Расчет бесперебойника. расчет времени работы от аккумулятора (аккумуляторной батареи). Лучшие аккумуляторы для ИБП
Расчет максимального тока разряда батарей производится по формуле:
Где:
P - номинальная выходная мощность ИБП;
cos (φ) - коэффициент мощности;
η - КПД преобразователя ИБП;
E - номинальное напряжение батареи;
N - количество батарей.
Для большинства моделей ИБП торговой марки SNR можно принимать следующие значения:
cos (φ) - 0,8;
η - 0,9;
E - 12В;
N - определяется конструкцией источника бесперебойного питания.
Номинальная емкость батарей определяется как
Где:
I
-
максимальный ток разряда батарей;
C
- коэффициент разряда батареи в зависимости от времени (подбирается по таблице)*.
| Время | 5мин. | 10мин. | 15мин. | 20мин. | 30мин. | 40мин. | 50мин. | 60мин. |
| Значение коэффициента | 1,98 | 1,49 | 0,92 | 0,69 | 0,61 |
|||
| Время | 2ч. | 3ч. | 4ч. | 5ч. | 6ч. | 8ч. | 10ч. | 20ч. |
| Значение коэффициента | 0,42 | 0,29 | 0,19 | 0,17 | 0,15 | 0,12 | 0,09 | 0,05 |
* - Данные значения коэффициента разряда батареи справедливы для всех батарей под торговой маркой «SNR».
Пример расчета: Вычисляем номинальную емкость батарей необходимую для обеспечения работы в течение 10 минут:.jpg)
Округляем полученный результат в большую сторону до ближайшего стандартного значения номинала батареи, например 20Ач. Для обеспечения работы вышеупомянутого ИБП в течение 10 мин. от батарей, нам понадобится 16 батарей номинальной емкостью 20Ач.Следует понимать, что полученный результат является оценочным, так как реальное время работы ИБП зависит от многих параметров (тип и состав нагрузки, КПД системы в целом и т.д.).
Как подобрать систему бесперебойного питания на .
В таблице представлены емкости батарей для бесперебойных источников питания и блоков дополнительных батарей к ним.
| 7Ач |
|
| 14Ач |
|
| 7 Ач |
|
| 14Ач |
|
| 7 Ач |
|
| 14Ач |
|
| 7 Ач * |
|
| SNR-UPS-BCRT-1-MPL | 14Ач |
| 7 Ач * |
Для стабильной работы нашей локальной сети требуется источник бесперебойного питания, который сможет обеспечить работоспособность системы в течении 15 минут после отключения электроэнергии.
Как перевести ток (А) или активную мощность (Вт) в полную мощность (ВА). Мощность нагрузки измеряется в ВА (полная мощность)
Если однофазная нагрузка потребляет ток 10А, то ее полная мощность P= 10А * 220В = 2200 ВА
Для компьютерной нагрузки Вт переводятся в ВА с коэффициентом 0,7: 100 ВА = 70 Вт
89 компьютер = 89 х 300 ВА = 26,7 кВА
1 сервер = 1 х 700 ВА = 0,7 кВА
3 коммутатора = 3 x 200 ВА = 0.6 кВА
Для нашей сети, ИБП которой должен поддерживать работоспособность сети в течении 15 минут после прекращения подачи электроэнергии, подходит ИБП Powerware 9355 30(PW9155)30 кВА/28 кВт с 3 внутренними батареями 9Ah.
Схема сети
Структурная схема локальной вычислительной сети, рассматриваемой в данной курсовой работе, представлена на рисунке 2.
Рис 2. Структурная схема сети
Условные обозначения:
Отдел 1
Отдел 2
Отдел 3
Динамическая адресация
В данной работе необходимо создать DHCP-сервер. DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) – это сервис или протокол, работающий на клиентских машинах и на сервере, с целью автоматизации централизованного управления распределением IP-адресов рабочим станциям. Служба DHCP гарантирует защиту от дублирования IP-адресов. На сервере DHCP имеется база IP-адресов, которые сервер может назначить рабочим станциям. На рабочих же станциях запущена служба DHCP-клиент, которая ищет в сети DHCP-сервер и получает от него IP-адрес для рабочей станции. После получения этот IP-адрес на сервере помечается как занятый и ни одна рабочая станция его не сможет получить повторно. Логическая схема сети на базе DHCP-сервера показана на рис.6.1.
