UPS輸出功率和負(fù)載容量關(guān)系探討

1、? UPS俞出功率和負(fù)載容量關(guān)系探討?2011-8-30 14:36:49 作者：UPS應(yīng)用 來源：UPS應(yīng)用 訪問:530 評(píng)論:0? 收藏此信息推薦給朋友舉報(bào)此信息? UPS額定輸出功率是 UPS的一個(gè)重要參數(shù)，也是選擇UPS的一個(gè) 重要指標(biāo)。在實(shí)際應(yīng)用中，人們往往將負(fù)載功率因數(shù)與 UPS輸出功 率因數(shù)等同考慮，忽視負(fù)載功率因數(shù)與 UPS功率因數(shù)需要進(jìn)行匹配 才能提高UPS效率，造成UPS容量的浪費(fèi)或容量選擇不足問題， 影響UPS的正常使用。UPS額定輸出功率是UPS的一個(gè)重要參數(shù)，也是選擇UPS 的一個(gè)重要指標(biāo)。在實(shí)際應(yīng)用中，人們往往將負(fù)載功率因數(shù)與UPS輸出功率因數(shù)等同考慮，忽視負(fù)載功

2、率因數(shù)與 UPS功率因數(shù)需要進(jìn) 行匹配才能提高UPS效率，造成UPS容量的浪費(fèi)或容量選擇不足 問題，影響UPS的正常使用。一、UPS容量的相關(guān)因素與UPS容量相關(guān)的電氣參數(shù)包括額定視在功率 （kVA）、額定有 功功率（kW）、過載能力和短路能力。UPS的額定容量是以額定輸出 的視在功率（kVA）和有功功率（kW）標(biāo)度的，其輸出的功率因數(shù)為：PF=kW/kVA過載能力和短路能力描述了 UPS 的極限容量，表示 UPS 在極 短時(shí)間所允許的最大工作能力。選用 UPS 時(shí)還需要考慮 UPS 安裝的環(huán)境、容量是否有更新的 要求、 UPS 系統(tǒng)配置所需的電氣條件，如：上線電源容量、接地系 統(tǒng)、是否有發(fā)電

3、機(jī)供電等。二、負(fù)載容量的相關(guān)因素負(fù)載的容量是由負(fù)載類型（線性負(fù)載和非線性負(fù)載）、額定電 壓、額定電流、輸入功率因數(shù)、峰值因數(shù)、啟動(dòng)電流、工作時(shí)的最 大電流等因素決定的。線性負(fù)載在正弦波電壓的作用下吸收與電壓同頻率的正弦波電流，這個(gè)電流相對(duì)于電壓相位差為，線性負(fù)載功率因數(shù)為 PF =Cos。如標(biāo)準(zhǔn)的照明白熾燈泡、電加熱器、阻性負(fù)載、電動(dòng)機(jī)、變非線性（或失真性）負(fù)載在正弦電壓的作用下吸收與電壓同頻 率的周期電流，但不是正弦波電流，其電流是基波電流和頻率是基 波頻率整數(shù)倍的諧波電流的合成。包括輸入端具有開關(guān)型電源來為 電子電路供電的所有裝置（例如整流器，充電器，開關(guān)電源，調(diào)光器，變頻調(diào)速器， 電子計(jì)

4、算機(jī)， 感應(yīng)電爐 ,熒光燈 ,微波爐， 電視機(jī)， ，傳真機(jī)等)。對(duì)于非線性負(fù)載，其功率因數(shù)PF不等于CosO。三、負(fù)載容量的計(jì)算實(shí)際上，精確計(jì)算負(fù)載容量是一個(gè)非常復(fù)雜的計(jì)算過程，這是 因?yàn)椋?1) 負(fù)載總?cè)萘?S 不等于各個(gè)負(fù)載容量之和，即：SzSi+S2+S3+.+Sn。對(duì)于線性負(fù)載，必須用不同的cos所對(duì)應(yīng)的角度來計(jì)算矢量和；而對(duì)于非線性負(fù)載，則不能用矢量和來進(jìn)行計(jì)算。(2) 負(fù)載的合成功率因數(shù) PF 必須在現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)際測量或根據(jù)以 往的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估算。(3) 負(fù)載有功功率是可以直接相加的 (不存在相位差 )：P=PF*S=SPFi*Si(4) 對(duì)于輸出功率因數(shù)按0.8設(shè)計(jì)的UPS，當(dāng)負(fù)載的

