Watts και Volt-Amps: Τί ισχύει ?

[TifoziF1]

Introduction

This note helps explain the differences between Watts and VA and explains how the terms are correctly and incorrectly used in specifying power protection equipment. Many people are confused about the distinction between the Watt and Volt-Amp (V-A) measures for UPS load sizing. Many manufacturers of UPS and load equipment add to this confusion by failing to distinguish between these measures.

Background

The power drawn by computing equipment is expressed in Watts or Volt-Amps (VA). The power in Watts is the real power drawn by the equipment. Volt-Amps are called the "apparent power" and are the product of the voltage applied to the equipment times the current drawn by the equipment.

Both Watt and VA ratings have a use and purpose. The Watt rating determines the actual power purchased from the utility company and the heat loading generated by the equipment. The VA rating is used for sizing wiring and circuit breakers.

The VA and Watt ratings for some types of electrical loads, like incandescent light bulbs, are identical. However, for computer equipment the Watt and VA ratings can differ significantly, with the VA rating always being equal to or larger than the Watt rating. The ratio of the Watt to VA rating is called the "Power Factor" and is expressed either as a number (i.e. 0.7) or a percentage (i.e. 70%).

The Watt rating for a computer may not be equal to the VA rating

All Information Technology equipment including computers uses an electronic switching power supply. There are two basic types of computer switching power supplies, which are called 1) Power Factor Corrected supplies or 2) Capacitor Input supplies. It is not possible to tell which kind of power supply is used by inspection of the equipment, and this information is not commonly provided in equipment specifications. Power Factor Corrected or PFC supplies were introduced in the mid 1990s and have the characteristic that the Watt and VA ratings are equal (power factor of 0.99 to 1.0). Capacitor Input supplies have the characteristic that the Watt rating is in the range of .55 to .75 times the VA rating (power factor of 0.55 to 0.75).

All large computing equipment such as routers, switches, drive arrays, and servers made after about 1996 uses the Power Factor Corrected supply and consequently for this type of equipment the power factor is 1.

Personal computers, small hubs, and personal computer accessories typically have Capacitor Input supplies and consequently for this type of equipment the power factor is less than one, and is ordinarily in the range of 0.65. Larger computer equipment made prior to 1996 also typically used this type of power supply and exhibited a power factor less than one.

The power rating of the UPS

UPS have both maximum Watt ratings and maximum VA ratings. Neither the Watt nor the VA rating of a UPS may be exceeded.

It is a de-facto standard in the industry that the Watt rating is approximately 60% of the VA rating for small UPS systems, this being the typical power factor of common personal computer loads. In some cases, UPS manufacturers only publish the VA rating of the UPS. For small UPS designed for computer loads, which have only a VA rating, it is appropriate to assume that the Watt rating of the UPS is 60% of the published VA rating.

For larger UPS systems, it is becoming common to focus on the Watt rating of the UPS, and to have equal Watt and VA ratings for the UPS, because the Watt and VA ratings of the typical loads are equal. For a further discussion of the issues of power factor of larger systems and data centers, see APC White Paper #26 Hazards of Harmonics and Neutral Overloads.

Examples where a sizing problem can occur

Example #1: Consider the case of a typical 1000VA UPS. The user wants to power a 900W heater with the UPS. The heater has a Watt rating of 900W and a VA rating of 900VA with a power factor of 1. Although the VA rating of the load is 900VA, which is within the VA rating of the UPS, the UPS will probably not power this load. That is because the 900W rating of the load exceeds the Watt rating of the UPS, which is most likely 60% of 1000VA or around 600W.

Example #2: Consider the case of a 1000VA UPS. The user wants to power a 900VA file server with the UPS. The file server has a Power Factor Corrected power supply, and so has a Watt rating of 900W and a VA rating of 900VA. Although the VA rating of the load is 900VA, which is within the VA rating of the UPS, the UPS will not power this load. That is because the 900W rating of the load exceeds the Watt rating of the UPS, which is 60% of 1000VA or around 600W.

How to avoid sizing errors

Using the APC UPS selector on www.apc.com can help avoid these problems, as the load power values are verified based on the equipment specified. Also, the selector ensures that neither the Watt nor VA ratings are exceeded.

