قوة حمولة UPS: تشرح القوة الاسمية والفعلية والقمة

عند تحديد حجم UPS ، غالبًا ما يتم الخلط بين ثلاثة أرقام طاقة:الطاقة الاسمية، الطاقة العملية الفعلية، وطاقة الذروة.

يصفون ظروفًا مختلفة. يمكن أن يؤدي استخدام الرقم الخاطئ إلى UPS ضخم الحجم ، أو عدم كفاية السعة ، أو مشاكل في الإفراط في الحمل أثناء التغييرات المفاجئة في الحمل.

التمييز الأساسي هو:

الطاقة المسجلة تظهر القدرة المحددة للمعدات. الطاقة الفعلية تظهر ما يستهلكه الحمل. الطاقة القصوى تظهر ما قد يحتاج إليه UPS للتعامل معه لفترة قصيرة.

فهم الفرق بين هذه القيم الثلاثة هو جزء مهم من قياس حجم UPS.

1السلطة الاسمية والسلطة الفعلية والسلطة القصوى

الطاقة الاسمية

الطاقة الاسمية هي قيمة الطاقة المحددة من قبل الشركة المصنعة للمعدات في ظل ظروف تشغيل محددة. عادة ما يتم إدراجها على لوحة الاسم أو في ورقة البيانات التقنية.

ومع ذلك ، بالنسبة للمعدات ذات مصدر طاقة ، فإن تصنيف لوحة الاسم لا يمثل بالضرورة الاستهلاك الفعلي للمعدات.

على سبيل المثال ، قد يكون مصدر الطاقة للخادم 800 واط قادرًا على توفير ما يصل إلى 800 واط ، في حين أن الخادم نفسه قد يستهلك عادةً 300-400 واط فقط.

الطاقة الفعلية

القوة الفعلية هيالطاقة الفعلية المستهلكة بواسطة الحمل أثناء التشغيل، عادة ما يتم التعبير عنها في كيلوواط.

إنه يتغير مع حجم العمل و ظروف التشغيل

قد يستهلك الخادم المزيد من الطاقة أثناء المعالجة الثقيلة وأقل أثناء الاستخدام المنخفض. يمكن أن يظهر خط الإنتاج تغييرات مماثلة اعتماداً على الآلات التي تعمل.

بالنسبة للمركز الحالي ، فإن الطاقة التشغيلية المقاسة هي عادة أكثر فائدة لتحديد حجم UPS من مجرد جمع مقاييس لوحة اسم المعدات.

القوة القصوى

الطاقة القصوى هي أعلى طلب للطاقة التي تحدث خلال حدث تشغيل معين أو فترة قصيرة.

يمكن أن يسببها:

• تشغيل المحرك
• بدء تشغيل الضاغط
• طاقة المحول
• أجهزة متعددة تبدأ في نفس الوقت
• التغيرات المفاجئة في الأحمال الصناعية
• عوائق الحمل قصيرة المدة

ذروة الطلب مهمة لأن عاكس UPS لديه تحميل زائد محدد وقدرة عابرة.تجاوز هذا المغلف و UPS إما تسقط في الحماية أو تحويل الحمل لتجاوز و على تجاوز الحمل يفقد UPS تكييف في نفس اللحظة التي يتم الاضطراب.

لهذا السبب ، فإن الحمل الذي يبدو مقبولًا في ظل التشغيل العادي قد يحتاج إلى تكوين UPS مختلف إذا أنتجت ذروات قصيرة المدة.

2لماذا قوة لوحة اسم المعدات يمكن أن تكون مضللة

فكر في خادم بمصدر طاقة 800 واط.

إذا كان مركز البيانات لديه 30 خادم من هذا القبيل، سيكون من الخطأ لحساب تلقائي:

30 × 800 واط = 24 كيلوواط

الرقم 24 كيلوواط يمثل القدرة القياسية المشتركة لمصادر الطاقة، وليس بالضرورة الحمل الفعلي لجهاز تكنولوجيا المعلومات.