Рис. 6.1. Логическая схема сети, использующей DHCP-сервер
IP-адреса назначаются сервером по порядку из пула адресов (списка доступных адресов). Тот компьютер, который первым подключился к серверу, получит IP-адрес 10.1.3.151, второй компьютер получит IP-адрес 10.1.3.152 и т.д. IP-адрес закрепляется за клиентской машиной на определённый срок, установленный сервером. Таким образом, если компьютер comp1 не появится в сети в течение n суток, то IP-адрес 10.1.3.151 будет помечен как свободный. Так же на DHCP-сервере указывается диапазон назначаемых IP-адресов и диапазон исключаемых. В приведенном на рис.6.1 примере IP-адреса начинаются с 10.1.3.151 и заканчиваются 10.1.3.165, исключений нет.
Скачки напряжения – основная причина поломки компьютеров. Чтобы защитить устройства от поломки, установите UPS или источник бесперебойного питания. Он используется для устранения различных помех в электросети:
- Резкое повышение и понижение напряжения;
- Внезапное отключение электроэнергии;
- Электромагнитные помехи;
- Высокочастотные импульсы.
К бесперебойнику подключают системный блок, монитор, аудиосистему, игровые джойстики, модемы, принтеры и сканеры. Чтобы обеспечить всем устройствам надежную защиту, важно знать, как правильно подобрать ИБП для компьютера.
Как выбрать источник бесперебойного питания для компьютера
Выбор ИБП для компьютера начинается с определения его типа. Их три: резервные, интерактивные и онлайн-устройства.
- Резервные бесперебойники работают в двух режимах. При наличии напряжения в сети они «фильтруют» входящие токи и делают их безопасными для оборудования. При отсутствии напряжения выступают в роли резервного аккумулятора. Иными словами, если произошло отключение света, вы сможете работать с ПК еще некоторое время.
Преимущество: низкая цена
Недостатки: относительно долгое время срабатывания (до 15 мс), что может быть критичным для некоторых видов техники. - Интерактивные ИБП, в отличие от резервных, оборудованы встроенным стабилизатором напряжения. Если нагрузка в сети незначительно изменилась, прибор скорректирует ее. Переключение на работу от батарей происходит только при серьезных изменениях в сети.
Преимущество: быстрое время срабатывания, универсальные, подходят как для компьютеров, так и для всей сопутствующей техники.
Недостаток: не подходят для техники с высокими пусковыми токами. - Онлайн-UPS относятся к профессиональному оборудованию. Они преобразуют входящий переменный ток в постоянный, «пропускают» через себя и снова выдают переменный с точным напряжением 220 В.
Преимущество: подходят для защиты сверхчувствительного и дорогостоящего оборудования.
Недостатки: очень дорогие и шумные, устанавливаются в помещениях, где нет людей.
Еще один важный параметр – время автономной работы устройства. Оно указано производителем в техническом паспорте прибора и составляет от 10 до 50 минут. Может меняться в зависимости от количества подключенного оборудования.
Как рассчитать мощность ИБП для компьютера
Для начала определите тип вашего ПК и решите, какую дополнительную технику вы хотите к нему подключить. Посчитайте их суммарную мощность. Будьте внимательны: мощность техники указана в ваттах (Вт), а ИБП, как правило, - в вольтамперах (ВА). Вам нужно самостоятельно правильно рассчитать мощность ИБП для компьютера.
- Стандартный офисный компьютер включает системный блок, монитор, колонки и принтер. Их суммарная мощность составляет около 500 Вт. Пересчитываем в вольтамперы: 500*1,4=700 ВА.
- Игровой компьютер состоит из системного блока, одного или двух мониторов, мощной акустической системы, а также джойстиков, рулей и прочего оборудования. Игровые компьютеры гораздо мощнее офисных, поэтому и примерная суммарная мощность будет выше – около 800 Вт. Делаем расчет по образцу и получаем 1120 ВА.
Как подключить ИБП к компьютеру
Подключить бесперебойник к ПК довольно просто. Обязательно наличие сетевого фильтра – тройника.
