Шаг 1: перечислите нагрузку
Начните со списка загрузки, а не с предположения. По каждому пункту запишите:
- номинальная или измеренная мощность в ваттах (Вт) или киловаттах (кВт);
- коэффициент мощности, или вольт-ампер (ВА);
- однофазный он или трехфазный, и на какой фазе он включен;
- пусковое поведение: электронное, двигатель, трансформатор, нагреватель.
Измеренные значения лучше, чем паспортные значения, которые обычно являются максимальными. Показания токовых клещей или анализатора мощности во время нормальной работы дают реалистичную основу, а паспортная табличка дает наихудший случай.
Шаг 2: кВт, кВА и коэффициент мощности
Два рейтинга описывают ИБП:
- kVA – полная мощность, напряжение, умноженное на ток.
- kW – реальная мощность, то, что реально потребляет нагрузка.
Они связаны коэффициентом мощности (PF):
кВт = кВА × коэффициент мощности
Нагрузка должна помещаться в пределах оба мощность и мощность ИБП.
| Рейтинг ИБП | Выходной коэффициент мощности | Доступная реальная мощность |
|---|---|---|
| 10 kVA | 1.0 | 10 kW |
| 10 kVA | 0.9 | 9 kW |
| 100 kVA | 0.8 | 80 kW |
Современное ИТ-оборудование с источниками питания с коррекцией коэффициента мощности работает с коэффициентом мощности, близким к единице. Двигатели и старое оборудование работают меньше. Если вы знаете только ватты, примите коэффициент мощности около 0,9 для смешанной электронной нагрузки, чтобы оценить ВА, а затем проверьте.
Наш однофазный высокочастотный онлайн-диапазон имеет выходную мощность PF 1, поэтому кВА равна кВт. Наши промышленные агрегаты на базе трехфазного трансформатора имеют выходной коэффициент мощности 0,8.
Шаг 3: обеспечьте рост и прибыль
Добавьте к этому ожидаемый рост в течение запланированного срока службы ИБП, часто от трех до пяти лет. Затем поддерживайте мощность ИБП на уровне 80 % или ниже его номинальной мощности при этой расчетной нагрузке. Этот запас покрывает погрешность измерения, броски и изменения, которые никто не планировал.
В трехфазных системах также проверьте каждую фазу. Трехфазный ИБП мощностью 30 кВА обычно выдает около 10 кВА на фазу; одна перегруженная фаза ограничивает работу всего устройства, даже если в целом все выглядит нормально.
Если нагрузка неопределенна или будет возрастать ступенчато, модульный ИБП позволяет добавить емкость позже, а не увеличивать ее сейчас.
Шаг 4: проверьте бросок
Некоторые нагрузки в течение короткого времени при включении потребляют намного больше, чем их рабочий ток. Типичное поведение:
| Нагрузка | Приблизительный пусковой ток |
|---|---|
| Серверы, ПК, сетевое оборудование | Кратковременный бросок; обычно обрабатывается UPS |
| Двигатель, прямой онлайн | Несколько раз рабочий ток, обычно называемый 6–8×. |
| Двигатель с устройством плавного пуска | Примерно 2–4 × рабочий ток |
| Двигатель на вариаторном приводе | Близок к рабочему току |
| Трансформатор подачи питания | Очень высокий, в течение нескольких циклов |
| Лазерные принтеры, обогреватели | Высокая или тяжелая велосипедная нагрузка; лучше держать подальше от ИБП |
Высокочастотный онлайн ИБП справляется с бросками тока, превышая предел тока инвертора, а затем на мгновение переводит нагрузку на статический байпас. Это приемлемо для случайных событий в исправной сети, но не в том случае, если нагрузка должна оставаться на инверторе во время отключения, когда байпас недоступен.
Для тяжелых нагрузок двигателя либо подбирайте ИБП по пусковому току, либо используйте промышленный ИБП на основе трансформатора, который лучше переносит броски тока. См. Трансформаторный или бестрансформаторный.
Шаг 5: пример проработанного размера
В диспетчерской есть следующие нагрузки, все однофазные:
| Нагрузка | Мощность |
|---|---|
| 10 серверов по 450 Вт | 4,500 W |
| Сетевые коммутаторы и брандмауэр | 600 W |
| Хранение | 1,200 W |
| Рабочая станция ПЛК и SCADA | 1,200 W |
| Итого сегодня | 7,500 W |
- Рост за пять лет оценивается в 25%: 7,5 кВт × 1,25 = 9.4 kW расчетная нагрузка.
- При PF 0,95 это примерно 9.9 kVA.
- Поддержание нагрузки на уровне 80% или ниже: 9,4 кВт ÷ 0,8 = 11.7 kW минимальный рейтинг.
