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Cálculo del tiempo de reserva de energía de carga de un UPS. Selección automática del modelo de fuente de alimentación ininterrumpida.

Recordemos algo de física.

Al estimar la potencia consumida por una carga, se debe tener en cuenta la potencia total. La potencia aparente (la unidad de medida VA son voltios-amperios) es toda la potencia consumida por un aparato eléctrico. Consta de componentes de potencia activa (unidad de medida "W" - Watt) y reactiva (unidad de medida VAR - voltamperio reactivo). Los consumidores de electricidad suelen tener componentes tanto activos como reactivos.

. Con este tipo de carga toda la energía consumida se convierte en calor. Para varios dispositivos, este componente es el principal. Estos incluyen, por ejemplo, estufas eléctricas, lámparas de iluminación, calentadores eléctricos, planchas, elementos calefactores, etc.

Cargas reactivas . Casi todo lo demás. Pueden ser de naturaleza inductiva o capacitiva. Un representante típico de un dispositivo eléctrico que tiene un componente de carga inductiva es un motor eléctrico. La potencia aparente (P) y la potencia activa (Pa) están relacionadas por el coeficiente cosФ.

Ra = cosФ x P

¿Cuál es la metodología para calcular la potencia de los consumidores eléctricos?

Para realizar la elección óptima del modelo de UPS según el criterio de potencia requerido, debe calcular la potencia total consumida por su carga. Carga, en este caso, significa todos los aparatos eléctricos ubicados en su hogar (oficina, apartamento, local industrial) que están sujetos a protección.

La energía consumida por un dispositivo específico se puede determinar mejor a partir de la hoja de datos o las instrucciones de funcionamiento de este producto. A veces, el consumo de energía y el coeficiente cosF se indican en la pared posterior del dispositivo o dispositivo. Cabe señalar que el valor de potencia en los documentos para diferentes dispositivos se puede indicar en vatios o en voltios-amperios. Para evitar errores al calcular la potencia de los dispositivos, resumimos por separado cada unidad de medida en dos columnas.

Enumeraremos todos los consumidores eléctricos sujetos a protección;
Resumamos sus poderes como se indicó anteriormente;
Llevemos los resultados obtenidos a una unidad de medida de potencia (preferiblemente en voltios-amperios). Para esto:
Si el pasaporte indica la potencia activa y el coeficiente cosF, entonces es fácil recalcularlos a potencia total. Para ello hay que dividir la potencia activa en "W" por cosФ. Por ejemplo, si el producto dice que la potencia activa es 700 W y cosФ = 0,7, esto significa que la potencia total consumida será igual a 700/0,7 = 1000 VA. Si no se especifica cosФ, para un cálculo aproximado lo tomaremos igual a 0,7.

La potencia así calculada se debe sumar a la suma de las potencias de la otra columna (resumidas en VA).

Nota: para aparatos eléctricos que tienen solo una carga activa, el coeficiente cosФ se toma igual a 1.

Se debe tener en cuenta otro punto extremadamente importante: las corrientes de irrupción. Cualquier motor eléctrico (compresor) en el momento de encenderse consume varias veces más energía que en modo nominal. En el caso de que la carga incluya un motor eléctrico (por ejemplo: bomba sumergible, refrigerador, taladro), su consumo de energía nominal debe multiplicarse por al menos 3 (preferiblemente 5) para evitar sobrecargar el estabilizador o UPS cuando el dispositivo está prendido. Haga estos ajustes a sus cálculos.

Entonces, se ha calculado la potencia.

Sin embargo, tengamos en cuenta dos puntos más.

Prácticamente no hay casos en la vida en los que absolutamente toda la carga esté funcionando al mismo tiempo. De hecho, si está recibiendo invitados, es poco probable que la ropa se lave a esta hora, que la iluminación no esté encendida durante el día, etc. En la práctica, existe el "coeficiente de conmutación simultánea". Por tanto, el valor calculado se puede reducir (es decir, multiplicar por aproximadamente un factor de 0,3-0,5).
Por otro lado, es inaceptable que funcione en modo de carga completa. Para crear un modo de funcionamiento "suave", es recomendable aumentar la potencia obtenida como resultado de los cálculos anteriores en aproximadamente un 10-15%. Al hacer esto, aumenta la vida útil del equipo, aumenta la confiabilidad y crea una reserva de energía para conectar equipos nuevos.

Se ha encontrado el número requerido. Ahora, basándonos en ejemplos específicos, elijamos un UPS.