إذا أظهرت القياسات أن الخوادم الثلاثين تستهلك 12 كيلوواط في ظل ظروف التشغيل المتوقعة ، فلا ينبغي تحديد حجم UPS ببساطة من خلال تصنيفات 24 كيلوواط من PSU.

هذا لا يعني أن تصنيفات لوحة الأسماء يجب تجاهلها.

لا تزال مفيدة عند التحقق منالحمولة القصوى الممكنة وتكوين المعدات والتوسع المستقبلي وأسوأ ظروف التشغيل.

الفرق المهم بينقدرة المعدات والطلب الفعلي على الكهرباء.

3. قياس الحمل قبل قياس UPS

بالنسبة للمنشأة القائمة، فإن نقطة البداية الأكثر فائدة هي بيانات الحمل الكهربائي الفعلي.

يمكن لمحلل الطاقة المثبت في وحدة PDU أو نقطة التوزيع تسجيل:

• الطاقة النشطة (كيلوواط)
• الطاقة الظاهرة (kVA)
• عامل القوة (PF)
• التيار الحالي
• الجهد
• تغير الحمل مع مرور الوقت
• ذروة الطلب

في حالة الحمل المتغير، قد لا يمثل القياس القصير نمط التشغيل العادي.

يمكن أن يوفر القياس على مدار 24 ساعة صورة أفضل لملف الحمل، وخاصة في غرف الخوادم، ومراكز البيانات،ومرافق الإنتاج التي تتغير فيها الحمل بين ساعات العمل وأوقات عدم الذروة.

النهج العملي هو:

1. قياس الحمل بشكل مستمر على مدى فترة تشغيل تمثيلية.
2. سجل كل من كيلوواط وكيلواط بدلا من النظر إلى كيلوواط وحدها.
3. تحديد الحمل العادي للعمل وأعلى حمل مستمر.
4. تحقق من الذروات قصيرة المدة والأحداث التي تبدأ بشكل منفصل.
5. النظر في زيادة الحمل المخطط لها قبل وضع اللمسات الأخيرة على قدرة UPS.

بالنسبة للمنشأة القائمة، فإن البيانات المقاسة عادة ما تكون نقطة انطلاق أفضل من مجرد إضافة تصنيفات لوحة الأسماء لكل جهاز متصل.

4لماذا كل من كيلوواط و كيلوواط مهم

عادة ما يتم تحديد قدرة UPS فيkVA، في حين يتم التعبير عن القوة الحقيقية المستهلكة بواسطة الحمل فيكيلوواط.

العلاقة هي:

kVA = kW ÷ PF

على سبيل المثال، إذا كان الحمل يستهلك 12 كيلوواط عند عامل الطاقة 0.99:

12 ÷ 0.99 ≈ 12.1 كيلو فاي

لذلك يحتاج UPS إلى دعم حوالي 12.1 كيلوواط ، وليس فقط 12 كيلوواط.

يجب أن تلبي وحدة التشغيل اللاسلكي أيضاقدرة الخروج في كيلوواط.

هذا مهم لأن UPS يمكن أن يكون لها حدود kVA و kW منفصلة. لذلك يجب أن يأخذ الاختيار الفعلي في الاعتبار كلتا القيم.

عامل الطاقة هو أيضًا السبب في أن هذا الموضوع يسبب المزيد من الارتباك مما كان عليه في السابق. كانت أحمال تكنولوجيا المعلومات القديمة تعمل بنسبة عامل الطاقة حوالي 0.6 ٪.8، لذلك كانت الفجوة kVA إلى kW كبيرة وكانت نماذج UPS عادة ما يتم تصنيفها بـ PF 0.8توفر مصادر الطاقة الحديثة ذات الوضع المبتدئ عامل طاقة قريب من الوحدة 0.99 هو نموذجي لذلك لا توجد فجوة متبقية تقريبًا ، ويتم تحديد معظم منصات UPS الجديدة في PF 1.0، حيث kVA و kW هي نفس العدد فعلياً. هذا التحول هو السبب في أن الشركات المصنعة تنشر الآن حدًا منفصلًا في كيلوواط إلى جانب تصنيف kVA.