Equipment nameplate ratings are often in VA, which makes it difficult to know the Watt ratings. If using equipment nameplate ratings for sizing, a user might configure a system, which appears to be correctly sized based on VA ratings but actually exceeds the UPS Watt rating.

By sizing the VA rating of a load to be no greater than 60% of the VA rating of the UPS, it is impossible to exceed the Watt rating of the UPS. Therefore, unless you have high certainty of the Watt ratings of the loads, the safest approach is to keep the sum of the load nameplate ratings below 60% of the UPS VA rating.

Note that this conservative sizing approach will typically give rise to an oversized UPS and a larger run time than expected. If optimization of the system and an accurate run time are required, use the APC UPS selector at www.apc.com.

Conclusion

Power consumption information on computer loads is often not specified in a way that allows simple sizing of a UPS. It is possible to configure systems that appear to be correctly sized but actually overload the UPS. By slightly over sizing the UPS compared with the nameplate ratings of the equipment, proper operation of the system is ensured. Over sizing also provides the side benefit of providing additional UPS backup time.

Related reading

For further reading on the subject of power factor as it relates to non-linear loads, consult the following:

IEEE GUIDE TO HARMONIC CONTROL AND REACTIVE COMPENSATION OF STATIC POWER

CONVERTERS (IEEE Std 519-1981) The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., 345 E 47th Street, New York, NY 10017

GUIDELINE ON ELECTRICAL POWER FOR ADP INSTALLATIONS (FIPS PUB 94 September 21, 1983)

U.S. Dept. of Commerce, National Technical Information Service, 5285 Port Royal Road, Springfield, VA 22161

Πηγή APC ,

λυπάμαι αλλά δεν μπορώ να το μεταφράσω στα Ελληνικά.

[tassoss]

Εισαγωγή

Οι βοήθειες αυτών των σημειώσεων εξηγούν τις διαφορές μεταξύ των Watt και VA και εξηγούν πώς οι όροι σωστά και ανακριβώς χρησιμοποιούνται στη διευκρίνιση του εξοπλισμού προστασίας δύναμης. Πολλοί άνθρωποι είναι συγκεχυμένοι για τη διάκριση μεταξύ των Watt και (β-α) των μέτρων βολτ-Amp για την ταξινόμηση φορτίων UPS. Πολλοί κατασκευαστές του εξοπλισμού UPS και φορτίων προσθέτουν σε αυτήν την σύγχυση με την αποτυχία να διακρίνουν μεταξύ αυτών των μέτρων.

Υπόβαθρο

Η δύναμη που σύρεται από τον εξοπλισμό υπολογιστών εκφράζεται στα Watt ή βολτ-Amps (VA). Η δύναμη στα Watt είναι η πραγματική δύναμη που σύρεται από τον εξοπλισμό. Βολτ-Amps καλείται «φαινόμενη ισχύ» και είναι το προϊόν της τάσης που εφαρμόζεται στους χρόνους εξοπλισμού το ρεύμα που σύρεται από τον εξοπλισμό.

Και τα Watt και οι εκτιμήσεις VA έχουν μια χρήση και έναν σκοπό. Η εκτίμηση Watt την πραγματική δύναμη που αγοράζονται καθορίζει την επιχείρηση χρησιμότητας και τη φόρτωση θερμότητας που παράγεται από από τον εξοπλισμό. Η εκτίμηση VA χρησιμοποιείται για της καλωδίωσης και τους διακόπτες ταξινόμησης.

Οι εκτιμήσεις VA και Watt για μερικούς τύπους ηλεκτρικών φορτίων, όπως τους πυρακτωμένους ελαφριούς βολβούς, είναι ίδιες. Εντούτοις, για τον εξοπλισμό υπολογιστών τα Watt και οι εκτιμήσεις VA μπορούν να διαφέρουν σημαντικά, με την εκτίμηση VA πάντα που είναι ίση με ή μεγαλύτερη από την εκτίμηση Watt. Η αναλογία των Watt στην εκτίμηση VA καλείται «παράγοντα δύναμης» και εκφράζεται είτε ως αριθμός (δηλ. 0.7) είτε ποσοστό (δηλ. 70%).

