《UPS應(yīng)用》雜志今年第4期刊登了筆者所寫的《也談UPS的輸出功率與負(fù)載功率因數(shù)的關(guān)系》一文.編?-部張乃國(guó)主編提出了兩個(gè)討論題目.現(xiàn)我就這兩個(gè)問(wèn)題應(yīng)答如下.

(1)用100kVA功率因數(shù)為0.8的UPS,帶功率因數(shù)為0.6的感性負(fù)載,能帶多少?如負(fù)載是40kVA,現(xiàn)增加一倍還能夠用嗎?

首先,計(jì)算UPS在各種負(fù)載下的輸出能力時(shí),應(yīng)先確定UPS的品種,向廠家索要該UPS的相關(guān)數(shù)據(jù),再進(jìn)行計(jì)算.但在此問(wèn)題中,因感性負(fù)載是小于額定情況下的功率因數(shù),一般UPS的輸出仍能維持為100%的額定容量.現(xiàn)用一個(gè)著名的德國(guó)品牌UPS的數(shù)據(jù)為例來(lái)計(jì)算.由表1可知,感性負(fù)載功率因數(shù)小于額定情況下的0.8時(shí),輸出功率仍為額定值.

當(dāng)UPS的S=100kVA、cosφ=0.8時(shí),P=80kW;

Q=60kVAR.

當(dāng)UPS為S=100kVA、cosφ=0.6時(shí),則S=100kVA;P=60kW;Q=80kVAR.

若負(fù)載為40kVA,cosφ=0.6,則S=40kVA;

P=24kW;Q=32kVAR.

負(fù)載增至80kVA,cosφ=0.6時(shí),則S=80kVA;

P=48kW;Q=64kVAR.

此時(shí)負(fù)載的視在功率S和有功功率P都小于額定情況下的數(shù)值,而無(wú)功功率Q卻大于額定情況下的數(shù)值.但是,不能用cosφ=0.6的負(fù)載的數(shù)值與cosφ=0.8時(shí)的UPS的數(shù)值來(lái)比,而必須與UPS為cosφ=0.6時(shí)的能力來(lái)比.負(fù)載的Q值小于UPS此時(shí)的Q值80kVAR.完全可以滿足負(fù)載增至80kVA的需要.

(2)UPS帶非線性負(fù)載的問(wèn)題.若UPS為100kVA,cosφ=0.7時(shí)帶非線性負(fù)載奔騰133PC+15in(英寸)顯示器(170VA)能帶多少臺(tái)?cosφ=0.8的UPS又能帶多少臺(tái)?

非線性負(fù)載是五花八門的,但是計(jì)算機(jī)類負(fù)載多是整流電容濾波型.所以IEC、EN和GB(國(guó)標(biāo))都確定了一個(gè)基準(zhǔn)非線性負(fù)載,是二極管全波整流用電容濾波,功率因數(shù)確定為0.7.UPS也就是根據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)制造的.UPS還限定了非線性電流的峰值因數(shù),一般為3.也就是非線性電流的峰值與有效值之比為3.這對(duì)于計(jì)算機(jī)類負(fù)載也足夠了.因?yàn)榉逯狄驍?shù)最大的是PC機(jī),大約為2.7左右.

UPS帶非線性負(fù)載的能力,除了非線性負(fù)載的特定基準(zhǔn)之外,還有一個(gè)量的問(wèn)題.在IEC、EN和GB(國(guó)標(biāo))中明確規(guī)定:單相UPS容量在33kVA以下時(shí),用基準(zhǔn)非線性負(fù)載來(lái)考核,33kVA以上的UPS用33kVA的非線性負(fù)載加線性負(fù)載來(lái)考核;三相UPS容量在100kVA以下時(shí),用基準(zhǔn)非線性負(fù)載來(lái)考核,100kVA以上的UPS用100kVA的基準(zhǔn)非線性負(fù)載加線性負(fù)載來(lái)考核.

以上幾點(diǎn)是我們?cè)诳紤]這個(gè)問(wèn)題時(shí)必須明確的.但是在這個(gè)題目中,以上這幾點(diǎn)都不成問(wèn)題,可以按一般線性負(fù)載的情況來(lái)計(jì)算.

100kVA的UPScosφ=0.7時(shí),S=100kVA;P=70kW;Q=71.4kVAR.

單臺(tái)負(fù)載cosφ=0.7時(shí),S=170VA;P=119W;Q=121VAR.

對(duì)于P和Q而言,UPS能供總臺(tái)數(shù)分別為:588臺(tái);590臺(tái).

結(jié)論:應(yīng)按最小的計(jì)算:588臺(tái)(未計(jì)留有裕度、啟動(dòng)等因素).

若用100kVA cosφ=0.8的UPS能帶多少臺(tái)?

100kVA的UPScosφ=0.8時(shí),S=100kVA;P=80kW;Q=60kVAR.

在負(fù)載cosφ仍為0.7時(shí),UPS的S=100kVA;  P=70kW;Q=71.4kVAR.

這時(shí)UPS能供總臺(tái)數(shù)分別為588臺(tái);590臺(tái).

結(jié)論:也是588臺(tái),二者沒(méi)有區(qū)別.

那么,這樣看來(lái)功率因數(shù)0.7的UPS與功率因數(shù)0.8的UPS沒(méi)有什么區(qū)別了.不是的,還是有區(qū)別的.上面的例子都是負(fù)載功率因數(shù)小于額定情況下的數(shù)值,若是大于額定情況下的數(shù)值,或是電容性的負(fù)載,則情況就不一樣了.功率因數(shù)為0.7的UPS帶載能力就顯得差了.

負(fù)載功率因數(shù)為0.7的UPS只是為一些微機(jī)類負(fù)載而使用的.它設(shè)計(jì)的容量都比較小,大約為30kVA以下.而這一類負(fù)載功率因數(shù)多為0.7,UPS的負(fù)載功率因數(shù)也設(shè)計(jì)為0.7,正好適應(yīng)負(fù)載的條件.

那么這種UPS是不是帶非線性負(fù)載的能力強(qiáng)呢?不是的,恰恰相反,其帶載能力比0.8功率因數(shù)的UPS差.1臺(tái)10kVA的功率因數(shù)為0.8的UPS可以帶8kW功率的負(fù)載,而功率因數(shù)為0.7的UPS只能帶到7kW,如帶功率因數(shù)大于0.7的負(fù)載則其能力可能就更小了.■