Phân biệt giữa Watts và Volt-Amps


Nhiều người đang lẫn lộn trong cách phân biệt 2 công thức đo lường Watt (W) và Volt-amp (VA) trong đo lường công suất tải của thiết bị lưu điện (UPS). Nhiều nhà sản xuất UPS và các thiết bị tải còn làm tăng thêm sự nhầm lẫn này bằng việc không phân biệt rõ ràng giữa 2 đơn vị đo lường này.

Công suất tiêu thụ của thiết bị được biểu thị bằng đơn vị W hoặc VA. Trị số Watt là công suất tiêu thụ thật sự bởi thiết bị tải. Trị số VA còn được gọi là “công suất biểu kiến” và là kết quả của hiệu điện thế áp dụng cho thiết kế nhân với lượng điện tiêu thụ của thiết bị


Cả 2 trị số Watt và VA đều có công dụng và mục đích sử dụng nhất định. Trị số Watt xác định lượng điện thực sự mua từ công ty điện lực và tải nhiệt được sinh ra từ các thiết bị. Trị số VA thường được sử dụng cho việc định cỡ dây dẫn và bộ phận ngắt mạch.


Đối với những thiết bị điện, như các bóng đèn sợi tóc, trị số Watt và VA là đồng nhất. Tuy nhiên, đối với các thiết bị tin học thì Watt và VA khác nhau một cách đáng kể, trong đó, giá trị VA luôn luôn ngang bằng hoặc lớn hơn giá trị Watt. Tỷ số W/VA được gọi là “hệ số công suất” và được thể hiện ra bằng con số (ví dụ 0.7) hoặc phần trăm (ví dụ 70%).


Giá trị Watt có thể không bằng giá trị VA


Tất cả những thiết bị công nghệ thông tin bao gồm cả máy vi tính đều sử dụng bộ nguồn chuyển mạch điện tử. Có 2 loại bộ cấp nguồn cơ bản cho máy tính, cái thứ nhất được gọi là bộ nguồn “Hệ số công suất hiệu chỉnh” (PFC) hoặc là bộ nguồn “tụ điện đầu vào” (CI). Không thể nói chính xác bộ nguồn nào thì được sử dụng trong loại thiết bị nào, và những thông tin này thường không được cung cấp rộng rãi trong phần đặc tính của thiết bị. Bộ nguồn PFC được giới thiệu vào giữa năm 1990 và có một đặc tính là giá trị Watt và VA gần như bằng nhau (hệ số công suất từ 0.99 đến 1.0). Bộ nguồn CI thì lại có đặc tính là giá trị Watt bằng khoảng 0.55 đến 0.75 lần giá trị VA (hệ số công suất là 0.55/0.75).


Tất cả những thiết bị tin học lớn như thiết bị định tuyến, chuyển mạch, ổ đĩa và máy chủ được sản xuất khoảng sau năm 1996 đều được trang bị bộ nguồn kiểu PFC, vì vậy với loại thiết bị này, hệ số công suất bằng 1.


Với các thiết bị tin học cỡ lớn được sản xuất trước năm 1996 như máy tính cá nhân, hub cỡ nhỏ và các linh kiện máy tính cá nhân thường sử dụng bộ nguồn kiểu CI, vì vậy hệ số công suất sẽ nhỏ hơn 1 và thông thường là ở khoảng 0.65. 


Trị số công suất của UPS


UPS có cả 2 trị số công suất không thể vượt quá là Watt tối đa và VA tối đa. Đối với những hệ thống UPS nhỏ, theo tiêu chuẩn thì trị số Watt xấp xỉ bằng 60% trị số VA, đây là hệ số công suất điển hình của các tải trọng máy tính cá nhân phổ biến. Trong một vài trường hợp, các nhà sản xuất UPS chỉ công bố trị số VA của UPS. Đối với những UPS nhỏ được thiết kế cho các tải trọng máy tính chỉ có trị số VA, thì việc giả định trị số Watt của UPS bằng 60% trị số VA được công bố là hợp lí.


