Come leggere una scheda dati UPS: VFI, kVA, PF, THD, MTBF e altro spiegato

Metti tre fogli di dati UPS uno accanto all'altro e il confronto crolla rapidamente.

Uno dice VFI, un altro cita THDi al di sotto del 3%, uno annuncia efficienza del 99%, un altro dà un MTBF superiore a 100.000 ore, poi vengono kVA, kW, PF, THDv, percentuali di sovraccarico,intervalli di tensione della batteria e di bypass.

Il problema sono le condizioni che li contraddistinguono.

Un valore di efficienza del 99% può essere misurato in modalità ECO piuttosto che in normale doppia conversione.E "150% sovraccarico" non dice nulla fino a quando il produttore indica anche quanto tempo l'inverter lo tiene.

Quindi leggete una scheda di dati in ordine fisso: topologia e potenza utilizzabile prima, poi cosa l'UPS attinge dall'alimentazione a monte, cosa consegna al carico,come si comporta durante i sovraccarichi e i guasti degli input, e infine come sono costruite la batteria e il bypass.

I confronti significano solo una volta che la classe e il tetto in kW corrispondono.

1Iniziare con VFI, VI e VFD

Prima di confrontare l'efficienza o il tempo di funzionamento della batteria, identificare la classificazione.

IEC 62040-3 classifica un UPS in base al comportamento della sua uscita quando l'alimentazione di ingresso si muove.VFI-SS-111è quello che si vede più spesso e la prima parte decide cosa l'UPS può proteggere.

VFD ?? dipendente dalla tensione e dalla frequenza

La tensione di uscita e la frequenza seguono entrambi l'alimentazione di ingresso durante il normale funzionamento.

Perche' quel trasferimento deve succedere.c' è una breve pausaUn paio di millisecondi va bene per un PC desktop o un terminale POS. Non va bene per un PLC che deve cavalcare attraverso l'intervallo.

VI ?? indipendente dalla tensione

L'UPS regola la tensione di uscita nel suo intervallo operativo specificato, mentre la frequenza di uscita segue ancora l'input.

La regolazione automatica della tensione assorbe una banda di variazioni di tensione di ingresso senza toccare la batteria, quindi la batteria viene richiamata meno spesso.VI si adatta alle apparecchiature di rete, armadi delle telecomunicazioni e stanze informatiche più piccole in cui la completa doppia conversione non è giustificata.

VFI ️ indipendente dalla tensione e dalla frequenza

L'uscita è indipendente dalla tensione di ingresso e dalla frequenza nelle condizioni di funzionamento indicate.e l'inverter ricostruisce il CA controllato e alimenta il carico continuamente.

Centri dati,Imaging medico, apparecchiature di controllo e di processo industriali normalmente specificano VFI.

Il resto del codice

Le lettere e le cifre dopo il tratto sono dove la maggior parte delle schede dati si fermano:

• SS- forma d'onda di uscitaSsignifica sinusoidale, in funzionamento normale e in funzione di energia immagazzinata; la soglia della norma è la distorsione armonica totale inferiore all'8% sotto carico lineare e di riferimento non lineare.Xsignifica sinusoidale solo sotto carico lineare.YSignifica che non è affatto sinusoidale.

• 111Performance di uscita dinamica, tre cifre: comportamento in caso di cambio di modalità di funzionamento, in fase di carico lineare e in fase di carico non lineare.1è la classe più severa,3- Almeno.

Chiedi il codice completo. "VFI" ti dice che l'uscita è indipendente dall'ingresso. Non ti dice quanto è pulita quell'uscita, o come l'UPS mantiene la tensione quando il carico passa.

Non aprire con la domanda di quale UPS ha la migliore efficienza o il numero di kVA più grande.

2. kVA, kW e fattore di potenza di uscita

Un UPS da 100 kVA non fornisce automaticamente 100 kW. Controlla questo prima di confrontare i prezzi.

kVA apparente potenza

Dispositivo monofase:

KVA = V × A ÷ 1000

Trifase:

KVA = √3 × V × A ÷ 1000

KVA descrive la capacità di tensione e corrente dell'UPS. Da solo non ti dà la potenza attiva che il carico può attingere.

kW

kW è la quantità di carico effettivamente utilizzata.