- Подключаем бесперебойник к включенному сетевому фильтру. Это необходимо, чтобы подзарядить батарею устройства.
- Все оборудование: системный блок, монитор, акустическую систему – подключаем к ИБП.
- Правильно включаем компьютер. Нажимаем на кнопку включения UPS и ждем, пока загорится зеленая лампочка. Она сигнализирует о том, что прибор готов к работе. Только после этого включаем компьютер. Только в этом случае ваше оборудование будет надежно защищено от скачков напряжения.
Источник бесперебойного питания (ИБП) или на английском языке UPS (Uninterruptible Power Supply) является важной частью любого современного компьютера.
Но нужен ли ИБП именно вам, как он работает, какие производители являются лучшими и почему, какими параметрами должен обладать ИБП в зависимости от качества электропитания и компьютера?
1. Как устроен ИБП
ИБП представляет собой сравнительно небольшой корпус, в котором находится электросхема и мощный аккумулятор.
Спереди обычно расположена кнопка включения и индикаторы.
А сзади специальные разъемы для подключения системного блока, монитора и других устройств компьютера, которые требуют специальных шнуров.
Часто есть разъемы с питанием от батареи и отдельно разъемы с защитой от скачков электричества, к которым можно подключать такие мощные устройства как лазерный принтер.
Также есть ИБП с разъемами под евро вилку привычного для ИБП формата и так называемые пауки.
Это удобно, не требует специальных шнуров и позволяет подключить для защиты такие устройства как колонки и роутер.
2. Как работает ИБП
Задача ИБП – обеспечить бесперебойное питание компьютера. В случае внезапного отключения электричества, он моментально переключается на питание компьютера от встроенного аккумулятора, преобразуя его постоянное напряжение 12 В в переменное 220 В.
При переключение на питание от аккумулятора ИБП обычно начинает пищать, оповещая пользователя о необходимости завершить работу ПК. Так как мощность аккумулятора довольно ограничена, ИБП может поддерживать работу компьютера 5-30 (чаще 10-15) минут.
Кроме этого, ИБП защищает компьютер и периферийные устройства (в первую очередь монитор) от скачков напряжения, которые могут вывести их из строя.
Есть также ИБП с функцией стабилизатора, которые могут повышать и понижать напряжение питания в случае, если оно выходит за допустимые диапазоны.
3. Нужен ли ИБП
Многие пользователи задаются вопросом, нужен ли им ИБП, ведь это дополнительные затраты, при том что он никак не влияет на производительность ПК и другие его эксплуатационные параметры. Вопрос вполне резонный и ответ на него может быть разный.
Когда ИБП не нужен:
- компьютер старый или самый дешевый
- напряжение стабильное и пропадает редко
- у вас есть резервная копия всех ценных файлов
- вас не смущает потеря несохраненных файлов
Когда ИБП нужен:
- компьютер представляет достаточную ценность
- напряжение в сети скачет или часто пропадает
- у вас нет резервной копии ценных файлов
- потеря несохраненных файлов для вас критична
В любом случае отказ от приобретения ИБП оправдан только при сильно ограниченных финансовых возможностях. Так как он не только убережет ваши файлы, но не даст произойти сбою системы и выйти из строя компьютеру.
Если для вас компьютер или данные представляют какую-то ценность, то рекомендую приобрести ИБП, так как восстановление может обойтись дороже, не говоря уже о потери времени и нервов.
4. Лучшие производители ИБП
Производителем ИБП №1 в мире является компания APC (American Power Conversion), которую некоторое время назад поглотила французская энергетическая компания Schneider Electric. Именно ИБП от APC используют крупные компании и предприятия по всему миру, так как они являются самыми надежными.
Да, стоят они в 1.5-2 раза дороже чем ИБП дешевых китайских брендов типа Mustek, Ippon, CyberPower. Но APC сделаны значительно качественнее, внутри установлены мощные электрические компоненты, способные обеспечить надежную защиту вашему ПК.
В дешевых китайских ИБП используется соответствующая элементная база и внутри они больше похожи на радиоприемник, чем на серьезное силовое устройство.
Такой ИБП не только не сможет защитить ваш компьютер в критичный момент, но может ни с того ни с сего сгореть сам, утянув на тот свет ваш системный блок или монитор. Не стоит приобретать такие ИБП, так как силовое оборудование должно быть мощным, надежным и не может стоить так дешево.
