Статьи

Помехозащита: расчет мощности

Расчет мощности по­мехозащитного устройства


В большинстве практических случаев для принятия решения о выборе того или иного типономинала по­мехозащитного устройства для вычислительного центра и аналогичных применений можно использовать рас­четную формулу, позволяющую определить требуемую мощность помехозащитного устройства:

 

P = (NС×РС×k1+NPC×РРС×k2+NLP×РLP×k3+NK×РК×k4)×1,5×1,25

  

Обозначения в формуле:

 

Р — мощность помехозащитного устройства, кВА;

NС — количество серверов (типовая потребляемая мощность небольшого сервера 1 кВА);

NPC — количество персональных компьютеров (типовая потребляемая мощность 0,5 кВА для комплектации: системный блок, ЭЛТ монитор, струйный или матричный принтер или 0,35 кВА для системы с ЖКИ монитором);

NLP — количество лазерных принтеров (типовая потребляемая мощность 1кВА);

NK — количество копировальных аппаратов (типовая потребляемая мощность для аналоговых офисных копиров — 1 кВА, для цифровых копиров полиграфического центра — 2 кВА);

k1-k4 — коэффициенты загрузки оборудования;

1,5 — коэффициент запаса мощности для пускового режима импульсных источников питания оборудования (принимается, если в сети электропитания возможно исчезновение напряжения на время до нескольких секунд, за которое не успевает восстановиться высокое сопротивление цепей ограничения броска пускового тока источников питания);

1,25 — коэффициент запаса на модернизацию оборудования вычислительного центра (на усмотрение Заказчика, может быть больше или меньше).

 

Если оборудование работает с коэффициентами загрузки k менее 1, расчетное значение мощности корректируется соответствую­щим образом. Типовые значения коэффици­ента загрузки:

 

  • серверное оборудование k1=1,0;
  • маршрутизаторы, коммутаторы и иное системное оборудование — k1=1,0;
  • компьютеры обработки данных k2=0,7;
  • компьютеры других рабочих мест k2=0,5;
  • лазерные принтеры на рабочих местах k3=0,3;
  • системные лазерные принтеры k3=1,0;
  • копировальные аппараты k4=0,2 (вычислительный центр);
  • копировальные аппараты k4=1,0 (отдел оператив­ной полиграфии).

 

Потребляемая оборудованием мощность определяется по паспорту оборудования. При этом следует учитывать, что мощность в ваттах (Вт, W) необходимо умножить на 1,5, чтобы по­лучить мощность в вольт-амперах (ВА). Например, если в паспорте на блок питания указана мощность 200 Вт, то она соот­ветствует мощности 300 ВА, такова особенность энергопотребления импульсных источников питания. Если на блоке питания написано 220В/1,5А, то мощность в ВА равна произведению 220В×1,5А=330ВА. Если нет паспортных данных, то потребляемую оборудованием мощ­ность можно определить из таблицы:

 

Вид устройства

Потребляемая мощность, ВА

Монитор SVGA, 14-17", монитор с  ЖКИ

     60100

Монитор для CAD систем, 21"

                   150350

Матричный или струйный принтер

                     40150

Лазерный принтер

      6001200

РС PIII/14" SVGA

   300400

РС PIII/17" SVGA

                   350500

Сервер

   8001000

Копировальный аппарат

    10001200

Цифровой копир

    15002000

 

Суммарная мощность, потребляемая всеми СВТИ, не должна превышать 20% от мощности трансформатора понижающей подстанции. В противном случае искажения напряжения на шинах подстанции от тока третьей гармоники, потребляемого источниками питания СВТИ, превысят допустимые значения и могут возникнуть большие проблемы. Если мощность превышает указанные значения, то необходимо между фидером к щитам питания СВТИ и остальной частью сети электропитания здания установить трехфазный ТФ или ТПП, либо КИН. Можно всю энергию, потребляемую СВТИ, пропустить через мощный ИБП по схеме online с функцией коррекции формы входного тока. Но это дорогостоящий и менее надежный вариант электроснабжения, так как надежность наших помехозащитных устройств многократно превышает надежность ИБП с их электронной силовой начинкой и микропроцессорными «мозгами».

 

Пример расчета мощности помехозащитного устройства:

 

В вычислительном центре установлено:

  • серверов: 2 (k1=1,0),
  • компьютеров обработки данных: 50 (k2=0,75),
  • лазерных принтеров на рабочих местах: 20 (k3=0,3);
  • системных лазерных принтеров: 5 (k3=1,0),
  • копиров: 4 (k4=0,2).

 

Необходимая мощность помехозащитного устройства для централизованного электро­снабжения вычислительного центра составляет (без учета коэффициентов запаса):

 

  • серверы Р=2×1кВА×1,0=2 кВА;
  • компьютеры обработки данных Р=50×0,5кВА×0,75=18,75 кВА;
  • лазерные принтеры на рабочих местах Р=20×1кВА×0,3=6 кВА;
  • системные лазерные принтеры Р=5×1кВА×1,0=5 кВА;
  • копиры Р=4×1кВА×0,2=0,8 кВА.

 

Итого Р=2+18,75+6+5+0,8=32,55 кВА (ближайший по мощности типономинал помехозащитного устройства 40 кВА). Если учитывать коэффициенты запаса по мощности, то Р=32,55кВА×1,5×1,25=61 кВА (ближайший по мощности типономинал помехозащитного устройства 63 кВА).

 

Расчет электрических нагрузок для СВТИ можно выполнять более привычным для электриков табличным методом.

 

 

Пример составления таблицы нагрузок для СВТИ вычислительного центра:


Тип СВТИ

Кол-во СВТИ

Потребляемая СВТИ
мощность, кВА

Суммарная потребляемая мощность, кВА

Коэффициент использования СВТИ

Расчетное значение мощности, кВА

Сервер

5

1,0

5,0

0,9

4,5

Системный лазерный принтер

2

1,2

2,4

0,9

2,16

Рабочее место для
обработки данных:
ПК, 17" монитор,
лазерный принтер

50

1,2

60,0

0,7

42,0

Рабочее место:
ПК, 15" монитор,
струйный принтер

200

0,5

100,0

0,5

50,0

Копировальная
аппаратура

5

1,2

6,0

0,75

4,5

Маршрутизаторы,
коммутаторы и другое сетевое оборудование

3,0

1,0

3,0

ИТОГО:

259

176,4

106,16

Резерв мощности 25%

44,1

26,54

ИТОГО

с учетом резерва:

220,5

132,7


В результате выполненного расчета выбираем ближайший по мощности типономинал помехозащитного устройства 160 кВА (без резерва — 125 кВА).

 

В нашем примере мощность трансформатора понижающей подстанции должна быть не менее РКТП=(132,7кВА/20%)×100%=663,5 кВА (ближайший типономинал КТП мощностью 630 кВА). Если на объекте мощность трансформатора понижающей подстанции меньше 630 кВА, то ВЦ необходимо запитывать через одно из наших устройств компенсации тока третьей гармоники.