• 100 kVA / 90 kW

• 100 kVA / 100 kW

Stesso kVA.Dieci kilowatt di differenza in ciò che si può collegare.

Fattore di potenza di uscita

Per la potenza di uscita UPS:

kW = kVA × fattore di potenza di uscita

Un'unità da 100 kVA a PF 0,9 è una macchina da 90 kW. Leggi l'uscita PF come un tetto su ciò che l'UPS può fornire, non come un numero che il carico deve corrispondere un carico in esecuzione a PF 0,95 non ha bisogno di un PF 0,95 UPS,ha bisogno di un UPS il cui tetto in kW cancella la sua domanda in kW.

Questo tetto non è nemmeno una guida su come l'UPS gestisce motori, trasformatori o altri carichi ad alta pressione.la risposta transitoria e le caratteristiche di partenza del carico stesso.

Il numero di kVA è identico in tutte e tre le righe.

Metti kVA e kW l'uno accanto all'altro in ogni quotazione, e se un fornitore cita solo kVA, chiedi il kW nominale prima di misurare qualcosa.

3. Armoniche: THDi a monte, THDv a valle

Due distorsioni diverse, in due direzioni diverse, citate in due condizioni diverse.

Input PF e THDi che cosa attira l'UPS

Il fattore di potenza di ingresso è il rapporto tra la potenza di ingresso reale e la potenza apparente che l'UPS attira.Entrambi caricano l'infrastruttura a monte: cavi, interruttori, trasformatori e generatore.

La topologia del rettificatore guida entrambi i numeri. i più vecchi rettificatori basati su tiristor attirano più corrente reattiva e armonica, i disegni a 12 impulsi riducono le caratteristiche armoniche di ingresso,e moderni raddrizzatori IGBT con PFC attivo raggiungono PF di ingresso vicino all'unità con THDi molto più basso.

Le cifre effettive dipendono dall'impedenza della sorgente, dal filtro di ingresso, dal livello di carico e dalla progettazione del raddrizzatore stesso.e un valore THDi senza condizioni di carico non può essere classificato contro uno che lo ha.

THDv che raggiunge il carico

THDv è la distorsione deltensione di uscitaI produttori lo citano separatamente per i carichi lineari e non lineari, e questa distinzione è il punto: un alimentatore in modalità commutata attira una corrente non sinusoidale,e quella corrente distorce la tensione di qualsiasi cosa la alimenta.

Allora...THDv < 2%su un foglio dati e< 5%Per questo motivo la lettera di forma d'onda IEC 62040-3 è importante.S- eXè esattamente se l'uscita rimane sinusoidale sotto il carico non lineare di riferimento.

Il numero conta, e la condizione dietro il numero conta altrettanto.

4. Efficienza: controllare la modalità e il carico

Efficienza: 99%La prima domanda è: il 99% in quale modalità?

I costruttori pubblicano dati separati per la modalità di doppia conversione e la modalità ECO, di solito a carico del 25%, 50%, 75% e 100%.

La modalità ECO non è una versione più efficiente della stessa protezione.In modalità ECO, il carico viene eseguito sulla fonte di alimentazione filtrabile e l'inverter sta inattivo fino a quando l'input non supera la tolleranza Il confronto con l'efficienza in linea di un'altra unità paragona un percorso di bypass con un percorso di doppia conversione.

Un UPS acquistato per 100 kW di potenza futura può trascorrere i suoi primi tre anni a carico del 30­50%e l'efficienza a quel punto di funzionamento non il picco di carico pieno è ciò che appare sulla bolletta elettrica.

Chiedete la curva di efficienza, o almeno l'efficienza di doppia conversione al carico che effettivamente si eseguirà.

