Jak zjistit, který nepřerušitelný zdroj napájení je potřeba?

Výstupní výkon je důležitou charakteristikou UPS. Chyba v tomto parametru při nákupu zařízení je plná plýtvání penězi za UPS, která buď nebude schopna pracovat kvůli přetížení, nebo naopak bude pracovat s velkým nedostatkem, což je méně nebezpečné, ale bude nepřinesou žádný užitek. Náš článek pojednává o správném algoritmu pro výběr UPS na základě výkonu a také poskytuje několik příkladů výpočtu výkonu zařízení.

1. Určete výkon zátěže

Celkový příkon zátěže se rovná součtu příkonu všech zařízení napájených z UPS.

Důležité!
Výstupní výkon UPS nesmí být menší než příkon zátěže!

Důležité!
Samostatnou fázi třífázového UPS je přípustné zatížit maximálně 1/3 celkového jmenovitého výkonu zařízení. Například třífázový nepřerušitelný zdroj s výstupním výkonem 9000 W bude napájet třífázovou zátěž 7500 W (2500 W připadne na jednu fázi), ale nebude schopen pracovat se zátěží 3500 W připojen k samostatné fázi.

Příkon jednotlivého zařízení naleznete v technické dokumentaci nebo na typovém štítku. Vyskytují se tato označení: „spotřeba energie“, „spotřeba energie“, „připojovací výkon“, „elektrický výkon“, jednoduše „výkon“ nebo „výkon“ (lze použít i jiné podobné výrazy, stejně jako zkratku „ P“). Pokud není možné získat informace o spotřebě energie z technické dokumentace (údaje nejsou uvedeny nebo dokumentace chybí), je třeba je vyhledat na internetu nebo si je vyžádat u výrobce/prodejce produktu. Proces určování spotřeby energie zátěže má i přes svou zdánlivou jednoduchost několik nuancí, jejichž nedostatek pozornosti vede k chybám a nákupu UPS, který není vhodný pro úkoly uživatele.

1.1. Startovací proudy

Zařízení, které obsahuje elektromotor, po zapnutí spotřebuje několikanásobně více energie než v normálním režimu (až osmkrát více). V každodenním životě mezi takové produkty patří: pračky a myčky nádobí, ledničky, čerpadla, klimatizace, ventilátory, vysavače, kuchyňské roboty – výběr UPS pro všechny výše uvedené se provádí výhradně spouštěním, to znamená maximálním výkonem. Informace o jeho hodnotě může, ale nemusí být uvedena v charakteristikách zařízení. V druhém případě doporučujeme konzultaci s odborníkem na stanovení startovací spotřeby energie.

Důležité!
UPS pro zařízení se spotřebou energie, která se během provozu mění, by měla být vybrána na základě nejvyšší možné hodnoty (jinak nebude možné správné fungování zdroje nepřerušitelného napájení s tímto zařízením).

1.2. Ne každá síla je elektrická

Elektrické zařízení má často také výkon, což naznačuje účinnost provozu pro jeho hlavní účel. Například tepelný výkon pro topné zařízení nebo foukací (chladicí) výkon pro klimatizaci.

Důležité!
Při výběru UPS musíte použít pouze parametr zatížení, který odráží výkon odebíraný ze sítě! Všimněte si, že obvykle (ale ne vždy) je jeho hodnota menší než množství energie spojené s hlavní funkcí zařízení.

1.3. Měrné jednotky

Výrobci domácích spotřebičů zpravidla u svých výrobků poskytují ukazatel činného výkonu, jehož rozměr se udává ve wattech nebo kilowattech (zkráceně W/kW nebo W/kW). Výrobci UPS preferují charakterizovat svá zařízení pomocí indikátoru zdánlivého výkonu – to je další fyzikální veličina měřená ve voltampérech (VA/kVA nebo VA/kVA).

Důležité!
Watty a voltampéry nejsou ekvivalentní, závislost jedné měrné jednotky na druhé je vyjádřena vzorcem: VA = W/cosφ (dále jen vzorec 1), kde cosφ ≤ 1. Ze vzorce 1 je zřejmé, že jakýkoli počet voltampérů vždy odpovídá buď menšímu, nebo stejnému počtu wattů.

Důležité!
U některých zařízení se může činný a zdánlivý výkon výrazně lišit. Navíc se stává, že dvě zařízení se stejným celkovým výkonem mají různý činný výkon a naopak ta, která jsou si činným výkonem podobná, mají různý celkový výkon. Vše závisí na cosφ, jehož hodnota pro jakýkoli elektrický spotřebič je určena velikostí jalové složky ve spotřebovaném proudu.

