Как подобрать ИБП по мощности и автономии

Коротко: Мощность ИБП подбирают по ваттам: суммарная активная нагрузка не должна превышать 70–80% от выходной мощности ИБП в Вт, и одновременно не должна превышаться мощность в ВА. Ватты и вольт-амперы связаны коэффициентом мощности: у APC SMT3000RMI2U это 2700 Вт при 3000 ВА, у SMT1500RMI2U — всего 1000 Вт при 1500 ВА. Время автономии считают по таблицам производителя для фактической нагрузки; если нужно больше нескольких минут, выбирают модель с внешними батарейными модулями.

Ватты и вольт-амперы: в чём разница

Полная мощность (ВА) — произведение напряжения на ток. Активная мощность (Вт) — та часть, что реально превращается в работу и тепло. Отношение Вт к ВА называют коэффициентом мощности. ИБП ограничен по обоим параметрам, и перегрузка любого из них приводит к отключению.

Из таблицы видно главное: номинал в ВА сам по себе ничего не говорит. Два ИБП «на 3000 ВА» отличаются по допустимой нагрузке на 600–900 Вт. Блоки питания современных серверов с APFC имеют входной коэффициент мощности, близкий к 1, поэтому их потребление в ваттах и ВА почти совпадает.

Как узнать реальное потребление нагрузки

Паспортная мощность блока питания сервера (например, 750 или 1100 Вт) — это его максимум, а не потребление. Сервер в работе обычно потребляет заметно меньше. Если сложить паспортные значения, ИБП окажется избыточным; если взять потребление в простое, его не хватит в пике.

• Измерение: iDRAC (Dell) и iLO (HPE) показывают текущее и пиковое потребление сервера; управляемые PDU и сам ИБП показывают нагрузку на розетках.
• Калькуляторы производителей: Dell Enterprise Infrastructure Planning Tool, HPE Power Advisor, Lenovo Capacity Planner считают потребление для конкретной конфигурации процессоров, памяти и дисков.
• Паспорт устройства: для коммутаторов и маршрутизаторов указывают типовое и максимальное потребление; для PoE-коммутаторов добавьте бюджет PoE.

Для расчёта берите пиковое потребление под рабочей нагрузкой и учитывайте, что при старте сервера вентиляторы на короткое время раскручиваются до максимума.

Запас 20–30%: зачем он нужен

ИБП, загруженный на 95–100%, переходит в режим перегрузки при любом всплеске: старте сервера, раскрутке вентиляторов, включении дополнительного диска. Кроме того, нагрузка в стойке растёт со временем, а батареи с возрастом отдают меньше энергии, и автономия на той же нагрузке сокращается.

Практическое правило: рабочая нагрузка — не выше 70–80% от мощности ИБП в ваттах. При нагрузке 50–60% заметно выигрывает и время автономии. Для online-ИБП, работающих от генератора, запас особенно важен: генератор и ИБП должны быть согласованы по мощности, рекомендации даёт производитель ИБП.

Пусковые токи и нагрузка, которую нельзя подключать

Некоторые устройства в момент включения или работы потребляют токи в несколько раз выше номинала. Лазерные принтеры и копиры при прогреве печки, обогреватели, кондиционеры, насосы, компрессоры, пылесосы к батарейным розеткам ИБП для серверов не подключают: они перегружают инвертор и отбирают автономию у важной нагрузки.

Мониторы и рабочие станции можно подключать к отдельному ИБП. В серверной стойке к ИБП подключают серверы, СХД, коммутаторы, маршрутизаторы, межсетевые экраны и консоли управления. Если у ИБП есть управляемые группы розеток, второстепенное оборудование выключают раньше, чтобы продлить работу главного.

Расчёт по шагам: пример для стойки

1. Перечислите устройства и их пиковое потребление в ваттах.
2. Сложите значения — получите нагрузку P.
3. Умножьте на 1,25–1,3 — получите минимальную мощность ИБП в ваттах.
4. Выберите модель, у которой выходная мощность в Вт не ниже расчётной, и проверьте ВА.
5. Проверьте автономию по таблице производителя для нагрузки P.
6. Если автономии не хватает — выберите модель с внешними батареями и добавьте модули.

Вывод: ИБП «на 1500 ВА» (SMT1500, 1000 Вт) не подходит, хотя цифра 1500 и выглядит достаточной. SMT2200 (1980 Вт) будет загружен на 61%, SMT3000 (2700 Вт) — на 44% с запасом на рост и более длительной автономией.