Блок мощностью 10 кВА при мощности 1 (10 кВт) будет работать на 94 % при проектной нагрузке: слишком тесно. С запасом подойдет агрегат около 15 кВА с реальной мощностью не менее 11,7 кВт. Альтернативно, сохраните блок мощностью 10 кВА сегодня и запланируйте второй параллельно, когда нагрузка превысит около 8 кВт.
Шаг 6: оцените время работы от батареи
Время работы зависит от мощности, потребляемой аккумулятором, напряжения и емкости аккумулятора, а также от того, насколько быстро он разряжается.
Питание от аккумулятора
Инвертор теряет часть энергии, поэтому батарея должна отдавать больше, чем нагрузка:
P_batt = P_load ÷ η_inv
где η_inv — эффективность инвертора от батареи, часто в районе 0,92–0,95 для современного онлайн-блока. Используйте значение таблицы.
Приблизительная оценка ампер-часов
Для свинцово-кислотной цепочки с номинальным напряжением постоянного тока V_dc:
Ач ≈ (P_batt × t) ÷ (V_dc × k_rate) × k_age × k_temp
- t – время работы в часах.
- k_rate – долю паспортной емкости, которую аккумулятор обеспечивает при такой скорости разряда. Для VRLA продолжительностью 15–30 минут это примерно 0,5–0,6 от 10- или 20-часового рейтинга; через 5–10 минут он еще ниже.
- k_age – допуск на потерю мощности в течение срока службы; Обычно используется 1,25, поэтому батарея по-прежнему соответствует сроку службы в конце срока службы.
- k_temp – коррекция, если в аккумуляторном помещении температура ниже 25 °C, при которой емкость падает.
Оценка рабочего времени
Используя диспетчерскую выше, в течение 20 минут при пятилетней расчетной нагрузке 9,4 кВт:
- Предполагаемый КПД инвертора: 0,94, поэтому P_batt = 9400 ÷ 0,94 = 10,000 W.
- Энергия: 10 000 Вт × 0,333 ч = 3,330 Wh.
- Пример шины постоянного тока: блоки 20 × 12 В = номинальное напряжение 240 В (фактическое значение зависит от модели).
- k_rate за 20-минутную разрядку: 0,5. к_возраст: 1,25. В помещении температура 25 °C, поэтому k_temp = 1.
Ач ≈ 3330 ÷ (240 × 0,5) × 1,25 ≈ 35 Ah
Таким образом, оценка указывает на одну цепочку из двадцати блоков по 12 В емкостью около 40 Ач. Относитесь к этому как к отправной точке. При окончательном выборе следует использовать рекомендации производителя аккумуляторов. разрядный стол постоянной мощности (ватты на ячейку или блок до указанного конечного напряжения), что заменяет k_rate реальными данными.
Для литий-ионных
LiFePO4 обеспечивает гораздо большую долю номинальной емкости при высоких скоростях разряда, поэтому k_rate ближе к полезной глубине разряда, установленной BMS. Для того же времени работы обычно требуется меньше номинальных ампер-часов, чем для VRLA. Сравните максимальный непрерывный ток разряда аккумулятора с током батареи: здесь около 10 000 Вт ÷ 240 В ≈ 42 А, увеличиваясь к концу разряда по мере падения напряжения.
Распространенные ошибки при выборе размера
- Размер каждого элемента определяется по максимальным значениям, указанным на паспортной табличке, а затем добавляется запас сверху.
- Проверяем кВА и забываем кВт, или наоборот.
- Игнорирование пофазной нагрузки в трехфазных системах.
- Расчет времени работы при сегодняшней нагрузке, но покупка на завтра.
- Использование 20-часового показателя аккумулятора в ампер-часах для 10-минутной работы.
- Забыв об уменьшении номинальных характеристик в зависимости от высоты или высокой температуры окружающей среды в таблице данных.
Наши диапазоны
- Высокочастотный онлайн (H11, H31, H33): 1–600 кВА; однофазный выход ПФ 1; Переключение между сетью и аккумулятором за 0 мс.
- Модульный (М33): Модули 20, 30 или 50 кВА, системы 20–600 кВА, N+X.
- Трансформаторный промышленный (Х11, Х31, Х33): 1–800 кВА; выходной коэффициент мощности 0,8 на трехфазном режиме.
- Батареи: VRLA 12 В 24–250 Ач; Стоечные аккумуляторы LiFePO4 48 В/51,2 В 20–200 Ач; система онлайн-мониторинга батареи.
Сопутствующие товары
- Однофазный онлайн ИБП и трехфазный онлайн ИБП
- Модульный онлайн ИБП
- Промышленный трансформаторный ИБП
- VRLA аккумулятор и Стоечный аккумулятор LiFePO4
Эти цифры являются приблизительными. Отправьте список загрузки, целевое время работы и температуру в помещении через страница контактов и мы вернем расчет размеров и батареи для конкретной модели.