Para facilitar la tarea de determinar la potencia, se puede proporcionar una tabla con datos aproximados sobre el consumo eléctrico de los electrodomésticos.

Frigorífico – hasta 1 kW
Televisor - 0,08 kW
Lavadora - 1,5 kW
Hervidor eléctrico - 2 kW
Aspiradora – 0,8kW
Hierro - 1kW
Horno microondas - 1 kW
Iluminación (lámparas incandescentes – 1 ud.) – 0,06 kW.
Computadoras y monitores:

Consumo de energía de los monitores CRT modernos.

15" 70-100W
17" 90-110W
19" 100-150W
22" 110-180W

Consumo de energía de los monitores LCD modernos.

15" - 25-45W
17" - 35-50W
19" - 40-60W

Para calcular el tiempo de funcionamiento de una unidad de sistema de alimentación ininterrumpida en modo fuera de línea, utilice indicadores promedio para la mayoría de los UPS. Por ejemplo, la duración de la batería a plena carga oscila entre 4 y 8 minutos a medida que disminuye la carga, este periodo aumenta en la misma progresión; O puede evitar los cálculos y utilizar tablas especiales que definen una escala de tiempo para todos los tipos de UPS, desglosada por potencia de carga y capacidad de la batería incorporada. Debe entenderse que solo se indican datos promedio, que los fabricantes calculan como estimaciones.

En particular, los parámetros de tiempo se dan para las condiciones óptimas de funcionamiento del UPS, incluso a una temperatura de 20-25°C. Pero, en realidad, las condiciones de funcionamiento pueden diferir significativamente, lo que también afecta la eficiencia de las baterías de sistema de alimentación ininterrumpida.

Para determinar con la mayor precisión posible el período de autonomía de la batería y del SAI, es necesario tener en cuenta muchos parámetros que difieren en cada caso concreto. Se debe utilizar una fórmula especial para obtener datos sobre la duración aproximada simplificada de la batería de un UPS:

E - indicador de capacidad de la batería (Ah)

U - indicador de voltaje de la batería (V)

P - Indicador de potencia de instalación de carga del UPS (W)

La duración de la batería de un UPS depende en gran medida de su nivel de potencia y capacidad de la batería. Las cargas más exigentes incluyen circuitos de control para calentar calderas, servidores, equipos de laboratorio complejos para realizar experimentos cíclicos y diversos equipos médicos. Por cierto, es la combinación de estas dos características la que permite adaptar este equipo de forma flexible a una amplia variedad de condiciones debido a la existencia de modelos con diferentes relaciones.

Aquí puedes evaluar claramente la variedad de modelos.

¡Importante! Para realizar los cálculos más competentes del funcionamiento autónomo de un UPS con baterías recargables para dichos consumidores, se debe hacer un descuento en la fórmula anterior para:

La eficiencia del inversor, cuyo valor varía en el rango de 0,75 - 0,8,
Número de baterías en un dispositivo.
grado de desgaste de la batería
profundidad de descarga - 0,8 - 0,9

Además, la capacidad también disminuye dependiendo del aumento de la temperatura ambiente (1 grado después de 40 ° C) en un 5%. Los expertos generalmente recomiendan que después de 25°C, reduzca la potencia de carga del sistema de alimentación ininterrumpida en un 20% por cada diez puntos de temperatura posteriores.

Para poder utilizar el UPS el mayor tiempo posible, se recomienda prestar atención a sus funciones adicionales al elegir un dispositivo. En particular, conectando placas de carga adicionales o un estabilizador. Como resultado de aprovechar estas oportunidades, puede aumentar significativamente el rendimiento del UPS, lo que generará buenos ahorros en el futuro. En este caso, es mejor confiar a especialistas el cálculo individual de los parámetros de configuración del UPS.

Cómo elegir la configuración óptima de UPS para organizar el suministro de energía ininterrumpida a equipos y electrodomésticos en la casa

Es bastante difícil responder a la pregunta sobre cómo elegir la configuración de un sistema de alimentación ininterrumpida para garantizar un suministro de energía confiable a los sistemas de calefacción e ingeniería, así como a los electrodomésticos. Básicamente, se trata de una ecuación con muchas incógnitas. Después de todo, no se sabe de antemano qué tan mala será la fuente de alimentación de la red y cuánto durarán los cortes de energía.

En la primera etapa, es necesario determinar la potencia total de todos los consumidores de energía cuyo funcionamiento debe garantizarse en ausencia de la red eléctrica. En base a este valor, es necesario seleccionar un UPS con una potencia un 20% superior al valor de carga máxima. Después de esto, es necesario determinar la capacidad de las baterías externas, en función del tiempo de respaldo requerido.