Калькулятор

Как оценить время автономии

Точное время работы от батарей дают только таблицы и онлайн-подборщики производителя для конкретной модели и нагрузки в ваттах: зависимость нелинейная, при половинной нагрузке автономия больше чем вдвое.

Для грубой оценки используют энергию батарей: число батарей × напряжение × ёмкость в А·ч. Например, 4 батареи 12 В по 9 А·ч — это около 432 Вт·ч номинально. Но номинальная ёмкость указана для медленного 20-часового разряда, а при разряде за 5–15 минут свинцово-кислотная батарея отдаёт ориентировочно около половины этой энергии, ещё часть теряется в инверторе. Поэтому оценка «энергия делить на нагрузку» всегда завышает результат, и окончательное решение принимают по таблицам.

Внешние батарейные модули

Модули подключаются только к ИБП своей линейки: у APC разъёмы имеют ключ и между сериями несовместимы. К SMX3000RMHV2U можно подключить до 10 модулей SMX120RMBP2U, к SRT3000RMXLI — до 10 модулей SRT96RMBP; к линейке SMT внешние батареи не подключаются. Подробно о линейках и партномерах — в статье APC Smart-UPS: SMT, SMX, SRT.

Модули работают параллельно со встроенными батареями, поэтому изношенная батарея в одном блоке снижает автономию всего массива. Старые и новые батареи не смешивают. После добавления модулей укажите их число в настройках ИБП, иначе оценка оставшегося времени будет неверной, и учтите, что зарядка большого числа модулей занимает часы.

Резервирование: два ИБП и серверы с двумя блоками питания

Серверы и СХД с двумя блоками питания подключают к двум независимым ИБП (лучи A и B). В нормальном режиме нагрузка делится между блоками питания примерно поровну, и каждый ИБП загружен наполовину. Но при отказе или обслуживании одного ИБП вся нагрузка переходит на второй.

Поэтому каждый ИБП в паре должен выдерживать всю нагрузку стойки с запасом, а не её половину. Это частая ошибка: два ИБП по 1500 Вт на стойку в 2000 Вт работают, пока оба исправны, и отключаются вместе при отказе одного. Однофазные устройства с одним блоком питания подключают через стоечный автоматический переключатель (ATS), который переводит их на второй луч. Схема лучей A и B подробно — в статье ИБП для серверной.

Line-interactive или online с точки зрения мощности

Line-interactive ИБП (APC SMT, SMX) имеют более высокий КПД в нормальном режиме и меньше греются, их хватает для серверных с нормальной сетью. Online-ИБП (APC SRT, Eaton 9SX и 9PX) постоянно пропускают мощность через выпрямитель и инвертор: выделяют больше тепла, но полностью изолируют нагрузку от сети и лучше работают с генератором.

Тепло от ИБП учитывают в расчёте кондиционирования серверной. Для мощностей от 5–6 кВА в одном корпусе используют online-модели, для серверных на несколько стоек — трёхфазные и модульные системы. Общий выбор топологии — в статье как выбрать ИБП.

Типичные ошибки расчёта

• Считать по вольт-амперам и не проверять ватты.
• Складывать паспортные мощности блоков питания вместо реального потребления.
• Брать ИБП впритык без запаса на рост и пиковые нагрузки.
• Рассчитывать каждый из двух ИБП на половину нагрузки.
• Оценивать автономию по номинальной ёмкости батарей, а не по таблицам производителя.
• Подключать к ИБП принтеры, обогреватели и другую нагрузку с большими пусковыми токами.
• Забыть, что через 3–4 года батареи отдают меньше энергии и автономия сокращается.

Что учесть при закупке

Для подбора пришлите список оборудования с моделями и измеренным потреблением, нужное время автономии, наличие генератора, тип корпуса и число юнитов в стойке. Если ИБП заменяет существующий, укажите его партномер и используемые батарейные модули.

При заказе проверьте выходную мощность в ваттах, разъёмы (C13/C19), совместимые батарейные модули, наличие сетевой карты и дату производства батарей для б/у и refurbished. Уточните сроки поставки и гарантию. ИБП — в разделе ИБП, модели APC — в подборке ИБП APC, Eaton — в подборке ИБП Eaton.

Смотреть электропитание и pdu в наличии →