Конечно, есть еще и другие более-менее надежные ИБП такие как INELT, Stark, отечественные Бастион и Энергия. Но стоят они практически также как APC, при этом имея ограниченный модельный ряд и не всегда удачную конфигурацию разъемов.
Если вы хотите иметь действительно надежный и практичный ИБП, который защитит ваш ПК, а не просто для самоуспокоения, то приобретайте APC.
Однако, стоит отметить, что после перехода компании APC под крыло французов, качество бюджетных моделей снизилось, что отмечают многие пользователи. Корпус стали делать из дешевого пластика с едким запахом, а сами ИБП стали чаще выходить из строя. Поэтому лучше брать либо старые проверенные модели из серии Back-UPS BK (в корпусе из белого пластика), либо уже что-то подороже из серии Back-UPS Pro (всесторонняя защита) или Smart-UPS (самые качественные и надежные). В принципе еще неплохие и удобные Back-UPS BE (паук с евро розетками), они подходят для не очень мощных ПК. Больше всего нареканий на современные серии BX и BC, но и они лучше дешевого китайского хлама.
Еще из довольно качественных БП рекомендую EATON и Legrand, они лучше самых дешевых APC и стоят лишь немного дороже. Есть еще отличные General Electric на уровне наиболее качественных APC, но стоят не дешево. В качестве наиболее бюджетного вариант могу посоветовать только Powercom, но не самые дешевые RPT, а как минимум из серии BNT, PTM или SPD (пауки), еще лучше IMP/IMD или KIN. В общем по возможности, в любом случае вы не прогадаете и искать что-то дешевле от других брендов смысла нет.
5. Типы ИБП
ИБП бывают нескольких типов:
- резервные (offline, standby, back-ups)
- линейно-интерактивные (line-interactive)
- с двойным преобразованием (online, непрерывные)
Резервные ИБП – самые простые и недорогие, они переключаются на работу от батареи не только при полном обесточивании, но и при пониженном или повышенном напряжении в розетке. Если с напряжением у вас все в порядке, то этого обычно достаточно.
Но если оно часто скачет (как в частном секторе), то стоит присмотреться к другому типу ИБП, так как постоянное переключение на питание от батареи заставит вас слушать вечный неприятный писк от ИБП, часто выключать ПК, а также убивает аккумулятор.
Линейно-интерактивные ИБП – помимо аккумулятора, имеют встроенный стабилизатор напряжения, который часто является 3-ступенчатым AVR (автоматическим регулятором напряжения) и стоят несколько дороже.
Такие ИБП при падении напряжения ниже 190 В или повышения выше 250 В выравнивают его до уровня около 220 В на выходе.
При этом не используется аккумулятор, что позволяет спокойно продолжать работу в течение продолжительного времени. Линейно-интерактивные ИБП различаются нижним (140-180 В) и верхним (260-300 В) порогом стабилизации.
Таким образом, если напряжение в розетке падает или наоборот повышается, выходя за допустимые нормы, компьютер на выходе все-равно получит стабильное напряжение близкое к 220 В без использования батареи. Но обращайте особое внимание на нижний и верхний пороги стабилизации.
Нижний порог может быть вполне достаточные 160 В, а может и 180 В, что может быть критично для вашего района. Чем ниже это значение, тем лучше, так как за его пределами происходит переключение на аккумулятор. Аналогично и с максимальным порогом, так как в некоторых местах напряжение прыгает до 280 В.
ИБП с двойным преобразованием – дорогие высококачественные бесперебойники со сложным стабилизатором напряжения и частоты, обеспечивающие стабильные параметры напряжения на выходе и отсутствие задержки при переключении на аккумулятор. Используются в корпоративном секторе для питания серверов, критически важных рабочих станций и сетевого оборудования.
Если напряжение в розетке у вас стабильное, то в принципе хватит самого недорогого резервного ИБП. Для отдаленного района города или частного сектора однозначно лучше брать линейно-интерактивный ИБП, которые я рекомендую в любом случае, так как они уже не на много дороже.
6. Мощность ИБП
Выходная мощность ИБП часто указывается в вольт-амперах (ВА) и отражается в маркировке. При этом мощность компьютера (включая монитор) в ваттах (Вт), на которую рассчитан ИБП, значительно меньше, что также указывается в параметрах конкретной модели.
