© 2004 Eaton Corporation. All rights reserved. Коэффициент мощности 0.9 Ответственные компьютерные нагрузки, серверы и другое IT- оборудование, соответствующее. - презентация

1 © 2004 Eaton Corporation. All rights reserved. Коэффициент мощности 0.9 Ответственные компьютерные нагрузки, серверы и другое IT- оборудование, соответствующее EN

2 Что такое коэффициент мощности? кВА кВт Коэффициент мощности определяется отношением потребляемой нагрузкой активной мощности (Ватты) к полной мощности (Вольт-Амперы) Разница между полной и активной мощностями обусловлена разностью фаз напряжения и тока, питающих нагрузку от источника переменного напряжения Коэффициент мощности Активная мощность Полная мощность

3 Коэффициент мощности - PF _P_ _P_ S P = Активная Мощность Q = Реактивная мощность S = Полная мощность S = P 2 + Q 2 Pf = Cos S P Cos Cos Q

4 Коэффициент мощности Пример 1: Резистивная нагрузка – Нет сдвига по фазе – Нет искажений Пример 2: Индуктивная нагрузка - Сдвиг по фазе - Нет искажений Пример 3: Нелинейная нагрузка – Сдвиг по фазе – искажения формы (КНИ) S P Cos Cos Q

5 Входное напряжение Входной ток p.f. = 1p.f. = 0.7 p.f. = коэффициент мощности Лампы накаливания (линейная нагрузка) Типичная нагрузка Промышленные двигатели IT серверы (нелинейная нагрузка) Что такое коэффициент мощности?

6 Категории нагрузок, питаемых от ИБП ЛинейныеНелинейные ХарактеристикиСинусоидальный ток Несинусоидальный ток им./не имеет сдвиг по фазе искажения формы тока потребления Типичные нагрузкилампы накаливания, компьютеры, серверы, двигатели переменного тока, большинство нагреватели и т. д. современных электронных систем Технологиирезистор, индуктивность импульсный блок или емкость питания (конвертор)

7 Нелинейная нагрузка l Импульсные блоки питания и конверторы сами обычно служат причиной помех, излучаемых в основную сеть в виде дополнительных гармоник тока, что уменьшает коэффициент мощности и мешает работе чувствительной электроники, питающейся от той же сети. l Низкое значение коэффициента мощности увеличивает полную потребляемую мощность и приводит к перегрузкам сети. l Низкое значение PF заставляет увеличивать сечение питающих кабелей, номиналы предохранителей и контакторов при той же мощности нагрузки для прохождения большего значения тока. l Это приводит к неразумному увеличению стоимости системы. l Допустимые уровни PF для различных видов нагрузок регламентируются стандартом EN

8 Допустимые значения коэффициента мощности Стандарт EN определяет приемлемый уровень гармоник тока, поступающих от питаемого электрооборудования в сеть, и устанавливает уровень коэффициента мощности в зависимости от мощности нагрузки Обычно коэффициент мощности современного IT-оборудования равен 0.9

9 Вход (современные серверы) Коэффициент мощности = 0.9 Вход (традиционные серверы) Коэффициент мощности = 0.7 вход PFC = Коррекция входного коэффициента мощности Коэффициент мощности нагрузки Цепи коррекции PF вход выход Цепи коррекции входного коэффициента мощности (PFC) обеспечивают соответствие уровня гармоник потребляемого тока требованиям EN и удерживают значения коэффициента мощности в приемлемых пределах

10 Выходной коэффициент мощности ИБП l ИБП с выходным коэффициентом мощности 0.9 отвечает требованиям современного IT- оборудования l ИБП с коэффициентом мощности менее 0.9 может питать нагрузку, но он должен иметь бóльшую номинальную мощность l l ИБП с коэффициентом мощности 1.0 не дает никаких реальных преимуществ

11 Если мощность нагрузки 10 кВт, а ее коэффициент мощности равен 0.9, то требуемый ток должен рассчитываться на основе полной мощности нагрузки: 10 кВт / 0.9= 11,1 кВА ИБПABC Выходной PF кВА/кВт 10/910/810/10 Может ли ИБП поддерживать нагрузку мощностью 10 кВт? В качестве примера рассмотрим три ИБП мощностью 10кВА с различными значениями выходного коэффициента мощности и попытаемся измерить мощность допустимой IT-нагрузки в кВт. Коэффициент мощности нагрузки и мощность ИБП НЕТ, недост аточно кВА и кВт НЕТ, недоста точно кВА

12 Если мощность нагрузки 9.5 кВт, а ее коэффициент мощности равен 0.9, то требуемый ток должен рассчитываться на основе полной мощности нагрузки: 9.5 кВт / 0.9= 10.6 кВА ИБПABC Выходной PF кВА/кВт 10/910/810/10 Может ли ИБП поддерживать нагрузку 9.5 кВт? В качестве примера рассмотрим три ИБП мощностью 10кВА с различными значениями выходного коэффициента мощности и попытаемся измерить мощность допустимой IT-нагрузки в кВт. Коэффициент мощности нагрузки и мощность ИБП НЕТ, недост аточно кВА НЕТ, недост аточно кВА и кВт

13 Если мощность нагрузки 9 кВт, а ее коэффициент мощности равен 0.9, то требуемый ток должен рассчитываться на основе полной мощности нагрузки: 9 кВт / 0.9= 10 кВА ИБПABC Выходной PF кВА/кВт 10/910/810/10 Может ИБП поддерживать нагрузку мощностью 9 кВт? В качестве примера рассмотрим три ИБП мощностью 10кВА с различными значениями выходного коэффициента мощности и попытаемся измерить мощность допустимой IT-нагрузки в кВт. Коэффициент мощности нагрузки и мощность ИБП ДА ИБП типа A и C могут поддерживать одинаковые нагрузки! Выходной коэффициент мощности, равный единице, это, скорее, теоретический показатель, так как на практике добиться подобного значения практически невозможно! НЕТ, недостаточно мощности

14 Заключение l Стандарт EN определяет допустимый уровень коэффициента мощности нагрузки сети l Типовое значение коэффициента мощности современного IT-оборудования l Значение выходного коэффициента мощности ИБП должно быть оптимизировано под коэффициент мощности нагрузки l Слишком низкий коэффициент мощности => ИБП должен иметь бóльшую номинальную мощность, более мощные кабели и предохранители l Коэффициент мощности > 0.9 => нет реальных преимуществ