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美国山特ups的输出功率是怎么算

浏览量:           作者来源:www.sagtarups.net        发布时间:2019-01-10 09:59
导读:...

 美国山特ups的输出功率是怎么算

   1.1 关干kVA与kW
国家标准GB/T7260.3(对应于国际标准IEC62040一3)关于UPS不间断电源的容量标度有着明确的定义:
(1)输出表观功率(或视在功率)(outputapparentpower):输出电压方均根值与输出电流方均根值之积(即有效值之积)。
(2)额定输出表观功率(「atedoutputapparentpower):制造厂商申明的,持续输出的表观功率(或视在功率)。
(3)额定输出有功功率(「atedoutputactivepower):制造厂商申明的输出有功功率。
由此可见,UPS不间断电源产品的说明书或技术文件应该以kVA/kW进行标度,而不是以kVA/功率因数(PF)来标度。
1.2关干ups不间断电源"输出功率因数"与"负载功率因数"
对于ups电源系统来说,没有固定的输出功率因数,所谓的电源输出功率因数事实上是指用电负载的输入功率因数,或是一组负载所获得的合成功率因数;而负载的输入功率因数一旦在产品制造出来以后,便是相对固定的,或是随负载运行状态而变化的,例如UPS的输入功率因数在不同的负载率条件下就是一个变化的量值,而额定标度是指100%负
载率下的输入功率因数值。
对于UPS不间断电源来说,由于它具有双重的身份,面对前级供电的变压器、发电机等,它是这些电源的负载,因此其输入功率因数是需要标度的;但当它面对用电负载时,它又是供电的电源,与其它交流电源系统是相同的,即没有固定的输出功率因数;当它为不同类型的负载供电时,所输出的表观功率(kVA)和有功功率(kW)是随着负载的用电需求而变化的。因此在国家标准中并没有UPS不间断电源"输出功率因数"一词的定义。
国家标准GB/T7260.33.5条 "输出值"中的定义为:
(1)负载功率因数(loadpowerfactor):在假定理想正弦电压下,用有功功率对表观功率之比所表示的交流负载特性。(注:为实用需要,在制造厂商的技术参数表中,可能规定为包含谐波分量的总负载功率因数。)
由此可见,在国家标准或国际标准中并没有使用UPS不间断电源"输出功率因数"这一概念,所谓的UPS"输出功率因数"实际上是把 "负载(输入)功率因数"误认为是UPS的输出功率因数,或是把UPS不间断电源的"额定输出有功功率"与 "额定输出表观功率"之比作为UPS不间断电源的输出功率因数,这是一种误解。
由于UPS不间断电源输出能力的局限性,它不可能同时满足任意性质负载的要求,通常是约定以它主要的供电对象 计算机类负载的输入功率因数作为其电路设计时限定的最佳输出能力,当负载的功率因数大于或者超前于UPS电路设计时限定的最佳输出能力时,UPS不间断电源就没有能力输出最大额定功率了,这就是所谓的 "功率折算"或 "降容使用"问题。
有一种错误的解读,认为 "UPS不间断电源的输出功率因数越高越好"。事实上,负载(输入)功率因数越低,则UPS不间断电源带非线性负载的能力就越强,若UPS的输出能力能够做到从超前的-0.0到滞后的+0.0,那么这台UPS就可以带任何性质的负载了,因为-0.0一+0.0的功率因数包括了功率因数从0一1之间的任何性质的负载,但这样的UPS不间断电源其成本必然会很高,缺乏实际的应用市场。所以UPS不间断电源的输出能力只要能够满足所供电的负载阻抗特性和容量即可,而无需一味地追求高功率因数。
1.3关干功率因数PF与位移因数cosφ
根据GB/T7260.33.3条 "一般的规定值"中关于 "功率因数"和 "位移因数"的定义:
(1)功率因数(Powerfactor):有功功率对表观功率之比。
(2)位移因数(displa此mentfactor):功率因数的位移分量,基波有功功率对基波表观功率之比。
位移因数即是俗你的cosφ,它所表示的只是负载基波或线性部分的特征,而不包含负载的谐波部分。在线性电路中,其定义为:输人电压与电流之间相位差的余弦函数值,即 PF=Pw/Ps=cosφ
式中:
PF为输入功率因数(PowerFactor);
Pw为输入有功功率;
PS为输入视在功率;
φ为输入电压基波与输人电流基波之间的相位差。
但是,在含有谐波成份的非线性电路中,输人电压与输人电流的相位差并不是输入功率因数(PF)低的主要原因。事实上,输人交流电压的基波与电流的基波之间并没有明显的相位差(cosφ≈l),例如在整流滤波输入电路中,真正造成输入功率因数降低的原因是各次谐波电流形成的失真功率(DiStonion POWer)。
如果把φ定义为电压U与基波电流I1之间的相位移,则上式应改写为:
Pw为输入有功功率;
PS为输入视在功率;
U为输入正弦波电压有效值;
I1为输入电流基波有效值;
φ为输入电压基波与输人电流基波之间的相位差;
cosφ定义为位移功率因数(Phase Displa Cement PoWer Factor);
IR为输入总电流有效值,且有
上式定义了非线性电路的输入功率因数是电压电流基波相移的余弦值与输人电流失真系数的乘积。根据电流总谐波畸变THDI的定义,又可表示为:
负载输入功率因数的提高意味着要求UPS输出更多的有功功率(kW),而不再是更多的失真功率(DistortionPower)或表观功率(kVA)。因此,在UPS的容量选择时,考虑更多的也是UPS不间断电源输出的有功功率(kW),只要它能满足负载容量即可,而不再像过去那样过多地考虑表观功率(kVA)。
事实上,在某些工程实际的计算中经常也用cosp,近似代替功率因数PF,这是因为在负载非线性程度(例如THDI)较小时,PF与cos价之间的误差较小,例如:当PF二0 8时,按照上述公式得到THDI与cosp 的关系如表1所示。
1.4 关干容性负载
人们习惯上常用容性负载来描述计算机、服务器类IT设备的输入特性。容性负载原是指在线性负载中输入端电压及电流均为正弦波时,其电流相位超前于电压相位的负载。而计算机、服务器作为交流电源的负载通常为开关电源型负载(SwitchingModePowerSupply),是典型的非线性负载,输入功率因数低主要是输人电流谐波成分造成的,其输入基波电压和电流并没有明显的相位差,只要降低输人电流的谐波成分,输入功率因数就会明显提高,所以简单地用容性负载来描述计算机类设备的输入特性并不是规范的说法。
2001年以后,为满足匝C/EN 61000一3一2AMDl-2001修订标准,开关电源型负载的输入端郡增加了功率因数校正(PFC)的整流技术,如图1所示。使得这些新型的计算机、服务器的输人电路特性发生了如下明显的变化:
(1)谐波电流大大降低:THDI从80%降低到<20%;
(2)m输入功率因数由原来的0.65提高到0.92。
负载输入功率因数的提高意味着要求UPS输出更多的有功功率(kW),而不再是更多的失真功率(Distortion Power)或表现功率(kVA)。因此,在UPS的容量选择时,考虑更多的也是UPS不间断电源输出的有功功率(kW),只要它能满足负载容量即可,而不再像过去那样过多地考虑表现功率(kVA)。


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