Значения выходной мощности ИБП для персональных компьютеров колеблются в пределах 400-1500 ВА. Рассчитать необходимую мощность ИБП вы можете с помощью программы «Power Supply Calculator».
На первой вкладке вводятся параметры системного блока и рассчитывается необходимая мощность блока питания.
На второй вкладке, добавив параметры монитора, можно рассчитать рекомендуемую мощность ИБП.
Округлив полную выходную мощность (ВА) до ближайшего целого значения, мы и получим рекомендуемую мощность ИБП, которая в данном случае будет 800 ВА.
В зависимости от модели ИБП и текущего энергопотребления компьютера время работы от аккумулятора может существенно отличаться.
В реальности, если мощность ИБП подобрана правильно, то он может выдержать около 5 минут при высокой нагрузке (на ПК запущена игра или рендеринг видео) и порядка 15 минут при обычной офисной работе.
Если мощности ИБП будет недостаточно, то он может не выдержать отключения напряжения, компьютер внезапно выключится и что-то может выйти из строя.
Учтите также, что со временем аккумулятор подсядет и ИБП будет держать раза в два меньше по времени.
Подбирайте ИБП так, чтобы изначально был некоторый запас по мощности и времени работы от аккумулятора.
8. Форма выходного напряжения ИБП
Форма выходного напряжения ИБП может быть:
- ступенчатая синусоида
- аппроксимированная синусоида
- чистая синусоида
Графически это можно представить в следующим виде.
При переключении на питание от аккумулятора происходит преобразование постоянного напряжения 12 В в переменное 220 В с помощью внутреннего инвертера ИБП.
В большинстве ИБП форма выходного напряжения получается отличной от классической синусоиды, которая приходит к нам из розетки, принимая ступенчатую или аппроксимированную форму.
Когда появились первые блоки питания с модулем активной коррекции мощности (APFC), такая упрощенная форма напряжения проводила к тому, что компьютер просто выключался. Но эта проблема в блоках питания давно решена и может проявиться только с совсем древними БП.
ИБП, способные выдавать чистую синусоиду, стоят в разы дороже обычных и не требуются для простых компьютеров. Они используются для специализированного оборудования, которое не может работать с упрощенными формами напряжения.
Приобретайте ИБП с напряжением в форме аппроксимированной или ступенчатой синусоиды, это не имеет большого значения.
9. Управляемые ИБП
Управляемые ИБП дополнительно подключаются к компьютеру с помощью кабеля USB и могут посылать сигнал на отключение ПК при низком заряде батареи. Это полезно в случае если вы часто уходите, оставляя компьютер включенным или ставите закачки на ночь.
В случае отключения электричества, в то время как вас не будет на месте, ИБП будет удерживать питание пока заряд аккумулятора не приблизится к критическому уровню, а затем отправит компьютеру сигнал о выключении.
Компьютер, получив сигнал, корректно закроет все программы, завершит работу операционной системы и выключится. Иногда для этой функциональности может потребоваться установить специальный драйвер от производителя ИБП, но в целом такая возможность уже встроена в Windows и может даже драйвер устанавливать не придется.
Это интересная и полезная функция, но за все нужно платить и управляемые ИБП стоят дороже своих неуправляемых аналогов, требующих обязательного присутствия пользователя для корректного отключения ПК.
Кроме этого, дополнительное программное обеспечение может информировать пользователя о состояние батареи, позволять управлять ИБП по сети, но большинству пользователей это не нужно.
Если вы будете оставлять компьютер включенным без присмотра на длительное время, то лучше не экономить и взять управляемый ИБП, чтобы не допустить сбоев в работе ПК.
10. Холодный старт ИБП
Функция холодного старта заявлена для большинства ИБП. Это значит, что вы можете включить компьютер в условиях отсутствия напряжения в розетке.
В действительности это не совсем штатный режим работы ИБП и может привести к выходу из стоя как самого ИБП, так и компьютера. Не стоит просто так экспериментировать с этой возможностью.
Для функции холодного старта требуется, чтобы ИБП был качественный, с запасом мощности и хорошим аккумулятором. Во время старта компьютера происходит большой скачок тока и монитор уже лучше включать после загрузки ПК.