La solución más óptima para el suministro de energía ininterrumpida es dividir la carga en varios grupos más pequeños de consumidores. Y resolver el problema de proporcionar reservas por separado para diferentes grupos de consumidores, según su importancia. Al elegir la configuración de un sistema de alimentación ininterrumpida y baterías, se debe tener en cuenta que aumentar la reserva de energía del UPS no conduce a un aumento lineal en la duración de la reserva. Para proporcionar una gran potencia de carga, se requiere un UPS más potente y, para garantizar un tiempo de reserva prolongado, es necesario aumentar la capacidad de las baterías externas.

Una forma sencilla de calcular el tiempo de respaldo del sistema de energía ininterrumpida

El tiempo de reserva de energía está determinado principalmente por dos parámetros: la potencia de la carga útil y la capacidad total de todas las baterías.

Sin embargo, cabe señalar que la dependencia del tiempo de reserva de estos parámetros no es lineal. Pero para obtener una estimación rápida y aproximada del tiempo de inactividad, puede utilizar una fórmula sencilla.

T=E*U/P(horas),

Dóndemi - capacidadbaterías,U - voltajebaterías,P - potencia de cargatodos los dispositivos conectados.

Un método refinado para calcular el tiempo de respaldo del suministro de energía ininterrumpida

Para aclarar el cálculo del tiempo de reserva, se introducen adicionalmente coeficientes especiales: eficiencia del inversor, coeficiente de descarga de la batería, coeficiente de capacidad disponible en función de la temperatura ambiente.

Teniendo en cuenta estos coeficientes, la fórmula de cálculo adopta la siguiente forma.

t=E*U/P*KPD * KRA * KDE(horas),

donde KPD (eficiencia del inversor) está en el rango de 0,7-0,8,

KRA (índice de descarga de la batería) está en el rango de 0,7-0,9,

KDE (índice de capacidad disponible) está en el rango de 0,7-1,0.

El coeficiente de capacidad disponible tiene una dependencia compleja del valor de temperatura y la velocidad de aplicación de la carga. Cuanto más fría sea la temperatura del aire, menor será el ratio de capacidad disponible. Cuanto más lentamente se consume la energía de la batería, mayor será el coeficiente de capacidad disponible.

Tablas preparadas de valores de tiempo de reserva para sistemas de suministro de energía ininterrumpible de las series SKAT y TEPLOCOM

Se requiere una batería externa de 12 voltios

Capacidad, en Ah	Potencia de carga, VA
Capacidad, en Ah	100	150	200	250	270
26	2h 18min	1h 22min	55 minutos	44min	39min
40	3h 37min	2h 15min	1h 36min	1h 15min	1h 09min
65	7h 01min	4h 00min	2h 45min	2h 12min	1h 54min
100	12h 00min	7h 12min	5h 00min	3h 40min	3h 26min

Tabla de tiempos aproximados de reserva

Requiere dos baterías externas de 12 voltios

Capacidad de la batería, Ah
Capacidad de la batería, Ah	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000
2x40	9,37	4,06	2,31	1,51	1,36	1,22	1,07	0,53	0,39	0,34
2x65	16,15	7,12	4,40	3,02	2,29	1,56	1,44	1,36	1,28	1,11
2x100	27,11	11,55	7,33	5,23	4,12	3,05	2,44	2,22	2,01	1,49
2x120	32,37	14,52	9,44	6,10	5,11	4,12	3,14	2,51	2,33	2,15
2x150	40,47	17,40	11,24	8,19	5,57	5,07	4,17	3,28	2,57	2,42
2x200	54,23	24,48	15,47	11,27	9,09	6,50	5,45	5,08	4,31	3,54

Tabla de tiempos aproximados de reserva

Requiere 8 baterías externas con un voltaje de 12 Voltios

Capacidad de la batería, Ah
Capacidad de la batería, Ah	500	1000	1500	2000	2500	3000
65	12h 20min	5h 10min	2h 55min	2h 15min	1h 40min	1h 25min
100	19h 25min	8h 40min	5h 20min	3h 40min	2h 45min	2h 15min
120	23h 05m	11h 35min	7h 00min	4h 45min	3h 30min	2h 45min
150	28h 55min	14h 20min	8h 45min	6h 30min	4h 50min	3h 40min
200	38h 30min	19h 10min	12h 45min	8h 45min	7h 00min	5h 20min

Línea de marcas UPS SKAT Y TEPLOCOM brinda la capacidad de organizar un suministro de energía ininterrumpido confiable a consumidores de diversas capacidades y propósitos. Las fuentes de alimentación ininterrumpida permiten organizar un suministro de energía ininterrumpida desde una pequeña caldera de calefacción o una bomba de circulación hasta alimentar toda la casa u oficina. Los UPS especializados permiten organizar un suministro de energía ininterrumpida para objetos particularmente importantes, como sistemas de comunicación, equipos de comunicación, sistemas de seguridad y control.