لا تفترض أن تصنيف kVA وحده يخبرك كمية الطاقة الحقيقية التي يمكن أن يقدمها UPS ٪ تحقق من تصنيفات kW و kVA المعلنة من الشركة المصنعة.

5. الطاقة الذروة تتطلب فحصا منفصلا

يمكن أن يكون للحمل استهلاك طاقة معقول في الحالة الثابتة ولا يزال يخلق مشاكل أثناء بدء التشغيل.

وتشمل الأمثلة الشائعة المحركات والضاغطات والمحولات وغيرها من المعدات الصناعية.

على سبيل المثال، قد يعمل المحرك بمستوى طاقة متواضع نسبياً بعد الوصول إلى السرعة الطبيعية، بينما يمكن أن يكون تيار البدء أعلى بكثير.

هذا هو السبب في أنه لا ينبغي اختيار UPS فقط من الرقم في حالة استقرار كيلوواط.

يجب على المهندس أيضا التحقق من:

• التيار البدائي
• طريقة البدء
• مدة الحدث الابتدائي
• عدد الحمولات التي تبدأ في وقت واحد
• القدرة على زيادة حمولة عاكس UPS
• خصائص التحايل على UPS
• التوافق بين المولدات، إذا كان ذلك مناسباً

لا توجد قاعدة عالمية مثل"كل المحركات تتطلب ضعف أو ثلاثة أضعاف قدرة UPS".الحد الأقصى المطلوب يعتمد على المحرك وطريقة بدء التشغيل وملامح الحمل ومواصفات UPS.

عند الاقتضاءبداية ناعمة أو محرك تردد متغير (VFD)يمكن أن يقلل من تيار بدء المحرك ويجعل الحمل أسهل لـ UPS لدعمها.

للتطبيقات الصناعية مع بدء محرك متكرر أو غيرها من الأحمال العابرة، TAFENG يبني أنظمة UPS على الانترنت منخفضة التردد على طوبولوجيا تعتمد على المحول،حيث القدرة على زيادة حمولة المحول والعزلة الغلفانية تأتي كحزمة واحدة. يرفع الطوبولوجيا السقف عند الإقتحام ، فإنه لا يزيل ذلك ، لذلك لا تزال الخصائص الابتدائية للحمل المتصل بحاجة إلى التحقق من نموذج UPS المحدد.لدينا دليل على تحديد حجم UPS للحمولات التحفيزية تغطي المعلمات بمزيد من التفصيل.

6. كيفية استخدام هذه القيم الثلاثة لتحديد حجم UPS

يمكن تقسيم عملية قياس حجم UPS العملية إلى ثلاثة عمليات فحص.

التحقق 1: تحديد الحمل التشغيلي

ابدأ بالحمل التشغيلي المقياس أو المحسوب.

بالنسبة للمنشأة القائمة:

الـ kVA الأساسي المطلوب = kW المقاس ÷ PF المقاس

بالنسبة للمركبات الجديدة، استخدم بيانات الحمل من الشركة المصنعة وافتراضات تشغيل واقعية بدلا من مجرد إضافة كل تصنيف لوحة الاسم بنسبة 100٪.

المراقبة 2: إضافة هامش القدرة

يجب أن لا يعمل نظام UPS بشكل مستمر عادةً عند قدرته القياسية المطلقة.

هامش التصميم يمكن أن يشمل:

• تغير الحمل
• عدم اليقين في القياس
• التوسع المستقبلي
• ظروف التشغيل
• متطلبات الإفراج

يعتمد الهامش المناسب على التطبيق. قد يتطلب مركز البيانات مع التوسع المخطط له نهجًا مختلفًا عن الآلة الصناعية الثابتة.

التحقق الثالث: التحقق من أداء الذروة والأداء العابر

بعد حساب متطلبات الحالة الثابتة، قارن خصائص بداية الحمل وخصائص ذروته مع مواصفات الشركة المصنعة لـ UPS.

