Правильный расчет ИБП ВА на основе номинальной потребляемой мощности оборудования?

Question

Если у меня есть сервер, компоненты которого известны, и я могу посмотреть их активное / максимальное НОМИНАЛЬНОЕ энергопотребление, как мне получить общее значение от емкости ВА ИБП, которая позволит использовать его в течение Х времени? Проблема в том, что я могу думать о множестве факторов, и у меня нет особого понимания, что имеет значение, а что нет, и сколько можно допустить.

Я выбросил из головы все факторы, о которых я могу подумать, которые могут понадобиться, чтобы показать, почему я спрашиваю.

Я пытаюсь понять, как каждый фактор имеет значение и как они влияют, какое пособие было бы уместным, и как сделать расчет. (То есть не просто случайный процент использования пользователем случайным образом или цифрой из Google, но что-то, объясняющее основу используемых цифр)

1. Требуемая максимальная потребляемая мощность может быть> средней / номинальной потребляемой мощностью (возможно, максимальная потребляемая мощность достигнет более высокого уровня, поэтому мы можем допустить на 10% больше, или 50 Вт, или что-то еще)
2. Избегать доведения ИБП до предела; вероятно, не следует извлекать больше, чем, скажем, 70% - 80% от номинальной производительности в худшем случае. Я полагаю, что рисование на 100% не принесет вреда, но, как правило, рекомендуется переоценивать силовые компоненты, не подвергать их нагрузке или полагаться на 100%, и может быть менее надежным, что допускает дефекты и изменения в продукции ИБП.
3. Питание будет потеряно в блоке питания (ни один блок питания не эффективен на 100%, иначе у них не было бы вентиляторов)
4. Потери коэффициента мощности (надеюсь, небольшие, так как большинство блоков питания имеют что-то вроде 99%+?)
5. Неэффективность ИБП и разница между маркетинговой спецификацией ИБП и реальностью его способности и продолжительности для питания системы при 400+ Вт
6. ИБП / батарея не будут такими эффективными через 2–4 года или после того, как они доберутся до обычного срока службы батареи
7. Я не хочу делать дополнительный допуск для роста системы в будущем - если он может быть улучшен, то можно будет разработать новый номинальный энергопотребление или максимальное предполагаемое энергопотребление, и я бы учел соответствующее энергопотребление непосредственно в первоначальном расчете. , Поэтому мне не нужно добавлять случайный процент для "фактора роста системы".
8. Предположение, что мы можем использовать полную мощность в течение всего доступного времени отключения, может быть неверным. (Сомнительно но все же). Например, если более типичный профиль потребляет 60% энергии в течение всех минут, кроме 2 минут, и 100% / макс в течение всего 2 минут при фактической записи дисков и выключении.
9. Если ИБП обеспечивает питание для двух или более серверов, возможно, что двум идентичным серверам требуется чуть более чем в 2 раза больше потребляемой мощности / мощности. (Я могу представить, что мощность, подаваемая на 2 блока питания с их отдельными нагрузками параллельно, не всегда точно в два раза выше, чем у каждого отдельного блока питания. Если это важно, нам может потребоваться добавить коэффициент для 2, 3 или более блоков питания.)
10. Тип / качество вывода блока питания (чистая синусоида, что угодно)
11. Любая нелинейность по времени в зависимости от нагрузки (например, может быть, для работы вдвое меньше, чем вдвое, на самом деле требуется 2,1 x емкости ВА по какой-то причине?) Возможно, выход / эффективность ИБП не совсем линейны на всех уровнях выхода)
12. Даже если ИБП 1500 ВА может честно питать один сервер 750 Вт в течение часа, это не то же самое, что поддерживать серверы 3 x 750 Вт в течение 20 минут. Как это обычно отображается в статистике UPS?
13. Коэффициенты преобразования для Вт в ВА, среднеквадратичная мощность и т.д. (Любой sqrt (2) в смеси?)
14. Что-нибудь еще?

Очевидно, что многие из этих факторов игнорируются, потому что никто не собирается проверять их все. Некоторые будут небольшими и агрегированными как единый корректирующий фактор.

Что, если какое-либо влияние оказывает каждый из этих 12 факторов? Как реально получить номинальную мощность сервера (-ов) от требуемой мощности ИБП? Что мне нужно искать в спецификациях, если я хочу получить высокую мощность в течение короткого времени (скажем, серверы 8 x 400 Вт с отключением до 4 минут)?

ПРИМЕР ИГРАТЬ С

Файловый сервер имеет максимальную номинальную мощность на бумаге 465 Вт. Его подробная спецификация:

• 6 жестких дисков при номинальной активной мощности 10 Вт; Материнская плата @ (скажем) 50 Вт ничья; CPU @ 140 Вт макс. TPD; ECC RAM x 8 @ (скажем) 15 Вт в использовании; Вентиляторы / охлаждение говорят 30 Вт; 2 карты NIC при максимальной мощности 30 Вт; VGA-карта макс. 5 Вт; Хорошее качество (серебро ++) 850 Вт БП.