¿Cómo aumentar el tiempo de respaldo de carga?

Hay varias formas de aumentar el tiempo de reserva de energía de la carga útil. Todos estos métodos se derivan de la fórmula para calcular el tiempo de reserva.

Para aumentar el tiempo de reserva, puede aumentar la capacidad de las baterías externas, reducir la carga útil y crear condiciones de funcionamiento óptimas para el UPS y las baterías.

Primera opción- el más sencillo, pero el más caro. Para aumentar la capacidad de la batería, tendrás que comprar baterías más caras y un SAI que permita cargarlas de forma eficiente. Además del costo del equipo, también será necesario asignar una habitación especial diseñada para almacenar y operar baterías, equipada con un buen sistema de ventilación.

¿Qué SAI elegir? Planteamos este tema en el artículo anterior y analizamos los tipos de sistemas de alimentación ininterrumpida que ofrecen los fabricantes. Hoy hablaremos sobre cómo elegir un sistema de alimentación ininterrumpida según sus tareas y el tipo de equipo, y también calcularemos la potencia requerida del UPS.

El tipo de sistema de alimentación ininterrumpida que necesita depende de varios puntos principales:

¿De qué tipo de problemas de red desea proteger su equipo?
Características de diseño del equipo que se desea conectar al UPS.
Potencia de carga planificada en el UPS.
Duración de la batería requerida.

Entonces, en este artículo consideraremos la elección de una fuente de alimentación ininterrumpida, teniendo en cuenta las siguientes preguntas:

Calculamos la capacidad de la batería para una duración conocida.
Calculamos la duración de la batería, conociendo la capacidad del SAI.

¿Por qué necesitas un UPS?

La respuesta a la pregunta: qué fuente de alimentación ininterrumpida elegir depende principalmente de por qué la necesita.

	¿Para qué?	Qué comprar
	Apague correctamente la computadora y tenga tiempo para guardar datos durante un corte de energía.	En este caso, no dude en adquirir un UPS económico fuera de línea o interactivo en línea con una duración de batería de 5 a 15 minutos.
	Proporcionar energía al equipo en caso de un corte de energía prolongado.	Si su equipo es adecuado para una forma de onda no sinusoidal, compre un UPS fuera de línea o interactivo en línea, pero con mayor capacidad, con la expectativa de una mayor duración de la batería. Puede leer a continuación cómo calcular la capacidad. La mayor reserva de tiempo de funcionamiento en modo fuera de línea es para los UPS con baterías externas, debido a la posibilidad de aumentar la capacidad con baterías adicionales (conectadas en paralelo). Estas fuentes de alimentación ininterrumpida suelen pertenecer a la categoría cara, con doble conversión. Si es necesario en realidad Tiempo de funcionamiento prolongado, decenas de horas, quizás la mejor solución sería comprar un generador.
	Proteja el equipo contra sobretensiones o subtensiones, caídas y paradas peligrosas para el equipo durante unos segundos (a nuestros electricistas les gusta mover el interruptor hacia adelante y hacia atrás).	Para estos fines, necesita un UPS con función AVR (regulación automática de voltaje): un UPS interactivo en línea o un UPS de doble conversión más caro. La estabilización de voltaje en UPS interactivos lineales se implementa con mayor frecuencia de forma gradual y aproximada; en los modelos en línea, el estabilizador funciona sin problemas.
	Proteja los equipos sensibles de tantas interrupciones y perturbaciones eléctricas como sea posible.	Para estos fines, solo es adecuado un tipo de fuente de alimentación ininterrumpida (UPS) en línea.

Tenga en cuenta que si solo necesita estabilización de energía y no necesita garantizar el funcionamiento autónomo del equipo durante un corte de energía, es más recomendable comprar un estabilizador por separado.

Además, con bastante frecuencia se utiliza una combinación de estabilizador + UPS económico (el sistema de alimentación ininterrumpida se conecta a la red DESPUÉS del estabilizador). Un tándem de este tipo no sólo permite regular el voltaje si el UPS no lo proporciona, sino que también prolonga la vida útil de las baterías del UPS.