11. Дополнительная защита ИБП
Любой ИБП поддерживает штатный набор защиты:
- защита от перегрузки
- защита от высоковольтных импульсов
- защита от короткого замыкания
- фильтрация помех
- предохранитель питания
Желательно, чтобы предохранитель питания был автоматический в виде кнопки. Тогда, в случае чего вам не придется искать ему замену или нести ИБП в ремонт, достаточно будет нажать кнопку и работа ИБП восстановится.
Кроме этого, в ИБП могут быть разъемы RJ45 для защиты от пробоев через кабель интернета и RJ11 для защиты телефонной линии, включая DSL-модем.
Да, есть отдельные устройства и сетевые фильтры с подобной защитой, но в качественном ИБП она лучше.
Приобретайте ИБП с автоматическим предохранителем, а для частного дома с защитой линии RJ45 или RJ11 (в зависимости от типа подключения к интернету).
Одним из основных параметров защиты ИБП является поглощаемая энергия импульса, которая измеряется в джоулях (Дж) и больше важна для жителей частного сектора. Значения поглощаемой энергии импульса находятся в пределах 150-500 Дж.
Чем выше это значения, тем больше вероятность, что ИБП защитит ваш компьютер при попадании молнии в электросеть или замыкания в распределительном трансформаторе.
Если вы живете в частном доме, то выбирайте ИБП с более высокой поглощаемой энергией импульса.
13. Комплект поставки ИБП
Часто в комплект поставки ИБП входит только кабель для подключения в розетку самого ИБП. Для ИБП с нестандартными разъемами, уточняйте комплект поставки у продавца.
Учтите, что кабелей для подключения системного блока и монитора в комплекте может не быть и их придется приобрести отдельно.
14. Замена аккумулятора ИБП
Срок службы аккумулятора ИБП зависит от его качества и количества циклов заряд-разряд, т.е. от того как часто ИБП будет переключаться на работу от аккумулятора и как быстро при этом вы будете выключать ПК. В качественном ИБП срок службы аккумулятора составляет 3-5 лет, в зависимости от условий эксплуатации.
Часто в дешевых китайских ИБП для замены аккумулятора требуется разборка корпуса, что порой не так просто и можно что-то сломать.
Лучше выбирайте ИБП, где для замены аккумулятора предусмотрен открывающийся отсек, чтобы для его замены не нужно было разбирать весь ИБП или нести его в сервис.
Большинство ИБП имеют индикатор, свидетельствующий о необходимости замены аккумулятора. Но он начинает светиться обычно уже когда аккумулятор полностью сдох и не может эксплуатироваться. Если дожидаться этого момента, то очередное отключение электричества, через 4-5 лет эксплуатации ИБП может привести к выходу из строя как самого ИБП, так и компьютера.
15. Лучшие аккумуляторы для ИБП
Лучшие аккумуляторы производят Yuasa и CSB, которые используются в качественных ИБП от APC. Эти аккумуляторы стоят больше чем самые дешевые китайские поделки, но и служат они также значительно дольше. Кроме того, от некачественных аккумуляторов ИБП выходят из строя.
Подобрать аккумулятор для ИБП довольно просто. Достаточно изъять установленный, посмотреть на сколько он ампер-часов (Ач) и замерить размеры линейкой. Также при замене вы можете подобрать аккумулятор повышенной емкости (например, 9 Ач вместо 7 Ач) при условии, что он такого же размера.
Приобретайте для своего ИБП только качественные аккумуляторы от Yuasa и CSB. Если есть возможность, берите модель повышенной емкости.
16. Заключение
Не стоит пренебрегать таким важным устройством как ИБП, которое убережет не только ваши файлы и избавит от головной боли с восстановлением системы, но и продлит жизнь вашему компьютеру.
Но ИБП обязательно должен быть качественным, так как иначе вы рискуете не только выбросить деньги на ветер, но еще и угробить компьютер, вместо того чтобы защитить его от нежелательных воздействий наших ненадежных электросетей и информационных коммуникаций.
17. Ссылки
ИБП Powercom Imperial IMP-1025AP
ИБП Powercom Imperial IMD-525AP
ИБП Powercom SPD-650U