Đối với những hệ thống UPS lớn hơn, người ta lại tập trung vào trị số Watt nhiều hơn, và ở đây có sự tương đương giữa trị số Watt và trị số VA cho UPS, bởi vì trị số Watt và VA của những tải trọng điển hình thì tương đương nhau. Bất cứ thắc mắc nào về vấn đề hệ số công suất của những hệ thống lớn hơn và trung tâm dữ liệu có thể được giải đáp trong Tài liệu Kỹ thuật Phổ thông số 26, Những nguy hại của việc quá tải cân bằng và trung tính.


Ví dụ 1: Trường hợp của UPS 1000 VA. Người sử dụng muốn tiêu thụ công suất 900 Watt cho lò sưởi với một thiết bị UPS. Lò sưởi có trị số Watt là 900 và trị số VA là 900 với hệ số công suất bằng 1. Mặc dù trị số VA của tải nhiệt là 900 VA, thích ứng với trị số VA của UPS, UPS cũng không thể tiêu thụ điện năng theo tải trọng này. Điều này là bởi vì trị số 900 Watt của thiết bị tải vượt quá trị số Watt của UPS (trị số Watt của UPS gần bằng 60% của con số 1000 VA (tức khoảng 600 W)).


Ví dụ 2: Trường hợp của UPS 1000 VA. Người sử dụng muốn tiêu thụ một công suất 900 VA cho một tập tin máy chủ với UPS. Tập tin máy chủ có bộ cung cấp nguồn PFC, có trị số Watt 900 W và trị số VA 900 VA. Mặc dù trị số VA của thiết bị tải là 900 VA, nằm trong tỷ trọng của VA của UPS, UPS sẽ không tiêu thụ tải trọng này. Điều này là bởi vì trị số 900 W của thiết bị tải vượt quá trị số W của UPS (trị số Watt của UPS gần bằng 60% của con số 1000 VA (tức khoảng 600 W)).


Làm thế nào tránh những sai sót về định cỡ?


Sử dụng công cụ Chọn UPS (UPS Selector) của Schneider Electric có thể giúp tránh được những vấn đề này, bởi vì giá trị công suất tiêu thụ tải trọng được xác định dựa trên các thiết bị đặc biệt. Cũng như vậy, công cụ này giúp đảm bảo rằng cả trị số Watt và trị số VA đều không bị quá tải.


Trị số được thể hiện trên thiết bị thường ở dạng VA. Cho nên người ta thường khó biết được trị số Watt của thiết bị. Nếu sử dụng trị số công bố cho việc định cỡ, một người dùng dường như có thể định dạng một hệ thống xuất hiện chính xác theo một kích cỡ nào đó dựa trên trị số VA nhưng thực sự nó đã vượt quá trị số Watt của UPS.


Bằng việc định cỡ trị số VA của thiết bị tải không lớn hơn 60 % trị số VA của UPS, nó có thể vượt quá trị số Watt của UPS. Do đó, nếu bạn không chắc chắn trị số Watt của tải trọng, thì việc tiếp cận an toàn nhất là giữ tổng trị số công bố của tải trọng dưới 60% trị số VA của UPS.

Lưu ý là việc định cỡ bảo vệ sẽ làm tăng cỡ của UPS và phải mất nhiều thời gian hơn mong đợi. Nếu việc tối ưu hóa hệ thống và thời gian vận hành chính xác được yêu cầu, nên sử dụng công cụ Chọn UPS của Schneider Electric.

Thông tin tiêu thụ điện trên các thiết bị tải trọng máy tính thì thường không đơn giản là theo kích cỡ của UPS. Dường như là có thể định dạng hệ thống xuất hiện theo một kích cỡ nào đó một cách chính xác nhưng thực sự là đã quá tải UPS. Chỉ cần quá cỡ UPS một chút so với trị số được thể hiện trên thiết bị, hệ thống vận hành sẽ không được đảm bảo. Vệc quá cỡ cũng sẽ mang đến lợi ích cho việc cung cấp thời gian dự phòng cộng thêm của UPS.