¿Qué equipo vas a comprar para proteger un UPS?

El UPS a elegir también depende de las características de diseño del equipo conectado.

La regla general es la siguiente: puedes conectar casi cualquier equipo a un UPS con la onda sinusoidal correcta en la salida, solo necesitas calcular correctamente la potencia; No todos los equipos se pueden conectar a otros UPS, especialmente los del tipo fuera de línea.

Peculiaridad	Tipo de UPS óptimo	Explicación
Elementos sensibles a formas de onda no sinusoidales..		El caso más común es Dispositivos con motor eléctrico, bomba, compresor., incluidas las bombas de caldera de gas, así como casi todos los electrodomésticos: frigoríficos, secadores de pelo, lavadoras, taladros eléctricos, etc. Una sinusoide escalonada o, especialmente, un meandro tiene un efecto negativo en un motor eléctrico: surgen corrientes parásitas, inductivas La reactancia cae, como resultado, el motor se sobrecalienta hasta el punto de combustión. En algunos dispositivos, p. impresoras láser, fotocopiadoras También puede haber componentes que requieran un voltaje de onda sinusoidal para funcionar y durarán mucho menos cuando se operen desde un UPS de onda cuadrada o de onda escalonada.
Elementos inductivos (inductores, chokes).	Tipo UPS en línea.	Muy a menudo surge la pregunta: ¿es posible conectar dispositivos con carga inductiva, por ejemplo, lámparas fluorescentes, a una fuente de alimentación ininterrumpida barata y normal? En la práctica lo conectan y todo parece funcionar. Pero hay que tener en cuenta que muchos fabricantes no lo recomiendan categóricamente y clasifican los casos de fallo del sistema de alimentación ininterrumpida después de conectar una carga inductiva como sin garantía. Además, se han dado casos en los que una carga reactiva dañó un SAI que no estaba diseñado para ello.
Fuente de alimentación por transformador (lineal).	Tipo UPS en línea.	Al elegir un UPS para dispositivos con fuentes de alimentación de transformador, debe tener cuidado con un UPS que no produce una salida de onda sinusoidal pura. Cuando se alimenta con voltaje en forma de meandro o sinusoide escalonada, las pérdidas en el transformador aumentan, lo que, si está muy cargado, conducirá a una disminución de los recursos del transformador en decenas de veces. También en la práctica, hubo casos en que el propio UPS, al que estaba conectada dicha carga, se quemó. Por otro lado, muy a menudo los equipos con fuentes de alimentación de transformadores de baja potencia, por ejemplo, los radioteléfonos, funcionan silenciosamente en conjunto con un UPS fuera de línea. Sin embargo, muchos fabricantes, como en el caso de las cargas inductivas, a menudo no recomiendan conectar fuentes de alimentación de transformadores a los UPS convencionales. ¿Cómo distinguir una fuente de alimentación de transformador de una fuente de alimentación conmutada normal? Si hablamos de una fuente de alimentación externa, entonces una fuente de alimentación por impulsos suele ser ligera y pequeña, mientras que una fuente de alimentación por transformador es más pesada y más grande, debido a que el propio transformador se encuentra en su interior. El tipo de fuente de alimentación incorporada es más difícil de determinar; aquí hay que confiar en la documentación del fabricante. La buena noticia es que, en la mayoría de los casos, las fuentes de alimentación conmutadas ahora se utilizan en equipos electrónicos como módems, conmutadores, enrutadores y computadoras.
Elementos estructurales sensibles a la calidad de la energía.	Sólo tipo UPS en línea.	Casi todo el mundo sabe que los equipos son sensibles a las caídas de voltaje en la red o a un voltaje bajo (sobre) constante. Sin embargo, la calidad del suministro eléctrico no sólo está determinada por el voltaje. Los equipos sensibles de telecomunicaciones, audio y vídeo, medición y médicos también reaccionan negativamente a: frecuencia de potencia inestable, interferencias de radiofrecuencia en la red, distorsión armónica del voltaje, pulsos de voltaje de nanosegundos y microsegundos. Todo esto no sólo puede distorsionar el funcionamiento del equipo, sino también acortar su vida útil.
	UPS en línea con potencia correspondiente a la carga.	A los UPS de bajo consumo no se pueden conectar equipos con motores eléctricos, bombas, compresores y otros elementos estructurales que consuman una gran cantidad de electricidad en el momento del arranque. Las corrientes de irrupción pueden exceder el consumo estándar entre 3 y 7 veces o más.

¿Cómo calcular la potencia de un UPS?