السؤال ليس فقط:

"هل الـ (UPS) كبيرة بما فيه الكفاية في (kVA) ؟ "

هو أيضاً:

"هل يمكن لـ UPS التعامل مع الحمل عندما يتغير الحمل؟"

يصبح هذا التمييز مهمًا بشكل خاص للمحركات والمضغوطات والمحولات والحمولات الديناميكية الأخرى.

7مثال: اختيار UPS لحمل 12 kW IT

لنفترض أن غرفة الخادم لديها القيم القياسية التالية:

• حمولة تشغيل قصوى طبيعية:12 كيلوواط
• عامل الطاقة:0.99
• هامش القدرة المخطط له:20%

أولاً احسب القوة الظاهرة:

12 ÷ 0.99 ≈ 12.1 كيلو فاي

ثم نسمح بالهامش المخطط له:

12.1 × 1.20 ≈ 14.5 كيلو فاي

هناك جهاز تسجيل سريع15 كيلو فاي أو القوة القياسية المتاحة التاليةلذلك يمكن أن تغطي متطلبات الحالة الثابتة المحسوبة ، مع مراعاة القوة المسموح بها من قبل الشركة المصنعة والتطبيق الفعلي.

فحص مهم واحد هو تصنيف عامل طاقة UPS.

يمكن لـ 15 kVA UPS معدل PF 0.8 أن يوفر فقط حوالي12 كيلوواطهذا يترك أساسا أي مساحة رأس كيلوواط لشحنة 12 كيلوواط، على الرغم من أن الرقم 15 كيلوواط يبدو كافيا.

هذا هو السببيجب التحقق من تصنيف الكيلوواط جنبا إلى جنب مع تصنيف كيلوواط.

إذا كانت المنشأة تتوقع توسعا كبيرا في المستقبل،20 kVA UPSقد يكون خيار أكثر عملية.

يجب أن ينظر الاختيار النهائي أيضًا في سلوك بدء التشغيل والمرور ، ووقت تشغيل البطارية ، وتشغيل التجاوز ، وأي متطلبات إضافية.

النقطة المهمة هي أن الحساب يبدأ منالحمل الفعلي، بدلا من مجرد إضافة التصنيفات مطبوعة على كل مصدر طاقة الخادم.

8الطاقة القياسية والفعلية والقمة في لمحة

القيم الثلاث تجيب على أسئلة مختلفة:

الطاقة الاسمية:ما هي المعدات المصممة أو المحددة لدعمها؟

الطاقة الفعلية:ما هو استهلاك المعدات في ظل ظروف التشغيل التي يتم قياسها؟

القوة القصوى:ما هو أعلى الطلب الذي قد يحتاج الـ (UPS) للتعامل معه؟

9القاعدة العملية لاختيار UPS

يمكن أن تتبع عملية اختيار UPS العملية هذا الترتيب:

بيانات لوحة الاسم → قياس الحمل الفعلي → تحليل كيلوواط / كيلوواط / بي إف → فحص ذروة الحمل → هامش السعة → اختيار UPS

لا تحدد حجم المنشأة القائمة ببساطة عن طريق إضافة كل تصنيف لوحة الاسم.

في الوقت نفسه، لا تقيس UPS فقط من متوسط الحمل وتجاهل ظروف البدء أو العابرة.

بالنسبة لحملات تكنولوجيا المعلومات المستقرة نسبياً، توفر الكيلوواط والكيلوواط المقياسة عادةً أساسًا جيدًا للتحديد. بالنسبة للحملات الصناعية، يمكن أن تكون خصائص البدء والسلوك العابر مهمة بنفس القدر.

بالنسبة للتطبيقات الحاسمة مثل التصوير الطبي، والأتمتة الصناعية، ومراكز البيانات، والحمل في الحالة الثابتة هو مجرد نقطة انطلاق. دليلنا على اختيار UPS للمستشفيات،البنوك والمصانع تغطي ما يدخل في القرار: الازدحام، وقت النسخ الاحتياطي وبيئة التثبيت.