5. sovraccarico: la percentuale non significa nulla senza la durata

"Capacità di sovraccarico del 150%" e' solo metà delle specifiche.

Ti servono due numeri:percentuale di sovraccarico, più quanto tempo lo tiene l'inverter.

Le schede di dati forniscono normalmente una scala:

• 105% continuità, o limite lungo

• 125% tipicamente minuti

• 150% in genere da secondi a un minuto

• superiore al 150%

Quando il tempo scade, l'UPS trasferisce il carico a bypass.Non va bene su un sito che si affidava all'inverter per portare il picco.

per carichi conelevata domanda iniziale o transitoria- motori, trasformatori, compressori, imaging medico - la domanda utile non è "può gestire il 150%?" ma:

Per quanti secondi l'inverter regge il 150%, e cosa succede nel secondo successivo?

6. Tempo di trasferimento: tra quali due stati è "0 ms"?

Le unità di doppia conversione online sono specificate al seguente indirizzo:0 ms dal funzionamento normale al funzionamento della batteria, perché l'inverter sta già alimentando il carico.

"0 ms" non significa che ogni transizione all'interno dell'UPS sia istantanea.

Per i modelli VI e VFD, il passaggio da un impianto di servizio pubblico a una batteria o un inverter comporta una vera e propria interruzione, in genere di pochi millisecondi.

Quando un foglio di dati dice "tempo di trasferimento", controllareche due stati operativi sta confrontando.

7La regolazione dello stato stazionario e la risposta transitoria sono test diversi.

Si siedono uno accanto all'altro sulla pagina e misurano cose diverse.

Regolazione della tensione di uscita: ±1%descrive quanto la UPS regga la tensione in condizioni costanti.

La risposta transitoria descrive ciò che accade quando il carico cambia rapidamente.

Per i carichi che passano ̇ ascensori, saldatori, apparecchiature di imaging, avvio del compressore ̇ richiedere tre numeri:

• deviazione massima della tensione transitoria

• tempo di recupero

• la fase di carico in cui i valori sono stati misurati

Un foglio dati che fornisce solo ± 1% di regolazione dello stato stazionario non vi ha detto come si comporta l'UPS durante l'evento che vi interessa realmente.

8La tensione della batteria, l'Ah e il tempo di esecuzione sono tre numeri diversi.

La tensione continua ti dice la configurazione

Un valore nominale384 VDCAutobus di solito significaBlocchi di 32 × 12 V in serie:

32 × 12 V = 384 V

Non dice niente sul tempo di backup.

Ah è valutato a un tasso di scarico, non in astratto

A12 V 100 AhCambiare uno qualsiasi dei tre e la capacità si può effettivamente disegnare cambiamenti con esso.

Questo è il motivo per cui la targa Ah non può essere trasformata in un tempo di esecuzione di 10 o 30 minuti con l'aritmetica.e una scarica rapida raggiunge la tensione di taglio prima che la capacità della targa sia esaurita.

Per la misurazione, utilizzare la tabella di scarica di corrente costante o di potenza costante del produttore della batteria, leggere al tempo di esecuzione e voltage di fine scarica il progetto ha bisogno.la temperatura e il margine di progettazione sono quindi applicati in cimaIl tempo di esecuzione calcolato a partire dalla targa Ah è una stima con un punto decimale dopo.

Il tempo di esecuzione ha bisogno del carico

Il tempo di funzionamento dipende dal carico effettivo in kW, dal numero di blocchi, dall'Ah e dalla velocità a cui è indicato,la configurazione del bus CC, caratteristiche di scarica, efficienza dell'inverter, temperatura e condizione della batteria e tensione di fine scarica.

"32 × 100 Ah" non dice se sono dieci minuti o un'ora.

Chiedete il tempo di esecuzione al carico in kW e chiedete da quale tabella di scarico e tensione di taglio è stata calcolata, piuttosto che chiedere un numero Ah più grande.

9Il bypass statico e il bypass di manutenzione fanno lavori diversi.

"Bypass incluso" vale un'altra domanda.