5、功率因數(shù)PF 為 0.8 時(shí)，則 UPS 有功功率最高為 Pn=0.8*Sn ；當(dāng)負(fù)載的功率 因數(shù)PFvO.8時(shí)，貝V UPS有功功率為 Pn二PF*Sn。其中：Sn為UPS 的輸出視在功率， Pn 為 UPS 的輸出有功功率， P 為負(fù)載的有功功率。因此必須選用 Pn>P 的 UPS 才能滿足要求。四、UPS 容量與負(fù)載容量的關(guān)系UPS 輸出功率因數(shù)的大小是由負(fù)載性質(zhì)決定的， 負(fù)載正常運(yùn)行 時(shí)不但要從 UPS 吸收有功功率， 還要吸收無功功率。 負(fù)載功率因數(shù) 低時(shí)，所吸收的無功率功率就大， 這會(huì)增大 UPS 逆變器的工作難度， 增大損耗，影響其可靠性。由于 UPS 輸出能力的局限性，

6、它不可能滿足任意性質(zhì)負(fù)載的要 求，而只是約定以計(jì)算機(jī)類負(fù)載的輸入功率因數(shù)作為其電路設(shè)計(jì)時(shí) 限定的最佳輸出功率因數(shù)指標(biāo)， 一般在 0.7 或 0.8 。當(dāng)負(fù)載的功率因 數(shù)大于或者小于 UPS 電路設(shè)計(jì)時(shí)限定的最佳輸出功率因數(shù)時(shí)， UPS 就沒有能力輸出最大額定功率。1、UPS 的輸出功率因數(shù)與 UPS 輸出功率的關(guān)系UPS 的輸出功率因數(shù)越低，則帶非線性負(fù)載的能力就越強(qiáng)，若UPS的輸出功率因數(shù)做到超前-0.0+0.0滯后，那么這臺(tái)UPS就 可帶任何性質(zhì)的負(fù)載，因?yàn)?0.0+0.0的功率因數(shù)包括了 01功率 因數(shù)任何性質(zhì)的負(fù)載， 比如 60KVA 的 UPS 輸出功率因數(shù)超前 0.6 0.9 滯后

7、，它的含義就是：當(dāng)負(fù)載功率因數(shù)為 0.6 時(shí)， UPS 最大輸 出 36KW 的有功功率和 48KVAR 的無功功率；當(dāng)負(fù)載功率因數(shù)為0.9 時(shí)， UPS 最大輸出 54KW 的有功功率和 26KVAR 的無功功率，見下表:UPS限定的最佳負(fù)載功率因款060.70.S0.91最大輸出有功功率（KW）3642645460最犬輸出無功功率（KVAR）4842.830260有的人認(rèn)為功率因數(shù) 0.7和0.8的UPS是一樣的。這是錯(cuò)誤的， 比如對(duì)100KVA的UPS來說，功率因數(shù) 0.7的UPS可給出無功功 率71.4KVAR，而輸出功率因數(shù)為0.8的UPS，可給出的無功功率 為60KVAR。在帶計(jì)算

8、機(jī)這樣的負(fù)載時(shí)就顯出優(yōu)劣來了。例如： 奔 騰133PC+15顯示器的功耗為170VA，其功率因數(shù)圍為0.60.7， 以功率因數(shù)為0.7計(jì)算，那么，每臺(tái)機(jī)器需要有功功率為：P=119W， 無功功率Q=121.4VAR，于是兩種輸出功率因數(shù)的 UPS所能提供 的無功功率的差為 71.4KVAR 60KVAR=11.4KVAR,被Q除就得 93.3 （臺(tái)）。也就是說：功率因數(shù)為 0.7的100KVA的UPS比功率 因數(shù)為0.8的同容量UPS多帶90多臺(tái)奔騰133P+15'顯示器系統(tǒng)。簡述地講，當(dāng)UPS限定的最佳負(fù)載功率因數(shù)被確定后，如果負(fù)載的實(shí)際功率因數(shù)小于 UPS限定的最佳負(fù)載功率因數(shù)時(shí)，

