Мощность нагрузки ВПС: объяснение номинальной, фактической и пиковой мощности

При измерении величины УПС часто путают три показателя мощности:номинальная мощность, фактическая рабочая мощность и пиковая мощность.

Использование неправильной цифры может привести к переувеличению UPS, недостаточной емкости или проблемам с перегрузкой при внезапных изменениях нагрузки.

Основное различие заключается в следующем:

Номинальная мощность показывает заданную мощность оборудования. Фактическая мощность показывает, что потребляет нагрузка. Пиковая мощность показывает, что может потребоваться UPS в течение короткого периода времени.

Понимание разницы между этими тремя значениями является важной частью измерения размера УПС.

1Номинальная мощность, фактическая мощность и пиковая мощность

Номинальная мощность

Номинальная мощность - это значение мощности, указанное производителем оборудования в определенных условиях эксплуатации.

Для оборудования с источником питания, однако, номинальная номинация таблички не обязательно отражает фактическое потребление оборудования.

Например, источник питания сервера мощностью 800 Вт может обеспечивать мощность до 800 Вт, в то время как сам сервер обычно потребляет только 300-400 Вт.

Фактическая мощность

Фактическая мощностьреальная мощность, потребляемая нагрузкой во время работы, обычно выраженные в кВт.

Она меняется с нагрузкой и условиями эксплуатации.

Сервер может потреблять больше энергии во время тяжелой обработки и меньше во время низкой загрузки.

Для существующей установки измеренная рабочая мощность, следовательно, обычно более полезна для измерения размера УПС, чем простое сложение номиналов таблички оборудования.

Пиковая мощность

Пиковая мощность - это максимальное потребление мощности, которое возникает во время конкретного операционного события или короткого периода.

Это может быть вызвано:

• Запуск двигателя
• Запуск компрессора
• Энергизация трансформатора
• Многочисленные устройства начинаются одновременно
• Внезапные изменения в промышленной нагрузке
• Кратковременные транзиторы нагрузки

Пик спроса имеет значение, потому что инвертор UPS имеет определенную перегрузку и временную способность.Превысить этот конверт и UPS либо падает в защиту, либо передает нагрузку на обход, и на обход нагрузка теряет UPS кондиционирования в точности в тот момент, когда он нарушается.

По этой причине нагрузка, которая выглядит приемлемой при нормальной работе, может все же потребовать другой конфигурации УПС, если она производит значительные пики короткой продолжительности.

2Почему мощность таблички оборудования может вводить в заблуждение

Рассмотрим сервер с питанием 800 Вт.

Если центр обработки данных имеет 30 таких серверов, то будет неправильно автоматически рассчитывать:

30 × 800 Вт = 24 кВт

Число 24 кВт представляет собой совокупную номинальную мощность источников питания, а не обязательно фактическую нагрузку на ИТ.

Если измерения показывают, что 30 серверов потребляют 12 кВт при ожидаемых условиях работы, то размер БПС не должен определяться просто на основе номиналов 24 кВт.

Это не означает, что рейтинги табличек должны игнорироваться.

Они по-прежнему полезны при проверкемаксимально возможная нагрузка, конфигурация оборудования, будущее расширение и наихудшие условия эксплуатации.

Важное различие междумощность оборудования и фактическое потребление электроэнергии.

3. Измерить нагрузку перед размером UPS

Для существующей установки наиболее полезной отправной точкой являются данные о фактической электрической нагрузке.

Анализатор мощности, установленный на PDU или в распределительном пункте, может записывать:

• Активная мощность (кВт)
• Внешняя мощность (kVA)
• Фактор мощности (PF)
• Текущий
• Напряжение
• Изменение нагрузки с течением времени
• Пик спроса

Для переменной нагрузки короткое измерение может не отражать нормальную рабочую схему.

24-часовое измерение может дать лучшее представление о профиле нагрузки, особенно в серверных комнатах, центрах обработки данных,и производственные объекты, где нагрузка меняется между рабочим временем и непиковыми периодами.

Практическим подходом является:

1. Измерять нагрузку непрерывно в течение репрезентативного периода эксплуатации.
2. Записывайте и кВт, и кВт, а не только кВт.
3. Определить нормальную рабочую нагрузку и максимальную устойчивую нагрузку.
4. Проверьте короткие пики и начальные события отдельно.
5. Рассмотреть планируемое увеличение нагрузки до окончательного определения мощности УПС.

Для существующего оборудования измеренные данные, как правило, лучше, чем простое добавление рейтингов табличек каждого подключенного устройства.

4Почему кВт и кВА важны

Мощность СВС обычно определяется вКВА, в то время как реальная мощность, потребляемая нагрузкой, выражается вКВт.

