《UPS应用》杂志今年第4期刊登了笔者所写的《也谈UPS的输出功率与负载功率因数的关系》一文.编¼部张乃国主编提出了两个讨论题目.现我就这两个问题应答如下.
(1)用100kVA功率因数为0.8的UPS,带功率因数为0.6的感性负载,能带多少?如负载是40kVA,现增加一倍还能够用吗?
首先,计算UPS在各种负载下的输出能力时,应先确定UPS的品种,向厂家索要该UPS的相关数据,再进行计算.但在此问题中,因感性负载是小于额定情况下的功率因数,一般UPS的输出仍能维持为100%的额定容量.现用一个著名的德国品牌UPS的数据为例来计算.由表1可知,感性负载功率因数小于额定情况下的0.8时,输出功率仍为额定值.
当UPS的S=100kVA、cosφ=0.8时,P=80kW;
Q=60kVAR.
当UPS为S=100kVA、cosφ=0.6时,则S=100kVA;P=60kW;Q=80kVAR.
若负载为40kVA,cosφ=0.6,则S=40kVA;
P=24kW;Q=32kVAR.
负载增至80kVA,cosφ=0.6时,则S=80kVA;
P=48kW;Q=64kVAR.
此时负载的视在功率S和有功功率P都小于额定情况下的数值,而无功功率Q却大于额定情况下的数值.但是,不能用cosφ=0.6的负载的数值与cosφ=0.8时的UPS的数值来比,而必须与UPS为cosφ=0.6时的能力来比.负载的Q值小于UPS此时的Q值80kVAR.完全可以满足负载增至80kVA的需要.
(2)UPS带非线性负载的问题.若UPS为100kVA,cosφ=0.7时带非线性负载奔腾133PC+15in(英寸)显示器(170VA)能带多少台?cosφ=0.8的UPS又能带多少台?
非线性负载是五花八门的,但是计算机类负载多是整流电容滤波型.所以IEC、EN和GB(国标)都确定了一个基准非线性负载,是二极管全波整流用电容滤波,功率因数确定为0.7.UPS也就是根据这个标准制造的.UPS还限定了非线性电流的峰值因数,一般为3.也就是非线性电流的峰值与有效值之比为3.这对于计算机类负载也足够了.因为峰值因数最大的是PC机,大约为2.7左右.
UPS带非线性负载的能力,除了非线性负载的特定基准之外,还有一个量的问题.在IEC、EN和GB(国标)中明确规定:单相UPS容量在33kVA以下时,用基准非线性负载来考核,33kVA以上的UPS用33kVA的非线性负载加线性负载来考核;三相UPS容量在100kVA以下时,用基准非线性负载来考核,100kVA以上的UPS用100kVA的基准非线性负载加线性负载来考核.
以上几点是我们在考虑这个问题时必须明确的.但是在这个题目中,以上这几点都不成问题,可以按一般线性负载的情况来计算.
100kVA的UPScosφ=0.7时,S=100kVA;P=70kW;Q=71.4kVAR.
单台负载cosφ=0.7时,S=170VA;P=119W;Q=121VAR.
对于P和Q而言,UPS能供总台数分别为:588台;590台.
结论:应按最小的计算:588台(未计留有裕度、启动等因素).
若用100kVA cosφ=0.8的UPS能带多少台?
100kVA的UPScosφ=0.8时,S=100kVA;P=80kW;Q=60kVAR.
在负载cosφ仍为0.7时,UPS的S=100kVA; P=70kW;Q=71.4kVAR.
这时UPS能供总台数分别为588台;590台.
结论:也是588台,二者没有区别.
那么,这样看来功率因数0.7的UPS与功率因数0.8的UPS没有什么区别了.不是的,还是有区别的.上面的例子都是负载功率因数小于额定情况下的数值,若是大于额定情况下的数值,或是电容性的负载,则情况就不一样了.功率因数为0.7的UPS带载能力就显得差了.
负载功率因数为0.7的UPS只是为一些微机类负载而使用的.它设计的容量都比较小,大约为30kVA以下.而这一类负载功率因数多为0.7,UPS的负载功率因数也设计为0.7,正好适应负载的条件.
那么这种UPS是不是带非线性负载的能力强呢?不是的,恰恰相反,其带载能力比0.8功率因数的UPS差.1台10kVA的功率因数为0.8的UPS可以带8kW功率的负载,而功率因数为0.7的UPS只能带到7kW,如带功率因数大于0.7的负载则其能力可能就更小了.■
