Zbierka vzorcov na dimenzovanie Výpočet UPS

Správne dimenzovanie a výpočet zdrojov neprerušiteľného napájania (UPS) je dôležitý pre zabezpečenie plynulého chodu UPS. Napríklad výpočet takzvaného času autonómie (premosťovacieho času) je nevyhnutný na to, aby bolo možné zistiť, koľko času zostáva v prípade výpadku napájania alebo iného prerušenia siete, napríklad na to, aby bolo možné riadeným spôsobom vypnúť servery a iné systémy alebo prijať iné opatrenia. V nasledujúcej zbierke vzorcov nájdete všetky potrebné vzorce pre výpočet a dimenzovanie UPS

V nasledujúcej zbierke vzorcov na dimenzovanie a výpočet zdrojov neprerušiteľného napájania (UPS) nájdete všetky dôležité vzorce na správne dimenzovanie UPS a výpočet času autonómie.!

Prečítajte si tiež moje príspevky k nasledujúcim dvom príspevkom:

Táto zbierka vzorcov by mala byť obzvlášť zaujímavá pre potenciálnych IT špecialistov (napr. IT špecialisti na integráciu systémov alebo IT špecialisti na vývoj aplikácií). V mnohých skúškach IHK pre IT špecialistov sú úlohy spojené s dimenzovaním a výpočtom UPS.

1. Aký vysoký musí byť výkon UPS?

Na určenie potreby/výkonu UPS (P_) je potrebné najskôr vypočítať celkové zaťaženie (P_), ktoré sa má pripojiť k UPS. Za týmto účelom sa najskôr vytvorí zoznam všetkých zariadení (počet = n) (napr. Servery, monitory, prepínače atď.) A zaznamená sa ich spotreba energie.

Celkové zaťaženie P_ potom vyplýva zo súčtu všetkých jednotlivých odberov energie.

P_ = P_ + P_ + P_ \:. \: P_ Vzorec (1a) alebo.

S_ = S_ + S_ + S_ \:. \: S_ Vzorec (1b), ak spotreba energie nie je uvedená vo W, ale vo VA (zdanlivý výkon) (vysvetlenie nižšie).

Informácie o maximálnej spotrebe energie nájdete zvyčajne na typových štítkoch napájacích zdrojov jednotlivých zariadení! V zásade platí:

Výstup UPS musí byť väčší ako celkové zaťaženie!

P_> P_ Vzorec (2) Dáva to tiež zmysel s a Výkonová rezerva dá sa očakávať. Stáva sa napríklad výkonová rezerva predpokladá sa o 30%, platí:

P_> = P_ \ cdot 1,3 Vzorec (3) Násobenie s Faktor 1.3 je matematicky ekvivalentný s „pridaním“ o 30% väčšieho celkového zaťaženia, čo zase zohľadňuje 30% rezerva výkonu rovná sa. Pri požadovanej rezerve výkonu 20% by sa musel vypočítať faktor 1,2 atď..

Výpočet požadovaného výkonu UPS (P_) je preto veľmi jednoduchý. Je však potrebné vziať do úvahy, že výkon UPS a výkon pripojených zariadení sa časovo zvyšuje Watt (W) a časy v Volty * ampéry (VA) upresniť. Výkon vo wattoch je tzv Skutočná sila (P_) a výkon vo VA tzv Zdanlivý výkon (S_) (x je tu iba zástupný znak pre príslušné zariadenie)!

Nechcem tu ísť do rozdielu medzi zdanlivou a skutočnou silou. Tieto vedomosti zvyčajne nie sú potrebné na zloženie skúšky. Pre záujemcov sú k dispozícii veľmi dobre spracované videá z YouTube.

Aby bolo možné vypočítať potrebu energie zálohovaného zdroja UPS (P_ [W]) alebo (S_ [VA]), musia sa všetky údaje najskôr previesť na watty alebo VA. K tomu je možné použiť nasledujúce aproximačné vzorce:

Činný výkon (vo W) = zdanlivý výkon (vo VA) * 0,65

Zdanlivý výkon (vo VA) = efektívny výkon (W) * 1,55

P_ [W] \ približne S_ [VA] \ krát 0,65 Formula (4) S [VA] \ približne P [W] \ krát 1,55 Formula (5) Niekedy iba prúd (v ampéroch (A) ) označuje, že pripojené zariadenie spotrebováva. Potom sa musí zdanlivý výkon vypočítať takto.