Есть 3 таких сервера, все одинаковые. Я хочу, чтобы после отключения питания было 6 минут безотказной работы - скажем, 2 минуты на восстановление питания, 2 минуты на отключение, если этого не происходит, и 2 минуты запаса прочности. Я нахожусь в ЕС, поэтому у нас есть сеть на 230-240 В, если это актуально. Я хотел бы, чтобы ИБП регулировал синусоидальную волну при включении питания и генерировал синусоидальную волну, когда ее нет.

Как бы я работал от номинальной максимальной мощности 3 x 465 Вт до приемлемой спецификации ИБП и номинальной мощности ВА?

Answer 1

Вы немного обдумываете это. Даже если вы выполнили подобное упражнение, чтобы точно рассчитать, сколько ИБП вам нужно, это обеспечило бы "ложную точность" и привело бы к риску, который подорвал бы причину наличия ИБП.

Хотя многие из расчетов компонентов могут быть исключительно точными, некоторые факторы должны быть приблизительными, и тогда вам придется добавить некоторые произвольные допуски. Если ваши предположения и допуски не верны, ИБП может быть неадекватным по нескольким причинам. Вы можете превысить его номинальную мощность, вызывая его отключение, когда вам это нужно, или время работы может стать недостаточным, чтобы завершить постепенное отключение по мере старения батарей.

Даже если бы было полезно выполнить упражнение, обсуждение всех факторов намного превысило бы предполагаемый объем вопроса и включало бы предмет, который на самом деле не является темой для Суперпользователя. Однако позвольте мне предложить практичный и гораздо более простой подход:

1. Игнорировать рейтинг ВА. Компьютеры довольно близки к активной нагрузке. Реклама VA - это способ для производителей ИБП публиковать сильно раздутые цифры, которые не имеют значения. Важен рейтинг ватт.

2. Блок питания компьютера уже переоценен, чтобы обеспечить больший запас, чем вам нужно. Соблюдение мощности блока питания гарантирует, что вы никогда не будете перегружать ИБП.

3. Номинальная мощность ИБП - это максимальная мощность, которую вы можете получить от ИБП, не нажимая на его выключатель. Любой ИБП в диапазоне, который вы описываете, будет иметь тепловой выключатель. Вам не нужно беспокоиться о повреждении ИБП, доводя его до предела; проблема заключается не в том, чтобы превысить свой лимит и отключить прерыватель, который разрушил бы всю цель ИБП (это эквивалентно отключению электроэнергии, от которого у вас есть ИБП, от которого нужно защищаться).

4. Если ваш блок питания не имеет активной коррекции коэффициента мощности, вам не нужен чисто синусоидальный ИБП.

5. Посмотрите на мощность блока питания и мощность других устройств, которые будут подключены к резервным выходам батареи ИБП. Устройства, которые вы хотите использовать для резервного питания от батареи, - это те устройства, которые необходимы для корректного отключения - компьютер, монитор, внешние жесткие диски и т.д. Не обременяйте эти розетки некритическими боровами энергии, такими как принтеры, динамики и т.д.

   Перейти на номинальную мощность каждого устройства. Это будет его пиковым требованием, которое обеспечит запас прочности от перегрузки ИБП, а также даст вам немного больше времени работы. Сложите эти мощности и получите ИБП, рассчитанный на это или выше. Если общая мощность составляет всего лишь волосок от легко доступного размера ИБП, будет достаточно подушки, чтобы вы могли использовать этот ИБП.

6. Время работы от батареи является совершенно отдельным фактором. Номинальная мощность ИБП ничего не говорит о времени работы. Это определяется емкостью батарей, используемых в ИБП. Вам нужно найти спецификации времени работы ИБП в зависимости от нагрузки. Существует множество блоков ИБП, которые имеют высокую номинальную мощность, но обеспечивают достаточно времени работы для отключения при такой нагрузке.

7. Батареи со временем разлагаются. Это отражается на времени работы, а не на подаче энергии; он всегда будет обеспечивать до номинальной мощности. Чем меньше нагрузка на батарею, тем больше время работы (но оно не линейное).

   У вас будет определенная нагрузка, и время работы от ИБП будет уменьшаться с возрастом батарей. Таким образом, выбор размера ИБП на основе указанной мощности подключенного устройства обеспечит вам дополнительную подушку. Фактическая нагрузка будет меньше, что все равно позволит использовать время работы от батареи.

8. Вам не нужно подключать каждый элемент к одному ИБП. Если у вас много оборудования, сравните магазин с одним ИБП высокой емкости с несколькими меньшими ИБП.