккумулятора. Чем выше подключаемая мощность, тем больше сила разрядного тока и тем быстрей батарея отдаст всю свою мощность. Именно от этих показателей и зависит значение уточняющего коэффициента. Обратите внимание, величина этого значения изменяется нелинейно.

Кстати, это не единственный уточняющий коэффициент. При точных расчетах придется учитывать тип батареи, ее возраст, температуру окружающей среды.

Если для вас сложны электротехнические расчеты, можно воспользоваться онлайн-калькулятором для определения мощности ИБП в зависимости от параметров подключаемой нагрузки. Но более точный результат можно получить, воспользовавшись консультацией специалиста. Позвоните нам прямо сейчас или оставьте заявку на бесплатный обратный звонок. Поможем определить оптимальные параметры источника бесперебойного питания для эксплуатации в ваших условиях.

Источник: https://powerquality.ru/informatsiya/stati/raschet-nagruzki-ibp-osnovnye-momenty/

Офисная и торговая техника — Как выбрать источник бесперебойного питания (2018)

Сколь бы надежен не был ваш поставщик электропитания, броски напряжения иногда случаются на любых линиях. Каждый пользователь ПК хоть раз, да сталкивался с внезапной перезагрузкой или отключением компьютера из-за неполадок на питающей линии. И компьютеры – не единственный вид техники, требующий бесперебойного электропитания.

Продолжительное отключение электропитания может привести к заморозке системы отопления частного дома. ИБП с подключаемыми аккумуляторами способен «продержать на плаву» циркуляционный насос и электронику котла в течение нескольких часов, и стоить такой ИБП будет намного дешевле, чем генератор с автозапуском.
Роутер, подключенный к ИБП, позволит оставаться «онлайн» и при отсутствии электропитания.

Потребляет роутер совсем немного и емкости аккумулятора даже недорогого «бесперебойника» хватит на пару-тройку часов его работы.

Серверам и внешним дисковым накопителям бесперебойное питание совершенно необходимо – внезапное отключение электричества может привести к потере данных.

И вообще, наличия ИБП требует любая автоматика, сбой в работе которой может привести к серьезным последствиям – медицинское и технологическое оборудование, системы пожарной и охранной сигнализации и т.д. Но параметры электропитания у разных видов техники разные, поэтому и ИБП для них потребуется с различными характеристиками.

Характеристики источников бесперебойного питания

Вид устройства.
Резервный ИБП имеет наиболее простую конструкцию. Электроника источника следит за уровнем входного напряжения, и, при его выходе за установленные рамки (обычно +10% от номинала), переключается на питание от аккумулятора.

Конструкция проста и надежна, но в некоторых ситуациях от такого ИБП будет больше вреда, чем пользы.

Например, если он имеет минимальное входное напряжение 180 В и используется для защиты компьютера с блоком питания, работающим от 110 до 240 В. Без ИБП компьютер бы спокойно работал, а ИБП при падении напряжения ниже входного (180 В) перейдет на аккумулятор и после его разряда выключит питание компьютера.

Поэтому для этого вида ИБП следует обеспечить соответствие минимального и максимального напряжений «бесперебойника» и потребителя – лучше всего, если диапазон напряжений ИБП будет незначительно (5-10В) уже диапазона напряжений электроприбора.

Например, для диапазона рабочих напряжений потребителя 180-240 В, диапазон ИБП должен быть примерно 190-230 — это позволит перейти на питание от аккумулятора до того, как напряжение станет неприемлемым для защищаемого прибора.

Кроме того, переключение на аккумулятор занимает некоторое время, что может быть критичным для некоторых видов техники.

Например, для импульсных блоков питания с активным корректором мощности (APFC), которым оснащено большинство таких БП мощностью более 400 Вт. При подборе ИБП для компьютеров, специальной аппаратуры, аудио- и видеотехники с подобными блоками питания следует оставлять большой запас по мощности, либо выбирать ИБП другого вида.

Линейно-интерактивный ИБП, фактически, состоит из резервного ИБП и стабилизатора. При наличии в сети пониженного или повышенного напряжения, автоматический регулятор напряжения (AVR) стабилизирует его, а на аккумулятор ИБП переключается только при настолько большом отклонении напряжения от нормального, что стабилизировать его уже невозможно.
Линейно-интерактивные ИБП немного дороже резервных, но для бытового применения именно этот вид является оптимальным.

Единственный случай, когда ему следует предпочесть резервный – когда в вашей сети стабильно пониженное напряжение, подходящее, однако, для защищаемого электроприбора. Резервный ИБП просто пропустит это напряжение в компьютер, а линейно-интерактивный будет его повышать до нормального. Но продолжительная работа в таком режиме может сильно сократить ресурс AVR (особенно на недорогих «бесперебойниках»).

Недостаток, связанный с кратковременным отсутствием питания во время переключения на аккумулятор у линейно-интерактивных ИБП также присутствует.

Устройства с двойным преобразованием (on-line) обеспечивают наилучшее качество электропитания. У ИБП этого вида аккумулятор подключен к цепи питания постоянно, поэтому провалы напряжения в момент перехода на автономное питание отсутствуют.

Входной ток выпрямляется, его напряжение понижается до напряжения аккумулятора, после чего инвертор преобразует его в переменный 230 В /50 Гц.

Источник: https://1000eletric.com/kak-rasschitat-istochnik-bespereboynogo-pitaniya/