9、UPS就 滿足不了負(fù)載的無功功率要求，它的實(shí)際帶載能力由它的無功功率 的輸出能力決定：如果負(fù)載的實(shí)際功率因數(shù)大于 UPS限定的最佳負(fù) 載功率因數(shù)時(shí)，UPS就滿足不了負(fù)載的有功功率要求，它的實(shí)際帶 載能力由它最大的有功功率輸出能力決定。在這兩種情況下都必須降容使用2、負(fù)載功率因數(shù)與負(fù)載需要的功率的關(guān)系在負(fù)載的功率因數(shù)確定后，它所要吸收的有功功率和無功功率 的比例是固定不變的。也就是說，在UPS給出的有功功率（或無功 功率）不能滿足負(fù)載的有功功率（或無功功率）的要求時(shí)，負(fù)載實(shí) 際吸收的無功功率（或有功功率）也會(huì)按功率因數(shù)比例關(guān)系下降的。 見下表：負(fù)載功率因裁0.60. 10.30. 91負(fù)載需要的

10、肓功功率（o）607080 |90100負(fù)載需要的無功功率（KVAR）3071.40043503、負(fù)載功率因數(shù)和UPS輸出功率的關(guān)系在UPS確定了最佳負(fù)載功率因數(shù)后，即確定了它的輸出最大有 功功率和無功功率，而其實(shí)輸出的有功功率和無功功率的比例關(guān)系 則由負(fù)載功率因數(shù)確定，而不是由UPS確定的最佳負(fù)載功率因數(shù)確 定。只有負(fù)載的實(shí)際功率因數(shù)與 UPS限定的最佳負(fù)載功率因數(shù)相 同時(shí)，UPS的輸出功率才能達(dá)到100% o負(fù)載的實(shí)際功率因數(shù)大于 UPS限定的最佳負(fù)載功率因數(shù)時(shí)，傳輸給負(fù)載的有功功率受到限制（達(dá)到最大值），因負(fù)載功率因數(shù)是 固定不變的，所以 UPS 輸出的無功功率也要下降，結(jié)果使 UPS

11、輸 出總?cè)萘肯陆担?即降額使用。 反之，當(dāng)負(fù)載的實(shí)際功率因數(shù)小于 UPS 限定的最佳負(fù)載功率因數(shù)時(shí)，輸出給負(fù)載的無功功率受到限制（達(dá) 到最大值）， 因負(fù)載功率因數(shù)是不變的， 所以 UPS 輸出的有功功率 也要下降，結(jié)果也是使 UPS 輸出容量下降，即降額使用。當(dāng) UPS 限定的最佳負(fù)載功率因數(shù)為 1 時(shí)，這是一種理想的特殊 情況。在這種情況下，只有負(fù)載功率因數(shù)也為 1（純電阻性負(fù)載） 時(shí)， UPS 才全額輸出；否則當(dāng)負(fù)載的功率因數(shù)不為 1 時(shí)，它需要一 定的無功功率， 而 UPS 又不能給出， 在負(fù)載功率因數(shù)確定的情況下 沒有無功功率輸出，自然也就沒有有功功率輸出，這意味著負(fù)載不 能正常運(yùn)行。

12、表 3 在不同實(shí)際負(fù)載功率因數(shù)下 UPS 的輸出功率負(fù)載功率因數(shù)BPS睜的爆E率10OTA UPS限足的最崔負(fù)載功率因數(shù)0. &0. 7o.e0.91.00,6有功功率(KW)6053L, 35453Z620無功功率<KVAR>8071.46043.50UFS輸出功率(劉盤)10089,137554-3700-7有功功率(EW)607059. S42.60無功功率<KVAR>61.271.46043.50UPS®出功率(KVQ85.71008460.900.8有功功率MGO70E05S0無功功率(KVAR>4552.5eo43.50UP誇輸出功率

13、(kvQ7587.510072.500.9有功功率側(cè)607080900無功功率<EVAR>29.2733.91詆花43.50UP呂輸出功率腳£)66 67?7, 78B9L9910001.0宥功功率(KW)£070eo90100無功功率(EVAR>000 J 00輸出功率(KW60 )70|6090100UPS額定輸出功率因數(shù)是在某一負(fù)載功率因數(shù)下確定的，不同負(fù)載功率因數(shù)下UPS的輸出功率值是不同的，各種 UPS有自己的 規(guī)律。大多數(shù)UPS功率容量設(shè)計(jì)有一定的余量， 它所限定最佳負(fù)載 功率因數(shù)實(shí)際上是一貫圍，而不是一個(gè)固定的值。同一臺(tái)UPS可以用不同的功率因數(shù)為條件， 標(biāo)注成不同的額定 功率值。各種UPS可適用的負(fù)載功率因數(shù)圍是不相同的， 一般是在 感性功率因數(shù)為0.8的條件下確定的。大多數(shù)UPS功率