Zdanlivý výkon (VA) = prúd (A) * prevádzkové napätie (V)

S_ [VA] = I_ [A] \ cdot U_ [V] Vzorec (6) Zodpovedajúci činný výkon potom môže s,

P_ [W] = S_ [VA] \ cdot 0,65 vzorec (7) možno vypočítať.

To znamená, že musí byť známe prevádzkové napätie U_ [V] príslušného zariadenia. Prevádzkové napätie je zvyčajne 230 V..

Príklad výpočtu:

K UPS by mali byť pripojené nasledujúce zariadenia:

Server (750 W)
Firewall (100 VA)
Spínač (0,5 A/230 V)

Treba počítať s výkonovou rezervou 25%. Aký je minimálny výkon UPS?

Riešenie a prístup:

P_ = celkové zaťaženie (vo W) = 750 W + 100 VA \ krát 0,65 + 0,5A \ krát 230V \ krát 0,65 = 889,75 W \ približne 890 W (zaokrúhlené nahor), pozri vzorec (1)

Potrebný výkon UPS (P_) vrátane výkonovej rezervy 25% je možné vypočítať podľa vzorca,

P_ = 890 W \ cdot 1,25 = 1112,5 W \ približne 1113 W (zaokrúhlené nahor).

alebo ak sa o zdanlivú moc žiada:

S_ = 1112,5 W * 1,55 = 1724,38 VA \ približne 1725 VA (zaokrúhlené nahor).

Odpoveď:

Zdroj UPS musí mať výkon najmenej 1113 W alebo 1725 VA!

2. Výpočet času autonómie (doba premostenia, doba prevádzky) T_
Čas autonómie alebo premostenie je čas, ktorý môže jednotka UPS prekonať v prípade výpadku napájania alebo napätia. Vzorec na výpočet času autonómie (nazývaný tiež runtime vzorec) je:

N_… počet akumulátorov (batérií) v kusoch [1]

U_ ... napätie akumulátorov (batérií) vo voltoch [V]

Q_ ... kapacity akumulátorov (batérií) **vo voltoch * ampéroch [VA]

S_ ... celkové zaťaženie (celkové zdanlivé zaťaženie) vo voltoch * A1mpere [VA]

Príklad:

Dve diskové polia s jedným Spotreba energie každého z nich 360 VA majú byť pripojené k online UPS. UPS obsahuje 24 akumulátorov S každý 12 V Napätie a jedna kapacita z 3,6 Ah každý.

V prípade výpadku napájania by mal UPS udržiavať diskové polia v činnosti, kým batérie nebudú mať a Zostatkový poplatok 35% dosiahnuté. Potom by sa diskové polia mali riadeným spôsobom vypnúť.

Ako dlho môže jednotka UPS udržať diskové polia v prevádzke (Čas autonómie), ak sa predpokladá, že všetkých 24 batérií je pri výpadku napájania nabitých na 100%?

Riešenie a riešenie:

Najskôr vypočítame celkové zaťaženie S_ pripojené k UPS (pozri vzorec (1):

S_ \: = \: 2 \ cdot 360 \: VA \: = \: 720 \: VA

Celkové zaťaženie preto zodpovedá zdanlivému výkonu 720 VA, ktorý musí poskytnúť UPS. Teraz je otázkou, ako dlho to vydrží.

Ak sú zaťaženia pripojeného zariadenia uvedené v úlohe vo wattoch alebo vo wattoch a VA, musia sa najskôr previesť na zdanlivý výkon!

Čas autonómie možno vypočítať pomocou vzorca (8),

Faktor 0,65 vo vzorci vzniká použitím akumulátorov iba do 35% ich celkovej kapacity chcete vyložiť. Preto sa vo vzorci pre kapacitu nepoužíva 3,6 Ah (100%), ale 3,6 Ah * 0,65 (100% - 35% = 65%).

Odpoveď:

Doba autonómie (doba prevádzky) je 0,94 hodiny alebo približne 56 minút! Potom už „zostáva“ iba 35% z celkovej kapacity batérií.**