Отношения:

kVA = kW ÷ PF

Например, если нагрузка потребляет 12 кВт при коэффициенте мощности 0.99:

12 ÷ 0,99 ≈ 12,1 кВА

Таким образом, UPS должен поддерживать приблизительно 12,1 кВА, а не просто 12 кВт.

UPS также должен соответствовать его установленныммощность мощности в кВт.

Это важно, поскольку УПС может иметь отдельные пределы kVA и kW. Поэтому при выборе необходимо учитывать оба значения.

Фактор мощности также является причиной того, что эта тема вызывает больше путаницы, чем раньше.8, поэтому разрыв кВА к кВт был большим, а модели ВПС обычно оценивались в PF 0.8Современные коммутируемые источники питания имеют коэффициент мощности, приближающийся к единице, поэтому почти не остается пробела, и большинство новых платформ UPS определены в PF 1.0Это изменение является причиной того, что производители теперь публикуют отдельный предел в кВт наряду с номиналом в кВт.

Нельзя считать, что только рейтинг kVA говорит вам о том, сколько фактической мощности может предоставить УПС. Проверьте указанные производителем рейтинги kW и kVA.

5Пиковая мощность требует отдельной проверки.

Нагрузка может иметь разумное потребление энергии в устойчивом состоянии и все же создавать проблемы во время запуска.

Общие примеры включают двигатели, компрессоры, трансформаторы и другое промышленное оборудование.

Например, двигатель может работать на относительно скромном уровне мощности после достижения нормальной скорости, в то время как его стартовый ток может быть намного выше.

Вот почему UPS не следует выбирать только из числа кВт в устойчивом состоянии.

Инженер должен также проверить:

• Начальный ток
• Способ запуска
• Продолжительность стартового мероприятия
• Количество одновременных загрузок
• Возможность перегрузки инвертора ВПС
• Характеристики обхода UPS
• Совместимость генератора, если применимо

Нет такого универсального правила, как:"все двигатели требуют в два или три раза больше мощности ВПС".Необходимая маржа зависит от двигателя, метода запуска, профиля нагрузки и спецификаций УПС.

В случае необходимости:мягкий стартер или двигатель с переменной частотой (VFD)может уменьшить стартовый ток двигателя и облегчить нагрузку для UPS.

Для промышленных применений с частыми запусками двигателя или другими преходящими нагрузками, TAFENG создает низкочастотные онлайн-системы UPS на основе трансформаторной топологии,где способность перегрузки инвертора и гальваническая изоляция являются одним пакетом. Топология поднимает потолок при входе ∙ она не снимает его, поэтому исходные характеристики подключенной нагрузки все еще должны быть проверены по отношению к конкретной модели ВПС.В нашем руководстве по размерам УПС для индуктивных нагрузок параметры более подробно.

6. Как использовать эти три значения для размера UPS

Практический процесс измерения размера ВПС можно разделить на три проверки.

Проверка 1: определение рабочей нагрузки

Начните с измеренной или рассчитанной рабочей нагрузки.

Для существующей установки:

Требуемая база kVA = измеренные kW ÷ измеренные PF

Для новой установки используйте данные производителя по нагрузке и реалистичные эксплуатационные предположения, а не просто добавляйте каждый балл на табличке на 100%.

Проверка 2: добавление маржи мощности

В нормальных условиях УПС не должен работать непрерывно при абсолютной номинальной мощности.

Дизайн-маржина может учитывать:

• Изменение нагрузки
• Неопределенность измерения
• Будущее расширение
• Условия эксплуатации
• Требования к увольнению

Для центра обработки данных с планируемым расширением может потребоваться другой подход, чем для стационарной промышленной машины.

Проверка 3: проверка пиковой и временной производительности

После расчета требования к постоянному состоянию сравнить начальные и пиковые характеристики нагрузки со спецификациями производителя БПС.

Вопрос не только:

"Достаточно ли большая ВПС в кВА?"

Это также:

"Может ли UPS справиться с нагрузкой, когда нагрузка меняется?"

Это различие особенно важно для двигателей, компрессоров, трансформаторов и других динамических нагрузок.

7Пример: выбор UPS для 12 кВт ИТ нагрузки

Предположим, что в серверной комнате измерены следующие значения:

• Нормальная пиковая рабочая нагрузка:12 кВт
• Коэффициент мощности:0.99
• Планируемая маржа мощности:20%

Сначала вычислим видимую мощность:

12 ÷ 0,99 ≈ 12,1 кВА

Затем допустить запланированную маржу:

12.1 × 1,20 ≈ 14,5 кВА

У нас есть UPS.15 кВА или следующая доступная стандартная мощностьТаким образом, может покрывать рассчитанное требование к устойчивому состоянию, в зависимости от номинальной мощности производителя в кВт и фактического применения.

