مرکزداده مقالات

وات و ولت-آمپر : دو مفهوم بسیار سردرگم‌کننده

در این مطلب، تفاوت میان وات و VA و استفاده‌ی درست یا نادرست این دو عبارت به جای یکدیگر در بیان مشخصات توان تجهیزات حفاظت برق، توضیح داده می‌شود. افراد بسیاری تفاوت معیارهای سنجش وات(W) و ولت-آمپر(VA) را در برآورد مشخصات UPS ندانسته و این، موجب سردرگمی آنان می‌شود. بسیاری از سازندگان UPSها و تجهیزات تامین برق، نیز در تشخیص این تفاوت ناتوان مانده و بر این سردرگمی می‌افزایند.

پیشینه

برق مصرف شده در تجهیزات کامپیوتری، در قالب وات یا ولت-آمپر(VA) بیان می‌شود. مقدار وات برق در واقع همان توان واقعی مصرف شده توسط تجهیزات است. مقدار ولت-آمپر را با نام “توان ظاهری” نامیده و حاصلضرب اختلاف پتانسیل در جریان برق مصرفی تجهیزات است.

هر دو مقادیر وات و VA کاربرد و اهداف مخصوص به خود را دارند. مقدار وات بیان‌کننده‌ی میزان برق خریداری شده از نیروگاه و بار حرارتی تولید شده توسط تجهیزات است. اما مقدار VA برای برآورد کابل‌کشی و کلید قدرت به کار می‌رود.

برای بعضی مصارف همچون لامپ‌های رشته‌ای، این دو مقدار وات و VAیکسان است. اما برای تجهیزات کامپیوتری، این دو مقدار می‌تواند به طور محسوسی متفاوت باشد، بدین معنی که مقدار VA همواره مساوی یا بیشتر از مقدار وات می‌باشد. نسبت وات به VA را “ضریب توان” نامیده و در قالب یک عدد (مانند 0.7) یا درصد (مانند 70%) بیان می‌شود.

ممکن است مقدار وات و VA برابر نباشد

تمامی تجهیزات فناوری اطلاعات شامل کامپیوترها، از منبع تغذیه‌ی با سویچینگ الکترونیکی استفاده می‌کنند. دو نوع اصلی از این منابع تغذیه کامپیوتری وجود داشته که با عنوان 1) منابع با ضریب توان اصلاح شده(PFC) یا 2) منابع با خازن ورودی شناخته می‌شوند. تنها با بررسی تجهیزات نمی‌توان تشخیص داد که از کدام نوع منبع برق استفاده شده و چنین اطلاعاتی معمولا در مشخصات تجهیزات نیز بیان نمی‌شود. منابع PFC در اواسط دهه‌ی 90 میلادی روی کار آمدند و در آن، مقادیر وات و VA (توان واقعی و ظاهری) با هم برابرند (ضریب توان 099 تا 1.0). در منابع خازن ورودی مقدار وات 0.55 تا 0.75 برابر مقدار VA است (ضریب توان 0.55 تا 0.75).

تمام تجهیزات بزرگ کامپیوتری همچون روترها، سویچ‌ها، تجهیزات ذخیره‌ی اطلاعات و سرورها که پس از 1996 ساخته شدند، از منبع PFC استفاده کرده و درنتیجه، ضریب توان در این تجهیزات 1  می‌باشد.

کامپیوترهای شخصی، hubهای کوچک و لوازم جانبی این کامپیوترها معمولا منبع خازن ورودی داشته و ضریب توان این تجهیزات کمتر از 1 (معمولا در حدود 0.65) است. تجهیزات کامپیوتری بزرگ‌تری که پیش از سال 1996 ساخته شده‌اند نیز معمولا از این نوع منبع برق استفاده می‌کردند و ضریب توانی کمتر از 1 داشتند.

مقدار برق UPS

سیستم UPS دارای حداکثر مقدار وات و VA است. هیچ یک از این دو مقدار در UPS نباید از دیگری فراتر رود.

در صنعت، استانداردی کاربردی وجود داشته که در سیستم‌های UPS کوچک، توان واقعی(W) تقریبا 60% توان ظاهری(VA) بوده که معادل ضریب توان معمول در مصارف کامپیوترهای شخصی است. در بعضی موارد، سازندگان UPS تنها اطلاعاتی در مورد مقدار ولت آمپر سیستم ارائه می‌دهند. در مورد UPSهای کوچک که برای تامین کامپیوترهای شخصی طراحی شده و تنها یک مقدار ولت آمپر دارند، بهتر است فرض شود توان واقعی، 60% از مقدار توان ظاهری منتشر شده از سوی سازنده است.