Bypass staticoIl sovraccarico, il guasto dell'inverter e la temperatura in eccesso hanno ciascuno uno dei due risultati: un passaggio a bypass statico o uno spegnimento.Il bypass statico e' quello che mantiene il carico in vita fino al primo..

Bypass di manutenzioneè un percorso di isolamento manuale che consente a un tecnico di disattivare l'elettronica di alimentazione UPS per il servizio mentre il carico rimane alimentato.

Per i siti critici, i due sono specificati separatamente perché la pianificazione della manutenzione èparte dell'architettura di potenzaSe una citazione dice "bypass inclusa", chiedi quale di questi o se significa entrambi.

10. MTBF: una statistica di affidabilità, non di durata

MTBF >100.000 oreNon significa che l'UPS funzioni per più di undici anni senza guasti.

MTBF è una metrica di affidabilità statistica calcolata secondo un metodo definito e presunte condizioni.

• Quale standard o metodo di calcolo è stato utilizzato?

• Copre l'UPS completo o solo il modulo di alimentazione?

• Le batterie sono incluse?

• Quale temperatura ambiente e carico sono stati presupposti?

• È pubblicato il MTTR corrispondente, in modo da poter calcolare la disponibilità?

Due produttori che utilizzano metodi diversi producono due numeri che non possono essere classificati.

11. Intervallo di tensione di ingresso: il numero di carico pieno è quello che conta

Un ampio intervallo di input mantiene l'UPS in funzione attraverso escursioni di tensione invece di bruciare i cicli della batteria.

Intervallo di tensione di ingresso: 110 ∼ 300 V- E' ancora necessario un qualificante: a che carico?

Molte unità accettano una gamma più ampia a carico ridotto e la gamma può anche cambiare con la classificazione di uscita, la frequenza di ingresso, lo stato di ricarica della batteria e i limiti di bypass.

Quindi chiedetevi:

Qual è l'intervallo di tensione di ingresso accettato dall'UPS al 100% del carico nominale, senza degradazione e senza trasferimento alla batteria?

Nei siti in cui la tensione della rete elettrica rimane alta o bassa per ore consecutive, questa singola risposta determina la frequenza di utilizzo della batteria.

12- Deraturazione, ambiente e numeri in caratteri piccoli

Cinque figure raramente fanno la prima pagina e sempre appaiono nel manuale di installazione.

• Temperatura in calo.Il valore nominale di kVA si mantiene fino a un ambiente indicato, generalmente 40 °C. Al di sopra di esso, la capacità segue una curva pubblicata verso il basso.

• Riduzione dell'altitudine.In quota, la ridotta densità d'aria influisce sul raffreddamento e sulle spaziature libere.perché la percentuale non è la stessa tra i progetti.

• Classificazione IP e rumore acustico.IP20 va bene in una stanza elettrica pulita e male in una zona di lavaggio o in una sala di produzione aperta.

• E' ora di ricaricare.Dopo una scarica completa, quante ore tornano al 90% di capacità?

• Capacità del quadro rispetto alla capacità installata.Su unità modulari, un telaio da 300 kW con tre moduli da 50 kW montati è un UPS da 150 kW. Le citazioni che mostrano il numero del telaio senza il numero installato non sono comparabili.

Chiedeteli come un elenco. Un fornitore che pubblica la curva di de-rating, il tempo di ricarica e il numero di moduli installati è semplice da confrontare con un altro.

Se tali cifre mancano nella scheda dati, chiedeteli prima di confrontare le quotazioni.

13. Lista di controllo del confronto delle schede di dati UPS

Mettere le specifiche di tre citazioni in una sola tabella invece di confrontare le brochure una accanto all'altra.

14Cosa mandare a un fornitore prima di chiedere un prezzo

Non aprire con un numero di kVA.Apri con il carico.