Η εκτίμηση Watt για έναν υπολογιστή μπορεί να μην είναι ίση με την εκτίμηση VA

Όλος ο εξοπλισμός τεχνολογίας πληροφοριών συμπεριλαμβανομένων των υπολογιστών χρησιμοποιεί μια παροχή ηλεκτρικού ρεύματος ηλεκτρονικής μετατροπής. Υπάρχουν δύο βασικοί τύποι παροχών ηλεκτρικού ρεύματος μετατροπής υπολογιστών, οι οποίοι καλούνται 1) τις διορθωμένες παράγοντας προμήθειες δύναμης ή 2) προμήθειες εισαγωγής πυκνωτών. Δεν είναι δυνατό να ειπωθεί ποιο είδος παροχής ηλεκτρικού ρεύματος χρησιμοποιείται από την επιθεώρηση του εξοπλισμού, και αυτές οι πληροφορίες δεν παρέχονται συνήθως στις προδιαγραφές εξοπλισμού. Ο παράγοντας δύναμης που διορθώθηκε ή οι προμήθειες PFC εισήχθη στη μέση δεκαετία του '90 και έχει το χαρακτηριστικό ότι τα Watt και οι εκτιμήσεις VA είναι ίσα (παράγοντας δύναμης 0.99 έως 1.0). Οι προμήθειες εισαγωγής πυκνωτών έχουν το χαρακτηριστικό ότι η εκτίμηση Watt είναι στη σειρά .55 έως .75 φορές της εκτίμησης VA (παράγοντας δύναμης 0.55 έως 0.75).

Όλος ο μεγάλος εξοπλισμός υπολογιστών όπως οι δρομολογητές, οι διακόπτες, οι σειρές κίνησης, και οι κεντρικοί υπολογιστές που γίνονται μετά από περίπου το 1996 χρησιμοποιεί το διορθωμένο παράγοντας ανεφοδιασμό δύναμης και συνεπώς για αυτόν τον τύπο εξοπλισμού ο παράγοντας δύναμης είναι 1.

Οι προσωπικοί υπολογιστές, οι μικρές πλήμνες, και τα εξαρτήματα προσωπικών υπολογιστών έχουν χαρακτηριστικά τις προμήθειες εισαγωγής πυκνωτών και συνεπώς για αυτόν τον τύπο εξοπλισμού ο παράγοντας δύναμης είναι λιγότερο από ένα, και είναι συνήθως στη σειρά 0.65. Ο μεγαλύτερος εξοπλισμός υπολογιστών που έγινε πριν από το 1996 επίσης χαρακτηριστικά χρησιμοποίησε αυτόν τον τύπο παροχής ηλεκτρικού ρεύματος και εξέθεσε έναν παράγοντα δύναμης λιγότερο από ένας.

Η εκτίμηση δύναμης του UPS

Το UPS έχει και τις μέγιστες εκτιμήσεις Watt και τις μέγιστες εκτιμήσεις VA. Ούτε τα Watt ούτε η εκτίμηση VA ενός UPS δεν μπορούν να ξεπεραστούν.

Είναι de facto πρότυπα στη βιομηχανία ότι η εκτίμηση Watt είναι περίπου 60% της VA εκτίμησης για τα μικρά συστήματα UPS, αυτό που είναι ο χαρακτηριστικός παράγοντας δύναμης των κοινών φορτίων προσωπικών υπολογιστών. Σε μερικές περιπτώσεις, οι κατασκευαστές UPS δημοσιεύουν μόνο την εκτίμηση VA του UPS. Για το μικρό UPS που σχεδιάζεται για τα φορτία υπολογιστών, που έχουν μόνο μια εκτίμηση VA, είναι αρμόζον να υποτεθεί ότι η εκτίμηση Watt του UPS είναι 60% της δημοσιευμένης εκτίμησης VA.