اما در سیستم‌های بزرگ‌تر UPS، معمولا جهت دستیابی به مقداری برابر میان این دو، تاکید و تمرکز بر توان واقعی قرار گرفته زیرا برای مصارف معمولی، این دو عدد یکسان هستند. جهت دریافت اطلاعات بیشتر در مورد ضریب توان سیستم‌های بزرگ‌تر و مراکز داده، به گزارش “خطرات هارمونیک‌ها و اضافه بارهای خنثی”[1] مراجعه شود.

چند نمونه از مشکلات ناشی از برآورد مشخصات

مثال 1: یک نمونه‌ی معمولی از سیستم UPS با توان ظاهری 1000VA را در نظر بگیرید. کاربر قصد دارد یک هیتر 900 واتی را با این سیستم تغذیه کند. هیتر به 900 وات و 900 ولت آمپر نیاز داشته و ضریب توان 1 است. اگرچه مقدار ولت امپر هیتر، در محدوده‌ی ولت آمپر UPS قرار داشته، اما احتمالا سیستم UPS قادر به پشتیبانی این مصرف نخواهد بود. دلیلش آنست که 900 وات مورد نیاز مصرف، از توان واقعی UPS که 60% از 1000VA (تقریبا 600W) بوده، فراتر می‌باشد.

مثال 2: موردی از یک UPS 1000VA را در نظر بگیرید. کاربر قصد داشته تا سرور اتوماسیون اداری 900 ولت آمپری را توسط این UPS تغذیه کند. این سرور منبع برق PFC و در نتیجه توان واقعی 900W و توان ظاهری 900VA دارد. اگرچه توان ظاهری مصرف نیز 900VA بوده و در محدوده‌ی توان ظاهری سیستم UPS قرار دارد، اما سیستم قادر به پشتیبانی این مصرف نخواهد بود. علتش آنست که توان واقعی 900W این مصرف از توان واقعی UPS که 60% از 1000VA (یا 600W) بوده، بیشتر است.

اجتناب از خطا در برآورد

از آنجا که مقادیر توان مصارف بر اساس مشخصات تجهیزات تعیین شده، با استفاده از ابزار انتخاب UPS اشنایدر الکتریک، می‌توان به اجتناب از چنین مشکلاتی کمک کرد. همچنین با این ابزار می‌توان اطمینان حاصل کرد که مقدار هیچ یک از توان واقعی(وات) یا توان ظاهری(ولت آمپر)، از دیگری فراتر نمی‌رود.

مقادیر عنوان شده بر برچسب‌های تجهیزات معمولا به VA نوشته شده که اطلاع از مقدار وات را مشکل می‌سازد. اگر برآوردها بر اساس اطلاعات این برچسب‌ها ایجاد شوند، ممکن است کاربری یک سیستم را با برآوردی به ظاهر درست و مطابق مقدار ولت آمپر پیکربندی کند اما، در واقعیت از مقدار توان واقعی UPS بیشتر باشد.

با محدود کردن توان ظاهری (VA) مصارف تا کمتر از 60% ولت آمپر سیستم UPS، دیگر مشکل پیشروی از توان واقعی UPS برطرف می‌شود. در نتیجه به جز در شرایطی که اطمینانی کامل از مصرف وجود داشته، مطمئن‌ترین روش آنست که حاصل‌جمع تمام مقادیر توان برچسب‌های تجهیزات، کمتر از 60% توان ظاهری UPS نگه داشته شود.

باید توجه داشت که چنین روش محافظه‌کارانه‌ای در برآوردها، معمولا به سیستم UPS با توان بیش از حد نیاز و زمان پشتیبانی طولانی‌تر از زمان مورد انتظار می‌انجامد. در حالت بهینه‌سازی سیستم و زمان پشتیبانی کافی، بهتر است از ابزار انتخاب UPS اشنایدر الکتریک استفاده شود.

نتیجه‌گیری

اغلب با اطلاعات مرتبط با میزان مصرف برق تجهیزات کامپیوتری، نمی‌توان برآوردی ساده از مشخصات UPS در اختیار داشت. برآورد بسیاری از سیستم ها ممکن است در ظاهر درست به نظر آمده اما در واقعیت به اضافه بار در UPS منجر می‌شود. تنها با اندکی برآورد بیش از حد نیاز در سیستم UPS در قیاس با توان ثبت شده بر برچسب‌های تجهیزات، می‌توان از عملکرد مناسب سیستم اطمینان یافت. چنین برآورد بیش از حد نیازی، مزایای دیگری مانند زمان پشتیبانی اضافی برای UPS نیز فراهم می‌کند.

 

[1] – White Paper 26, Hazards of Harmonics and Neutral Overloads

درج دیدگاه

برای درج دیدگاه کلیک کنید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سوال امنیتی *