1. Tipo di carico- server, scanner CT, motore, linea di lavorazione, telecom rack

1. carico effettivo e carico massimoIn kW, e in A dove si ha

1. Voltaggio di ingresso e di uscita- inclusa la configurazione di fase

1. Tempo di esecuzione richiesto- 10, 30 o 60 minuti, a quale carico

1. Comportamento di partenza o di picco- corrente d'ingresso per motori, trasformatori e apparecchiature di imaging

1. Architettura di ridondanza- unità singola, capacità parallela,N+1 o 2N

1. Condizioni del sito gamma di tensione, alimentazione del generatore, temperatura ambiente, altitudine, requisiti IP

A partire da questo, la capacità, la configurazione della batteria e l'architettura vengono calcolate in base all'applicazione invece di essere scelte da una pagina di catalogo.

Non confrontare il numero più grande ̇ confrontare la condizione dietro di esso

Quattro verifiche risolvono la maggior parte dei confronti: il codice di classificazione, il kW dietro il kVA, l'efficienza di doppia conversione al carico di esercizio reale e la durata del sovraccarico in secondi.Fino a quando quei quattro sono uguali in due citazioni, ogni seconda riga sulla scheda dati è rumore.

Il team delle applicazioni di un fornitore può solo misurare da quello che gli inviate, e i dati di carico battono un numero di kVA ogni volta.Ingegneri TAFENGIl programma di lavoro è basato sulla lista di carico, sul comportamento dei picchi e sul requisito di runtime, quindi documentare a quali condizioni si applica ogni figura pubblicata.

Domande frequenti

Che cosa significa VFI-SS-111 su una scheda dati UPS?È il codice di classificazione IEC 62040-3. VFI significa che l'uscita è indipendente dalla tensione di ingresso e dalla frequenza. SS significa che la forma d'onda di uscita è sinusoidale sia in funzionamento normale che in funzione di energia immagazzinata,con distorsione armonica totale inferiore all'8% sotto carico lineare e di riferimento non lineareLe tre cifre indicano le prestazioni dinamiche in caso di cambio di modalità di funzionamento, in fase di carico lineare e in fase di carico non lineare, dove 1 è la classe più rigorosa.Un'unità VFI non è automaticamente VFI-SS-111: le lettere di forma d'onda e le cifre dinamiche sono classificate separatamente, quindi due schede di dati VFI possono contenere codici diversi.

Perché un UPS da 100 kVA non fornisce 100 kW?Poiché kVA è la potenza apparente e kW è la potenza attiva, collegata dal fattore di potenza di uscita: kW = kVA × PF. Un'unità da 100 kVA denominata PF 0,9 è una macchina da 90 kW.non solo il kVA.

Cosa significa "sovraccarico del 150%" senza un limite di tempo?La capacità di sovraccarico significa solo qualcosa in termini di coppia % percentuale e durata.e il foglio dati dovrebbe anche indicare cosa succede quando il tempo scade, di solito un trasferimento al bypass.

Il 99% di efficienza in modalità ECO e' lo stesso del 99% online?In modalità ECO il carico viene fornito dalla utility filtrata e l'inverter sta inattivo, quindi le perdite sono basse ma il carico non viene condizionato fino a quando l'input non supera la tolleranza.Confrontare ECO con ECO e online con online.

Come faccio a calcolare il tempo di esecuzione da un punteggio di Ah della batteria?Ah è specificato a una velocità di scarica, una temperatura e una tensione di scarica, e i tempi di funzionamento dell'UPS sono molto più brevi della velocità nominale.Utilizzare la tabella di scarica di corrente costante o di potenza costante del produttore della batteria al tempo di esecuzione e tensione finale di cui avete bisogno, quindi applicare l'invecchiamento, la temperatura e il margine di progettazione.

Un MTBF più elevato significa che l'UPS durerà più a lungo?Non necessariamente, la MTBF è una statistica di affidabilità calcolata che dipende dal metodo utilizzato, dall'ambito di applicazione e dalle condizioni di esercizio presunte.Due produttori che utilizzano metodi diversi producono dati che non possono essere classificati, e ventilatori, condensatori e batterie hanno i loro intervalli di sostituzione qualunque cosa dica il MTBF.