Расчет мощности ИБП осуществляется по таким расчетным и задаваемым параметрам, как:

- мощность нагрузки;

- коэффициент мощности нагрузки;

- пусковые токи потребителей с мощностью, соизмеримой с номинальной мощностью ИБП;

- время автономной работы ИБП; время зарядки батарей;

- требования к надежности.

Как правило, в задании на проектирование задаются следующие данные:

- мощность нагрузки;

- характер нагрузки;

- время автономной работы ИБП.

При расчете необходимой мощности ИБП, включаемых в параллельный комплекс, учитывается, что при отказе одного ИБП мощность оставшихся должна соответствовать мощности нагрузки. Даьшое требование выражается значением N+1, где N - количество ИБП, обеспечивающих продолжение работы СБЭ при отказе одного. В простейшем случае N=1, однако при этом в нормальном режиме каждый из ИБП будет загружен только на 50%. Так как зафузка ИБП на 100% лишает систему возможности увеличения мощностей нагрузки и ограничивает перегрузочную способность, а с уменьшением нагрузки уменьшается коэффициент полезного действия ИБП и возможно появление нелинейных искажений на входе ИБП, рацио-начьной представляется система, состоящая из четырех ИБП, каждый из которых в любом режиме загружен не более чем на 75%. Практический опыт подтверждает целесообразность такого репюния. При этом коэффициент использования источников бесперебойного питания рассчитывается по следующему выражению:

где N - минимальное количество работающих аппаратов в группе; для единичного аппарата N = 1.

Ясно, что Ки< 0,75. В зависимости от расчетрюй схемы, нагрузки и степени требований к точности расчетов K„ может принимать другие значения (более 0,75 не рекомендуется), поскольку приведенная формула оперирует только .количеством установленных устройств.

Установленная мощность ИБП соотносится с расчетной мощностью нагрузки Sp:

S„Bn=Sp/(K„xN).

Шкала номинальных мощностей ИБП дискретная, следовательно, выбирается б]шжайшее большее значение 8иьп. Расчет Sp сопряжен с некоторыми трудностями, поскольку нормы проектирования не определяют удельные мощности нагрузок средств информатизации и телекоммуникаций. Ведомственные нормы проектиро-варшя вен 59-88 приводят значения для терминальных устройств и больших ЭВМ (мэйнфреймов), что не подходит для компьютерных сетей и обрабатывающих цен-

тров. Для расчета мощности нагрузки компьютерной сети можно пользоваться удельным потреблением, выражаемым в ВА/м, или мощностью одного рабочего места (рабочей станции) [ВА]. В [12] приводится значение удельного потребления 40 Вт/м для одного этажа и 30 Вт/м для нескольких этажей или всего здания. При санитарной норме 6 м на одно автоматизированное рабочее место получаем 240 и 180 Вт/м или при коэффициенте мощности pf = 0,7 - 340 и 250 ВА/м. В последнее время с щироким использованием рабочих станций и персональных компьютеров на базе Pentium 4, а также мониторов с диагональю 19" наметился некоторый рост потребляемой мощности. Однако есть основания полагать, что это временное явление, поскольку мониторы на базе электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) постепенно вытесняются плоскими жидкокристаллическими (ЖК) дисплеями. На рис. 3.28 показано изменение во времени удельных мощностей нагрузки [12].

1980

1990

2000

2010

Годы

Рис. 3.28. Прогноз элекгропотребления информационного офисного оборудования

(источник: CSS Index)

Расчет мощности нагрузки компьютерной сети требует также учета коэффициента использования для персональных компьютеров. Коэффициент использования Ки характеризует отнощение числа электроприемников, находящихся одновременно в работе, к общему количеству однотипных электроприемников, установленных на объекте. В нормативной документации таких сведений не приводится. Из опыта эксплуатации можно определить этот коэффициент как 0,7.. .0,9 - для этажа и 0,4...0,6 - для здания в целом. Необходимо заметить, что К„ зависит от режима работы и назначения здания (министерство, офис крупной компании, бизнес-центр и т.д.). Коэффициент использования серверов, коммутационных центров близок к единице. Определение коэффициента использования на этапе составления технического задания - важный момент в совместной деятельности

3 - 6499

подрядчика и заказчика. При его завышении мощность ИБП также окажется завышенной, и инвестиции в оборудование станут излишними. Занижение Ки приведет к дефициту мощности СБЭ.

Выбор защитно-коммутационного оборудования (автоматических выключателей, выключателей нагрузки, рубильников и предохранителей) для подключения ИБП должен производиться с учетом КПД, токов заряда батарей и установленной мощности ИБП. Выбор номинальных значений защитно-коммутационного оборудования по установленной мощности позволяет в случае необходимости полностью нагрузить систему. Как было отмечено выше, КПД для технологии двойного преобразования не превышает 0,93. Ток заряда батареи ИБП с временем автономной работы 10... 15 мин не превышает 10% номинального тока ИБП в режиме on-line. Отсюда номинальный ток защитно-коммутационного оборудования для подключения ИБП вычисляется по формуле

и=(8р/11 + 0,18р)/Зиф, где Уф - фазное напряжение; ц - коэффициент полезного действия.

Расчет системы постоянного тока разбивается на расчет батареи и расчет выпрямителя (источник: АРС).

Расчет батареи

1. Рассчитывается мощность нагрузки как сумма мощностей отдельных электроприемников:

Рнаф~ Рнаф1 Рнагр2 •

2. Определяется количество ячеек (аккумуляторов) батареи исходя из того, что напряжение на батарее должно быть равно напряжению питания нагрузки:

N = U6ar/U,4.

3. Вычисляется мощность ячейки при заданном времени работы:

Ряч~ Рнаф/N.

4. Если используется М линеек, то значение мощности определяется из выражения

Р,ч=Р,н/М.

Расчет выпрямителя

1. Определяется ток зарядки батареи 1бат исходя из 10% каталожной емкости.

2. Рассчитывается максимальный и минимальный токи нагрузки:

lu max ~ 1рез Umin /Umax 1ш Ггт i lu min ~ Umin /Umax I рез 1пт ,

где luminH lumax - минимальный И максимальный токи ячейки при минимальном и максимальном напряжениях на ячейке; 1рез - ток нагрузки резистивного характера, зависящий от напряжения; !„„ - ток нагрузки с постоянной мощностью, зависящий от напряжения; 1пт - ток нагрузки с I=const, не зависящий от напряжения; Umin - минимальное напряжение ячейки; Umax - максимальное напряжение ячейки.