Одним из важных контрольных элементов является показатель мощности УПС.

15 кВА СВС с номинальной мощностью PF 0,8 может обеспечить только около12 кВтЭто практически не оставляет места для мощности 12 кВт, хотя показатель 15 кВт кажется достаточным.

Вот почемуКВт должен быть проверен наряду с кВТ.

Если объект ожидает значительного будущего расширения,20 кВА ВПСможет быть более практичным выбором.

При окончательном выборе также следует учитывать поведение при запуске и переходе, время работы батареи, работу обхода и любые требования к избыточности.

Важно то, что расчет начинается сфактическая нагрузка, а не просто добавлять рейтинги, напечатанные на каждом сервере питания.

8. номинальная, фактическая и пиковая мощность на один взгляд

Эти три значения отвечают на разные вопросы:

Номинальная мощность:Что оборудование предназначено или специфицировано для поддержки?

Фактическая мощность:Какое потребление оборудования при измеряемых условиях эксплуатации?

Пиковая мощность:Какой самый высокий спрос на UPS может потребоваться?

9Практическое правило выбора УПС

Практический процесс отбора UPS может следовать следующему порядку:

Данные таблицы → фактическое измерение нагрузки → анализ kW/kVA/PF → проверка пиковой нагрузки → разница в пропускной способности → выбор БАД

Не измеряйте существующее сооружение, просто добавляя каждый рейтинг таблички.

В то же время не измеряйте UPS только по средней нагрузке и игнорируйте начальные или временные условия.

Для относительно стабильных ИТ-нагрузок измеренные кВт и кВА обычно обеспечивают хорошую основу для размещения.

Для критических приложений, таких как медицинская визуализация, промышленная автоматизация и центры обработки данных, постоянная нагрузка является только отправной точкой.Банки и фабрики покрывает то, что еще входит в решение: избыточность, время резервного копирования и среда установки.

Размер УПС из измеренной нагрузки, а не таблички

Номинальная мощность, фактическая мощность и пиковая мощность предоставляют три различных части информации.

Номинальная мощность является ориентиром. Фактическая мощность является основой для измерения величины в устойчивом состоянии. Пиковая мощность используется для проверки того, может ли UPS обрабатывать спрос на короткую продолжительность.

Использование всех трех дает более реалистичную картину нагрузки и помогает избежать как ненужного переразмещения, так и недостаточной емкости УПС.

Прежде чем выбрать УПС,когда это возможно, измерять нагрузку, записывать и кВт, и кВт, проверять коэффициент мощности и проверять поведение пиковой нагрузки в соответствии со спецификациями УПС.

Это обеспечивает более репрезентативную основу для выбора UPS, чем простое добавление номеров, напечатанных на табличках оборудования.

Частые вопросы

В чем разница между номинальной, фактической и пиковой мощностью при измерении размера ВПС?

Номинальная мощность - это установленная производителем мощность, указанная на табличке или в листе данных. Фактическая мощность - это реальная мощность, которую нагрузка потребляет во время работы, обычно измеряемая в кВт.Пиковая мощность - это наибольший спрос на короткое время, например, запуск двигателя.

Номинальная мощность является ориентиром, фактическая мощность является основным входом для измерения размера в устойчивом состоянии, а пиковая мощность используется для проверки перегрузки UPS и транзиторной способности.

Должен ли я оценить UPS, сложив рейтинги на табличках оборудования?

Нет. Название обозначения описывает оборудование или мощность питания, не обязательно фактическое эксплуатационное потребление.

Например, тридцать 800 Вт серверных источников питания имеют комбинированную номинальную мощность 24 кВт, но подключенные серверы могут потреблять значительно меньше при нормальных условиях работы.

Для существующей установки измерять фактическую нагрузку за репрезентативный период и хранить данные таблички для проверки наихудшего сценария и будущего расширения.

Почему и кВт, и кВА имеют значение при измерении величины ВПС?

Мощность ВПС обычно определяется в кВА, в то время как реальная мощность измеряется в кВт.

kVA = kW ÷ PF

Нагрузка 12 кВт при PF 0,99 требует приблизительно 12,1 кВА.

При выборе АВС необходимо проверить как номиналы kVA, так и kW.

Сколько мощности УПС требуется двигателю для запуска нагрузки?

Не существует универсального множителя, такого как два или три раза нормальная нагрузка двигателя.

Требуемая емкость УПС зависит от стартового тока двигателя, метода старта, продолжительности стартового события, количества нагрузок, начинающихся одновременно,и способность перегрузки инвертора UPS.

Мягкий стартер или VFD может уменьшить стартовый ток и может облегчить нагрузку для UPS.