Para elegir la fuente de alimentación ininterrumpida adecuada, es necesario calcular la potencia total del equipo que le va a conectar. Los valores de potencia se pueden aclarar en las especificaciones técnicas (ficha técnica o instrucciones del equipo).

Veamos un ejemplo hipotético.

Queremos conectarnos al UPS:

computadora de 250 vatios,

monitor LCD de 60 W,

Aire acondicionado de 2000 W (cos φ = 0,8).

Aquí hay un punto: incluso si la potencia de todos los dispositivos se expresa en una unidad, en este caso en W, es necesario calcular dos potencias: en voltamperios y vatios.

Potencia en voltios-amperios y vatios: ¿cuál es la diferencia?

La potencia, que se expresa en voltios-amperios (VA, VA) se llama poder completo. Muestra la carga real del equipo, teniendo en cuenta las activas y reactivas.

La potencia, que se expresa en vatios (W, W), se llama poder activo.

Son dos cantidades diferentes, y ambas deben tenerse en cuenta a la hora de elegir un SAI con la potencia que necesitas. Esto es especialmente importante si va a conectar una carga reactiva al UPS, ya que en dicho equipo la potencia aparente y activa puede diferir significativamente.

Cálculo de potencia en voltios-amperios.

Para convertir la potencia activa (en vatios) a potencia total en voltios-amperios, utilizamos la fórmula:

Dónde:

VA - potencia aparente,
W - potencia activa,
P - factor de potencia del equipo.

Si el equipo pertenece a una carga reactiva, y esto es casi todos los equipos de red, telecomunicaciones, dispositivos de iluminación y calefacción, es decir, equipos sin inductancia, sin potencia reactiva, así como equipos informáticos con fuentes de alimentación de control del factor de potencia (APFC), el factor actual se puede tomar igual a 1, o mejor con un pequeño margen: 0,95.

Si va a conectar a un UPS una impresora láser, un aire acondicionado, lámparas fluorescentes, equipos que tienen motores eléctricos y similares, todo lo que tiene inductancia y potencia reactiva, así como computadoras con fuentes de alimentación sin APFC, debe Mire el factor de potencia actual en el pasaporte del dispositivo o en la pegatina en la pared trasera. Para esta técnica está indicada con mayor frecuencia. El factor de potencia se designa como factor de potencia (PF) o cos φ.

En el caso de que el fabricante no haya indicado el valor del factor de potencia, pero la carga claramente no esté completamente activa, se puede tomar el valor más común: 0,7.

Volvamos a nuestro ejemplo.

La fuente de alimentación de la computadora no tiene ajuste del factor de potencia, por lo que tomamos el valor P igual a 0,7. Es lo mismo en el monitor. En total obtenemos la potencia total:

para una computadora con monitor: (250+60)/0,7 =442 VA,

para aire acondicionado: 2000/0,8 = 2500 VA,

Juntos: 2942 VA.

Entonces, ¿deberíamos comprar una fuente de alimentación ininterrumpida de 3000VA? Tómate tu tiempo, no es tan sencillo.

Cálculo de potencia en vatios.

La mayoría de las veces ocurre el caso más simple: cuando la potencia está en vatios, también se le llama poder activo, ya está indicado en la documentación del equipo. De lo contrario, puede convertir la potencia de voltios-amperios a vatios utilizando la misma metodología que para la potencia total.

Calculemos la potencia de nuestro equipo en vatios:

computadora con monitor - 310 W,

aire acondicionado - 2000 W,

Juntos: 2310 W.

En nuestra tienda online, entre UPS por 3000VA, por ejemplo, existen:

¿Cómo calcular la capacidad requerida de un sistema de alimentación ininterrumpida?

Habitualmente, a la hora de elegir un sistema de alimentación ininterrumpida, tenemos unos requisitos específicos sobre el tiempo durante el cual soportará el funcionamiento de los equipos conectados a él en caso de un corte de energía. Muchos fabricantes indican un rango aproximado, por ejemplo, escriben que dependiendo de la carga, la duración de la batería será de 4 a 20 minutos. O indican que al trabajar a máxima carga este tiempo será de 5 minutos.

Pero esto es aproximado y debemos estar absolutamente seguros de que el UPS que compramos funcionará con batería para una determinada lista de equipos. O calcular cuánto tiempo nuestro modelo de UPS elegido aguantará nuestra carga.

Calculamos la capacidad de la batería para una duración de batería conocida.

Para los cálculos necesitamos:

La potencia activa total (en vatios) del equipo que vamos a conectar al SAI (W).

Duración de la batería (T).