V praxi může nedostatečná pozornost měrným jednotkám vést například k nákupu pro zátěž se spotřebou 900 wattů „nepřerušitelný zdroj energie“ s jmenovitým výkonem 1000, ale voltampéry, které budou odpovídat pouze 850 wattům ( jsou uvedeny zobecněné údaje – různé UPS mají různé poměry celkového a činného výkonu). Aby se předešlo takovým chybám a souvisejícímu přetížení, doporučuje se zvážit spotřebu energie zátěže i výstupní výkon UPS ve W i VA. Pokud technická dokumentace umožňuje zjistit pouze jeden typ výkonu, pak lze druhý určit pomocí vzorce 1. Hodnota cosφ potřebná pro výpočet je obvykle uvedena v charakteristice elektrického spotřebiče. Nejběžnější názvy pro tento parametr jsou „účiník“, „účiník“, „cosφ“ nebo „PF“.

• 0,7-0,8 – pro běžné domácí spotřebiče a počítače se starým zdrojem napájení, bez funkce „PFC“ (korekce účiníku);
• 0,9-0,95 – pro svítidla a zařízení přeměňující elektrickou energii na teplo (elektrické ohřívače, kuchyňské spotřebiče na vaření a smažení, žehličky, varné konvice atd.);
• 0,95-1 – pro telekomunikační zařízení, dále pro počítače a servery s napájecím zdrojem s funkcí „PFC“.

2. Poskytněte výkonové rezervy

Neměli byste si vybrat UPS s výkonem přesně rovným výkonu připojeného zařízení. K vypočtené spotřebě energie zátěže je potřeba připočítat dalších 30 %, které budou tvořit rezervu chodu. Tato rezerva za prvé umožní dobíjení UPS za provozu a za druhé sníží počet přepnutí na baterie v případě nekritických odchylek síťového napětí.

Důležité!
U mnoha UPS (hovoříme především o on-line modelech) závisí limity napětí regulovaného bez baterií na velikosti skutečné zátěže – čím menší je v poměru ke jmenovité hodnotě zařízení, tím jsou širší. . Výkonová rezerva zajišťuje, že jmenovitý výkon UPS převyšuje výkon napájených spotřebičů a v souladu s tím zvyšuje rozsah přípustného vstupního napětí.

Důležité!
Nákup UPS s rezervou, která výrazně převyšuje maximální příkon zátěže (více než doporučených 30 %), není způsob, jak zvýšit spolehlivost nebo životnost baterie systému nepřerušitelného napájení, ale způsob, jak zaručit utrácení peněz za dražší zařízení, jehož část výkonu bude nevyužita.

3. Určete vhodný model UPS podle výkonu

Výkonové charakteristiky „nepřerušitelného zdroje“ nabízeného výrobcem nebo dodavatelem je nutné porovnat s ukazatelem získaným přičtením rezervy 30 % k maximální energetické spotřebě zátěže (dále jen ukazatel zátěže). Hodnota výkonu nejblíže tomuto indikátoru (zaokrouhlená nahoru) bude odpovídající jmenovitý výkon UPS.

Důležité!
Zaokrouhlení ukazatele zátěže dolů se nedoporučuje, protože to vede minimálně ke snížení dříve přidělené rezervy výkonu a maximálně k nákupu nepřerušitelného zdroje napájení s nedostatečným jmenovitým výkonem.

Důležité!
Nezapomeňte na rozdíl mezi měrnými jednotkami a uveďte indikátor zatížení ve wattech i voltampérech. Ujistěte se, že UPS překračuje svůj jmenovitý výkon, pokud jde o činný i zdánlivý výkon!

Příklady výběru UPS podle napájení

Důležité!
Všechny hodnoty výkonu a cosφ uvedené v následujících příkladech jsou podmíněné. Při výpočtu výkonu UPS používejte pouze parametry z technické dokumentace vašeho zařízení!

Výběr UPS pro plynový kotel

Začněme jednoduchým případem – výběrem UPS pro jednoho spotřebitele, například plynový kotel.

Dokumentace k topným zařízením obvykle uvádí několik kapacit najednou. Předpokládejme následující formulace a významy:

• Max. užitečný tepelný výkon – 31 kW;
• min. užitečný tepelný výkon – 10,4 kW;
• elektrický výkon – 165W.

Z názvu parametrů je zřejmé, že první dva charakterizují hlavní provoz kotle a třetí udává spotřebované watty z elektrické sítě, jejichž množství je skutečné zatížení zdroje nepřerušitelného napájení.

Nyní si spočítejme potřebnou rezervu výkonu: 165 x 0,3 = 49,5 W.

Poté určíme indikátor zatížení: 165 + 49,5 = 214,5 W.

Pomocí vzorce 1 a při cosφ = 0,95 převedeme watty na voltampéry: 214,5 W / 0,95 = 225,7 VA.

V důsledku toho bude indikátor zatížení 214,5 W a 225,7 VA.

Uvažujme výkonový rozsah on-line UPS “Stil” – modely nejblíže tomuto indikátoru s výkonem 225 W/300 VA jsou: SW300L, SW300SL.