Για τα μεγαλύτερα συστήματα UPS, γίνεται κοινό να εστιάσει στην εκτίμηση Watt του UPS, και να έχει τα ίσες Watt και τις εκτιμήσεις VA για το UPS, επειδή τα Watt και οι εκτιμήσεις VA των χαρακτηριστικών φορτίων είναι ίσα. Για μια περαιτέρω συζήτηση των ζητημάτων του παράγοντα δύναμης των μεγαλύτερων συστημάτων και των κέντρων στοιχείων, δείτε APC τη Λευκή Βίβλο #26 «κίνδυνοι των αρμονικών και των ουδέτερων υπερφορτώσεων».

Παραδείγματα όπου ένα πρόβλημα ταξινόμησης μπορεί να εμφανιστεί

Παράδειγμα #1: Εξετάστε την περίπτωση ενός χαρακτηριστικού 1000VA UPS. Ο χρήστης θέλει να τροφοδοτήσει μια 900W θερμάστρα με το UPS. Η θερμάστρα έχει μια εκτίμηση Watt 900W και μια εκτίμηση VA 900VA με έναν παράγοντα δύναμης 1. Αν και η εκτίμηση VA του φορτίου είναι 900VA, το οποίο είναι μέσα στην εκτίμηση VA του UPS, το UPS πιθανώς δεν θα τροφοδοτήσει αυτό το φορτίο. Αυτός είναι επειδή η 900W εκτίμηση του φορτίου υπερβαίνει την εκτίμηση Watt του UPS, το οποίο είναι πιθανότατα 60% 1000VA ή γύρω από 600W.

Παράδειγμα #2: Εξετάστε την περίπτωση ενός 1000VA UPS. Ο χρήστης θέλει να τροφοδοτήσει έναν κεντρικό υπολογιστή αρχείων 900VA με το UPS. Ο κεντρικός υπολογιστής αρχείων έχει μια διορθωμένη παροχή ηλεκτρικού ρεύματος δύναμης παράγοντας, και έχει έτσι μια εκτίμηση Watt 900W και μια εκτίμηση VA 900VA. Αν και η εκτίμηση VA του φορτίου είναι 900VA, το οποίο είναι μέσα στην εκτίμηση VA του UPS, το UPS δεν θα τροφοδοτήσει αυτό το φορτίο. Αυτός είναι επειδή η 900W εκτίμηση του φορτίου υπερβαίνει την εκτίμηση Watt του UPS, το οποίο είναι 60% 1000VA ή γύρω από 600W.

Πώς να αποφύγει τα λάθη

Η χρησιμοποίηση του APC UPS επιλογέα στο www.apc.com μπορεί να βοηθήσει να αποφύγει αυτά τα προβλήματα, όπως οι τιμές δύναμης φορτίων ελέγχονται βασισμένος στον εξοπλισμό που διευκρινίζεται. Επίσης, ο επιλογέας εξασφαλίζει ότι ούτε τα Watt ούτε οι εκτιμήσεις VA δεν ξεπερνιούνται.

Οι εκτιμήσεις πινακίδων εξοπλισμού είναι συχνά σε VA, το οποίο το καθιστά δύσκολο να ξέρει τις εκτιμήσεις Watt. Εάν χρησιμοποιώντας τις εκτιμήσεις πινακίδων εξοπλισμού για την ταξινόμηση, μια δύναμη χρηστών διαμορφώνει ένα σύστημα, το οποίο εμφανίζεται να ταξινομείται σωστά βασισμένος στις εκτιμήσεις VA αλλά πραγματικά υπερβαίνει την εκτίμηση Watt UPS.

Με την ταξινόμηση της εκτίμησης VA ενός φορτίου για να είναι όχι μεγαλύτερο από 60% της εκτίμησης VA του UPS, είναι αδύνατο να ξεπεραστεί η εκτίμηση Watt του UPS. Επομένως, εκτός αν έχετε την υψηλή βεβαιότητα των εκτιμήσεων Watt των φορτίων, η ασφαλέστερη προσέγγιση είναι να κρατηθεί το ποσό των εκτιμήσεων πινακίδων φορτίων κάτω από 60% της εκτίμησης UPS VA.

