Как выбрать мощность ИБП: кВА, кВт и запас по загрузке

Мощность ИБП определяют три величины: активная мощность нагрузки в киловаттах, выходной коэффициент мощности ИБП, который связывает киловатты с киловольт-амперами, и запас по загрузке. Сумма табличек на блоках питания даёт только первую из них, и то с ошибкой. Ниже — порядок подбора и типовые промахи.

кВА и кВт: что написано на ИБП

У ИБП два предела. Инвертор ограничен током, поэтому его номинал задают в киловольт-амперах (кВА). Активная мощность, которую он отдаст нагрузке, — это кВА, умноженные на выходной коэффициент мощности (PF): P = S × PF.

В таблицах производителей Kehua и ABSolite выходной PF бывает 0,8, 0,9 или 1. Разница существенная:

ИБП на 10 кВА с PF 0,8 отдаёт 8 кВт;
ИБП на 10 кВА с PF 1 отдаёт все 10 кВт.

У большинства онлайн-серий PF равен единице: у силовых модулей Kehua MR33 номинал указан как «кВА/кВт», у ABSolite NOVA, SMART HS, FLEX-RM и модульных MODA выходной PF = 1. У линейно-интерактивного ABSolite ELEMENT II он 0,6 — такой ИБП годится для компьютера у рабочего места, но не для серверной.

Отсюда первое правило: сравнивайте ИБП по киловаттам, а не по киловольт-амперам на шильдике. Два ИБП «на 20 кВА» с разным PF — это разные ИБП.

Как посчитать нагрузку

Нагрузку считают в киловаттах. Источников три, по убыванию точности.

Замер. Если оборудование уже работает, токоизмерительные клещи или счётчик в распределительном щите дают реальную картину, включая пики.
Паспортное потребление. Для серверов и систем хранения это типовое потребление из спецификации, а не номинал блока питания. Блок питания на 800 Вт в сервере, который реально берёт 350 Вт, — частая причина взять ИБП вдвое мощнее нужного.
Список потребителей. В конструкторе можно ввести до 30 строк: название, мощность в киловаттах и количество. Сумма считается сразу, а строка с формулой видна в сводке — её можно переслать проектировщику.

Отдельно выпишите нагрузку, которую на ИБП вешать не надо: лазерные принтеры, обогреватели, компрессоры кондиционеров. У них большие пусковые токи, и они превращают исправный ИБП в ИБП, который уходит на байпас каждое утро.

Запас по загрузке: почему 80 %

Конструктор берёт загрузку ИБП не выше 80 %: требуемая мощность равна нагрузке, делённой на 0,8. Запас нужен по трём причинам.

Пики. Включение стойки, старт вентиляторов, заряд батарей ноутбуков — всё это короткие броски тока. ИБП, загруженный под номинал, на броске переходит на байпас, и в этот момент нагрузка питается от сети без защиты.
Рост. Серверная, рассчитанная впритык, через год упирается в потолок. Менять ИБП целиком сложнее, чем сразу взять следующую модель в серии.
Батареи. Время автономии заметно падает при загрузке, близкой к номиналу: батарея отдаёт ток быстрее, чем рассчитана.

Пример. Серверы потребляют 32 кВт. Требуемая мощность ИБП с PF = 1 — 32 / 0,8 = 40 кВА. Если нагрузку знаете только в киловольт-амперах, например 40 кВА, ИБП нужен на 50 кВА.

Одна фаза или три

ИБП по схеме 1/1 — однофазные вход и выход 220 В — в линейках Kehua и ABSolite выпускаются до 20 кВА: на эту мощность есть ABSolite ATOM и NEO. Выше 20 кВА нужен трёхфазный ввод: схема 3/1, если нагрузка однофазная, или 3/3.

Типовое правило конструктора, если фазность неизвестна: до 10 кВА — 1/1, выше — 3/3. Между ними есть схема 3/1: три фазы на входе и одна на выходе. Она нужна, когда нагрузка однофазная, а ИБП надо подключить к трёхфазному вводу, чтобы равномерно нагрузить фазы щита. Kehua KR33 и KR-RM на 10–40 кВА, ABSolite FLEX-RM меняют схему 1/1, 3/1 или 3/3 на месте.

Подробнее о трёхфазных моделях — на странице трёхфазных ИБП 10–200 кВА, об однофазных — на странице однофазных ИБП для офиса.

Модули и резерв N+1

В модульном ИБП мощность набирают силовыми модулями: у Kehua MR33 они на 30, 50 и 100 кВА, у ABSolite MODA — от 10 до 100 кВА. Число модулей считают так: требуемую мощность делят на мощность модуля, округляют вверх и добавляют один резервный.

Пример. Требуется 120 кВА, модули по 50 кВА. 120 / 50 = 2,4, значит три рабочих модуля и один резервный — четыре модуля, 200 кВА в шкафу. Если один модуль откажет, оставшиеся три по-прежнему держат 150 кВА — больше требуемых 120.

Мощность и время автономии — разные вопросы

Мощность ИБП задаёт, сколько нагрузки он выдержит. Время работы от батарей задаёт их ёмкость, и её подбирают отдельно: при одной и той же мощности на пять, пятнадцать или шестьдесят минут нужны разные батарейные шкафы. Встроенных батарей у небольших ИБП хватает на минуты, для длительной работы подключают внешние блоки или батарейный шкаф.

Для литиевых систем производители дают таблицы: у Kehua S3 реальное время берут как теоретическое, умноженное на 0,9. У свинцово-кислотных батарей время сильно зависит от температуры и возраста.

Типовые ошибки

Сложить номиналы блоков питания вместо реального потребления — и купить ИБП вдвое мощнее нужного.
Взять ИБП впритык к нагрузке — и получить уход на байпас на каждом пике.
Сравнивать ИБП по кВА, не глядя на выходной PF.
Повесить на ИБП принтеры и кондиционеры.
Считать мощность и время автономии одним числом.

Что дальше

Соберите исходные данные — нагрузку в киловаттах, фазность ввода, место установки — и пройдите конструктор. Он посчитает требуемую мощность с запасом и покажет подходящие модели Kehua и ABSolite рядом, а инженер проверит подбор.