Výběr UPS pro topný kotel a oběhové čerpadlo

Zkomplikujme problém a předpokládejme, že kotel se stejnými charakteristikami pracuje ve spojení s externím oběhovým čerpadlem, jehož jmenovitý výkon je 45 W.

V tomto případě bude zatížení UPS v normálním režimu: 165 W + 45 W = 210 W.

Nezapomínáme však na startovací proudy charakteristické pro čerpadlo a po ztrojnásobení jeho jmenovitého výkonu zjistíme maximální možnou spotřebu startovací energie: 165 W + 135 W = 300 W.

Na základě jeho hodnoty určíme ukazatel zátěže ve W: 300 W + 300 W x 0,3 = 390 W.

Vzhledem k rozdílu v hodnotě cosφ kotle a čerpadla (0,95 a 0,7) bude získání ukazatele zatížení ve VA vyžadovat dvě akce: 165 / 0,95 + 135 / 0,7 = 366,5 VA – celkový maximální zdánlivý výkon . 366,5 VA + 366,5 VA x 0,3 = 476,5 VA – indikátor zatížení.

Analýzou produktů Shtil jsme došli k závěru, že pro dvojici čerpadlo-kotel je vhodný on-line UPS řady SW s výstupním výkonem 400 W/500 VA (modely SW500L a SW500SL).

Důležité!
Některé topné kotle mají rovnou zabudované oběhové čerpadlo. Pokud vaše zařízení patří do této kategorie, doporučujeme vám zjistit, zda hodnota elektrického výkonu uvedená v jeho charakteristikách zohledňuje rozběhové proudy vestavěného čerpadla. V případě jakýchkoli potíží se poraďte s odborníkem!

Recenze nástěnného UPS “Shtil” s výkonem 300, 500 a 1000 VA

Výběr UPS pro domácí spotřebiče

Z UPS je nutné napájet několik spotřebitelů, a to: ledničku, pračku, televizi a počítač.

Technická dokumentace uvedených elektrických spotřebičů nechť obsahuje následující údaje týkající se výkonových charakteristik:

• chladnička: jmenovitý výkon – 95 W;
• pračka: maximální příkon – 1000 W;
• TV: napájení – 55 W;
• počítač: špičkový výkon zdroje – 300W.

Použití slov „maximum“ a „peak“ znamená, že daný ukazatel odráží maximální možnou spotřebu energie zařízení, u pračky a počítače ponecháváme hodnotu jmenovitého výkonu nezměněnou. Televizor nemá náběhové proudy, takže neměníme ani jeho výkon.

U chladničky zohledníme startovací skok ve spotřebě energie a pětkrát zvýšíme deklarovanou nominální hodnotu: 95 W x 5 = 475 W.

Zjistíme celkový maximální možný činný výkon všech spotřebičů: 475 W + 1000 W + 55 W + 300 W = 1830 W.

Poté pomocí hodnoty cosφ odpovídající každému zařízení vypočítáme celkový maximální možný celkový výkon: 475 W / 0,8 + 1000 W / 0,75 + 55 W / 0,95 + 300 W / 0,99 = 2288 VA.

Dále postupujeme podle standardního algoritmu a najdeme indikátor zatížení ve W a VA: 1830 W + 1830 W x 0,3 = 2379 W; 2288 VA + 2288 VA x 0,3 = 2974,4 VA.

Porovnáním získaných údajů s modelovou řadou Shtil UPS zjistíme nejbližší hodnotu – 2700 W/3000 VA. „Bespereboynik“ s takovým výstupním výkonem, zejména model ST1103SL, bude moci zaručit, že bude pracovat s uvažovanou skupinou spotřebitelů.

Důležité!
Při výběru UPS pro centralizovanou ochranu elektrické sítě, například ve venkovském domě, není nutné sčítat výkon všech elektrických spotřebičů zahrnutých v této síti. Jmenovitý výkon vstupního jističe stačí vynásobit 220 v případě jednofázové sítě nebo 380 a √3 v případě třífázové sítě. Výslednou hodnotu lze považovat za maximální možný činný výkon zátěže (pro další výpočet je přípustné vzít cosφ = 0,7).

Přibližně po měsících provozu začínají náklady na data uložená na novém pracovním počítači převyšovat cenu samotného počítače. V případě síťového serveru může tato situace nastat během několika týdnů po jeho instalaci.

V 50 – 70 % případů je příčinou poruch elektronických zařízení nekvalitní napájení. Pokud dojde k výpadku napájení, jedna nesprávná relace zápisu dat může zničit celý systém souborů.

I když poruchy nevedou okamžitě ke katastrofickým následkům, po nějaké době se může citlivá elektronika vašeho PC jednoduše „vzbouřit“ z neustálých cyklů zapnutí/vypnutí.

V Rusku se stala známá data ze studií provedených v USA Bell Labs a IBM. Podle Bell Labs a IBM (USA) je každý osobní počítač vystaven 120 poruchám napájení měsíčně.

Typy výpadků napájení

Typ výpadku napájení

Nízké napětí, poklesy napětí