Tensión nominal de la batería.

Usamos la fórmula:

Dónde:

T - tiempo de operación autónoma planificada (h),

P - potencia del equipo conectado (W),

KPD: eficiencia del sistema de alimentación ininterrumpida (puede tomar alrededor de 0,85).

Y la fórmula para convertir capacidad en Wh a capacidad en AH:

Digamos que necesitamos que la computadora y el monitor del ejemplo anterior funcionen durante 2 horas después de un corte de energía.

Capacidad (Wh) = 2 * 310 / 0,85 = 730 Wh.

Sin embargo, la capacidad de la batería suele indicarse en amperios-hora. Para convertir la capacidad de vatios-hora en capacidad de amperios-hora, deberá especificar el voltaje nominal de las baterías.

Para baterías de 12V:

Capacidad (A*h) = 730/12 == 60,83 ≈ 61Ah.

Para baterías de 24V:

730/24 = 30,42 ≈ 30Ah.

Dado que la mayoría de las veces un UPS usa 1-2 baterías, con menos frecuencia 4, con una capacidad de 7-9AH, nos resultará difícil seleccionar un UPS estándar para tales valores de capacidad total. Lo mejor es comprar un sistema de alimentación ininterrumpida con posibilidad de conectar baterías externas y seleccionar la capacidad según tus necesidades.

Catálogo de UPS con capacidad de conexión de baterías externas.
Eficiencia del UPS (aproximadamente 0,85).

Usamos las fórmulas:

V - voltaje nominal de la batería (V),

AH - capacidad de una batería (AH),

N es el número de baterías.

mi - capacidad total (Wh),

KPD: eficiencia del sistema de alimentación ininterrumpida (de forma predeterminada, puede tomar 0,85,

P es el consumo de energía del equipo conectado.

Tomemos como ejemplo el UPS USB PowerCom BNT-800AP. El fabricante afirma una duración de la batería de 5 minutos con carga máxima. ¿Cuánto tiempo pueden funcionar nuestra computadora y monitor con un consumo de energía de 310 W?

Capacidad total (Wh) UPS = 12 V * 7,2 AH * 1 = 86,4 Wh.

Tiempo = 86,4*0,85 / 310 = 0,237 horas ≈ 14 minutos.

Conclusión

Ahora resumamos brevemente.

Para seleccionar un UPS, debe:

Definir, ¿Qué tipo de UPS necesitas?

Calcule la potencia total y activa requerida del UPS, teniendo en cuenta las corrientes de arranque y un pequeño margen.

Si necesita mantener la energía durante un tiempo determinado, calcule cuánta capacidad del UPS se necesita para ello. Y dependiendo de la capacidad calculada, compre un sistema de alimentación ininterrumpida normal o un UPS y un juego de baterías adicionales para ello.

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La potencia nominal de un sistema de alimentación ininterrumpida es uno de los parámetros técnicos más importantes que se deben tener en cuenta a la hora de elegir un SAI. El cálculo incorrecto de la potencia del UPS, como mínimo, conducirá al hecho de que el sistema de alimentación ininterrumpida se sobrecargará constantemente y, por lo tanto, no podrá cumplir su objetivo principal: proteger el equipo. En el peor de los casos, si hay una sobrecarga significativa, el propio UPS puede provocar un corte de energía en la carga crítica.

Cálculo de potencia del UPS. Teoría.

La potencia nominal de un sistema de alimentación ininterrumpida se determina en función de la potencia de la carga conectada a él. Aquí, por carga nos referimos a la potencia total de todos los aparatos eléctricos que se planea conectar al UPS. Por lo tanto, es necesario calcular correctamente la potencia de carga y, según el cálculo, seleccionar una fuente de alimentación ininterrumpida. Una aclaración importante: al calcular, se debe partir tanto de la potencia total como de la activa de la carga. Recordemos algunos datos de un curso de física escolar.

La potencia aparente (unidad VA, VA - voltiamperio) es toda la potencia consumida por la carga. La potencia total consta de dos componentes: potencia activa (unidad de medida W, W - Watt) y potencia reactiva (unidad de medida var, var - voltamperio reactivo). Como regla general, la gran mayoría de cargas tienen componentes tanto activos como reactivos.

– una carga en la que toda la energía consumida se convierte en calor. El componente reactivo de dicha carga es tan pequeño que puede despreciarse. Las cargas activas incluyen varios dispositivos de calefacción (calentadores, elementos calefactores, etc.), lámparas incandescentes, planchas y estufas eléctricas. Como regla general, el fabricante de aparatos eléctricos indica la potencia de dicha carga en vatios.