حجم UPS من الحمل المقاس ، وليس لوحات الاسم

الطاقة المسجلة، الطاقة الفعلية، والطاقة القصوى توفر ثلاثة أجزاء مختلفة من المعلومات.

القوة المسجلة هي مرجعية. القوة الفعلية هي أساس قياس الحالة الثابتة. يتم استخدام القوة القصوى للتحقق مما إذا كان نظام التيار الأمني قادرًا على التعامل مع الطلب قصير المدى.

يمنح استخدام الثلاثة صورة أكثر واقعية عن الحمل ويساعد على تجنب كل من الإفراط في الحجم غير الضروري وعدم كفاية قدرة UPS.

قبل اختيار UPS،قياس الحمل عندما يكون ذلك ممكناً، وتسجيل كل من كيلوواط وكيلواط، والتحقق من عامل الطاقة، والتحقق من سلوك الحمل عند الذروة مقابل مواصفات UPS.

هذا يوفر أساسا أكثر تمثيلية لاختيار UPS من مجرد إضافة الأرقام المطبوعة على لوحات اسم المعدات.

الأسئلة الشائعة

ما هو الفرق بين الطاقة الاسمية والفعلية والذروة في قياس حجم UPS؟

القوة الاسمية هي القدرة المحددة من قبل الشركة المصنعة من لوحة الاسم أو ورقة البيانات. القوة الفعلية هي القوة الحقيقية التي تستخدمها الحمل أثناء التشغيل ، والتي يتم قياسها عادة في كيلوواط.الطاقة القصوى هي الطلب القصيرمثل بدء تشغيل المحرك

السلطة المسجلة هي مرجعية ، والسلطة الفعلية هي المدخل الرئيسي لتحديد حجم الحالة الثابتة ، ويتم استخدام طاقة الذروة للتحقق من زيادة حمولة UPS والقدرة العابرة.

هل يجب أن أحدد حجم جهاز UPS بإضافة تصنيفات لوحة اسم المعدات؟

لا، تصنيفات لوحة الاسم تصف المعدات أو قدرة إمدادات الطاقة، وليس بالضرورة الاستهلاك التشغيلي الفعلي.

على سبيل المثال ، فإن مصادر الطاقة للخادم الثلاثين 800 واط لديها قدرة مقارنة مجتمعة تبلغ 24 كيلوواط ، ولكن الخوادم المتصلة قد تستهلك أقل بكثير في ظل ظروف التشغيل العادية.

بالنسبة للمنشأة القائمة، قم بقياس الحمل الفعلي على مدى فترة تمثيلية واحتفظ ببيانات لوحة الاسم من أجل التحقق من أسوأ الحالات والتوسع في المستقبل.

لماذا كل من كيلوواط و كيلوواط مهمة عند قياس حجم UPS؟

عادة ما يتم تحديد قدرة UPS في kVA ، بينما يتم قياس الطاقة الفعلية في كيلوواط. ترتبط الاثنتان بمعامل الطاقة:

kVA = kW ÷ PF

يتطلب حمولة 12 كيلوواط عند PF 0.99 حوالي 12.1 كيلو فاي.

ومع ذلك ، يمكن أن يكون لـ UPS حدًا منفصلًا في الكيلوواط. لذلك يجب التحقق من كل من kVA و kW عند اختيار UPS.

كم من طاقة UPS يحتاج محرك بدء الحمل؟

لا يوجد مضاعف عالمي مثل ضعف أو ثلاثة أضعاف الحمل الطبيعي للمحرك.

تعتمد سعة UPS المطلوبة على تيار بدء المحرك ، طريقة بدء ، مدة حدث البدء ، عدد الأحمال التي تبدأ في نفس الوقت ،و القدرة على زيادة حمولة محول UPS.

يمكن أن يقلل جهاز البدء الناعم أو VFD من تيار البدء وقد يجعل الحمل أسهل على UPS لدعمه.