Σημειώστε ότι αυτή η συντηρητική προσέγγιση ταξινόμησης θα δώσει αφορμή για χαρακτηριστικά ένα μεγάλου μεγέθους UPS και έναν μεγαλύτερο χρόνο εκτέλεσης από το αναμενόμενο. Εάν η βελτιστοποίηση του συστήματος και ένας ακριβής χρόνος εκτέλεσης απαιτούνται, χρησιμοποιήστε το APC UPS επιλογέα στο www.apc.com.

Συμπέρασμα

Οι πληροφορίες κατανάλωσης ισχύος για τα φορτία υπολογιστών συχνά δεν διευκρινίζονται με τέτοιο τρόπο ώστε που επιτρέπουν την απλή ταξινόμηση ενός UPS. Είναι δυνατό να διαμορφωθούν τα συστήματα που εμφανίζονται να ταξινομούνται σωστά αλλά πραγματικά υπερφορτώνουν το UPS. Από ελαφρώς πέρα από την ταξινόμηση του UPS έναντι των εκτιμήσεων πινακίδων του εξοπλισμού, η κατάλληλη λειτουργία του συστήματος εξασφαλίζεται. Πέρα από την ταξινόμηση παρέχει επίσης το δευτερεύον όφελος τον πρόσθετο εφεδρικό χρόνο UPS.

[deninho]

άτιμε tifozi.. με πρόλαβες Σε λίγο έρχεται και η μη αυτόματη μετάφραση

[Snips]

ώρες ώρες νομίζω ότι το systran είναι για άτομα με ειδικές ανάγκες. ’ντε ρε den....βάλτα στην σωστή σειρά.

[deninho]

Με λίγα λόγια, γτ ψιλοκόλλησα με τη μετάφραση, μας λέει τα εξής:

Τα Watt είναι η πραγματική ισχύς, ενώ τα VA είναι φαινόμενη ισχύς, που ισούται με το γινόμενο της τάσης στα άκρα του κυκλώματος επί το ρεύμα που τραβάει το κύκλωμα. Σε απλά κυκλώματα (όπως μια λάμπα) ισχύει ότι Watt=VA. Σε πολύπλοκα κυκλώματα, όπως που χου ο υπολογιστής (πυκνωτές, αντιστάσεις, τρανζίστορ, διαβόλοι και τριβόλοι ) υπάρχει μια απόκλιση.

Ο λόγος W/VA μας δίνει τον παράγοντα ισχύος (power factor ελληνιστί).

Στα μικρά UPS, ο παράγοντας ισχύος συνήθως είναι ~60%. Οπότε αν δεν αναφέρεται η δυνατότητα παροχής του UPS σε W, πολλαπλασιάζουμε τα VA*0.6, και βγάζουμε την ικανότητα του σε W.

δύο παραδείγματα:

#1: Έστω ότι έχουμε ένα UPS 1kVA, και θέλουμε με αυτό να τροφοδοτήσουμε μια ηλεκτρική σόμπα 900W. Έστω ότι αυτή σόμπα έχει ενδείξεις 900W και 900VA (παράγων ισχύος 100%). Το UPS μας, δε θα μπορέσει να τροφοδοτήσει τη σόμπα, παρότι τα 900VA είναι εντός των προδιαγραφών. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα 900W της σόμπας, ξεπερνάνε την δυνατότητα του UPS, το οποίο, όπως είπαμε πριν, μπορεί να παρέχει 1000VA*0.6=~600W.

#2: Έστω ότι έχουμε το ίδιο UPS, και θέλουμε να τροφοδοτήσουμε έναν file server των 900VA. Επειδή το τροφοδοτικό του server είναι PFC με power factor 100%, τα 900VA ισούνται με 900W. Επομένως, το UPS και πάλι δε θα μπορέσει να τροφοδοτήσει τη συσκευή που θέλουμε.

Τέλος, τα UPS δεν γίνεται να δώσουν περισσότερα VA ή W απ'όσα ορίζουν οι προδιαγραφές τους

ΥΓ Όποιος μπορεί να με βοηθήσει, σε τεχνολογικό επίπεδο, με τη παράγραφο "The Watt rating for a computer may not be equal to the VA rating", γτ με μπέρδεψε, ας στείλει πμ