– todas las demás cargas. Una carga reactiva puede ser de naturaleza inductiva o capacitiva. Un representante típico de una carga con un componente reactivo, que es de naturaleza inductiva, es un motor eléctrico. La potencia total del motor eléctrico P y la potencia activa P a están relacionadas entre sí por el coeficiente cos φ.

El valor de cos φ suele estar indicado en la ficha técnica del producto.

Cálculo de potencia del UPS. Metodología.

Muy a menudo, los fabricantes de sistemas de alimentación ininterrumpida indican la potencia total y activa del UPS en las especificaciones técnicas del equipo. Con menos frecuencia puede encontrar una indicación de la potencia total y el valor del factor de potencia de salida. En este último caso, la potencia activa del UPS se puede calcular mediante la fórmula

Aquí
P – potencia total del UPS
P a – potencia activa del UPS
P F – factor de potencia de salida (indicado en la especificación técnica del sistema de alimentación ininterrumpida)

Para seleccionar el modelo de fuente de alimentación ininterrumpida requerido en función de la potencia, debe calcular la potencia total de los aparatos eléctricos que planea conectar al UPS. El cálculo debe realizarse tanto para la potencia de carga activa como para la total, es decir, al final debe obtener dos cifras: la potencia de carga total (en voltios-amperios) y la potencia de carga activa (en vatios). El algoritmo de cálculo es aproximadamente el siguiente.

1. Haga una lista de los equipos eléctricos que planea conectar al UPS.

2. Determine la potencia total de cada dispositivo utilizando uno de los siguientes métodos

La potencia total la indica el fabricante en la ficha técnica del dispositivo.
Si la potencia activa del equipo está indicada en el pasaporte, calcule la potencia total utilizando la fórmula que se proporciona a continuación.

Aquí
P – potencia total del dispositivo
P a – potencia activa del dispositivo
cos φ – factor de potencia (indicado en el pasaporte del dispositivo). Si cos φ no está indicado en el pasaporte, entonces para el cálculo partimos del hecho de que cos φ = 0,7. Para cargas activas (calefactores, lámparas incandescentes, etc.) cos φ = 1.

3. Nota importante. Si planea conectar un motor eléctrico o un aparato eléctrico que incluye un motor eléctrico al UPS, al calcular la potencia es necesario tener en cuenta las corrientes de arranque. Cualquier motor eléctrico en el momento de su encendido consume mucha más energía que en el modo de funcionamiento nominal. Por lo tanto, para evitar sobrecargar el sistema de alimentación ininterrumpida, el valor de potencia nominal del dispositivo debe multiplicarse por al menos 5, y preferiblemente por 7.

4. Para obtener la potencia total de tu carga, suma los datos obtenidos para todos los dispositivos.

5. De manera similar, calcule la potencia activa de su carga. Para calcular la potencia activa, utilice la siguiente fórmula.

Cálculo de potencia. Regla para elegir un UPS por potencia.

Entonces, recibimos dos valores para la potencia de nuestra carga: potencia total y potencia activa. La regla básica para elegir un UPS por potencia es la siguiente: la potencia nominal del sistema de alimentación ininterrumpida debe ser un 25% mayor que la potencia de su carga. Además, esta regla debería funcionar tanto para la potencia total del SAI como para la potencia activa. Por supuesto, puede elegir un SAI cuya potencia nominal sea igual o ligeramente superior a la potencia de carga. Esta opción es aceptable y funcionará, pero la vida útil de un UPS cargado al 100% será significativamente (varias veces) menor que la vida útil de un UPS cuya carga no exceda el 80% de la carga nominal.

Cálculo de potencia del UPS. Potencia aproximada de algunos aparatos eléctricos.

A continuación se muestran valores aproximados del consumo de electricidad de diversos electrodomésticos.

Accesorios.

Televisor – 80 W.
Lavadora – 500…2000 W.
Frigorífico – 1000 W.
Horno microondas – 1000 W.
Hervidor eléctrico – 2000 W.
Estufa eléctrica – 1000…2000 W.
Aspiradora – 200…3000 W.
Plancha – 400…2000 W.
Lámpara incandescente doméstica – 25…75 W.
Lámpara fluorescente doméstica – 5…30 W.

Tecnologia computacional.

Enrutador de red, concentrador – 10…20 W.
Unidad de sistema de computadora personal – 200…1000 W.
Unidad del sistema de servidor – 300…1500 W.
Monitor CRT – 15…200 W.
Monitor LCD – 20…60 W.

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