UPS的带载能力

UPS的带载能力中国电源学会交流电源委员会专家组组长“UPS应用”杂志编辑部副主编中央政府机关采购评审专家目录一、概述二、UPS功率的产生和分配原则三、UPS带各种性质负载时的特点四、逆变器功率管为何被烧毁一、概述1.UPS的几个概念2.对功率因数理解的误区认为在任何负载时，UPS都能向负载本身输送按功率因数算得的有功功率3.功率因数的设计原则1.UPS的几个概念交流电的功率有几种？各叫甚么名字？计量单位是甚么？含义是什么？他们之间的关系是甚么？(1)几个术语的含义及关系1.视在功率S=电压V电流A=VA(伏安）2.有功功率P=S功率因数F=W（瓦特）3.无功功率（乏）4.功率因数F=P/S=cosSQPrFSQVA1222QPS（2）功率因数的设计原则功率因数的含义和设计举例例：设计一个负载功率因数F=-0.8，输出容量为80kVAUPS计算：有功功率P=SF=64kW无功功率：48kVAr80180kVA122.FSQ整流器逆变器C（48kVAr）F52000052F0220V50Hz14321000W80222..fUPC二、UPS功率的分配和产生机理整流器逆变器PQS测量反馈电路无功功率的产生和去向---正半波时ACDCACDC市电输入负载电容里的无功功率是从哪里来的？空载时无功功率的产生和去向---负半波时ACDCACDC市电输入负载空载时无功功率周而复始的流动ACDCACDC市电输入负载空载时加负载时正负半周的无功功率行为ACDCACDC市电输入负载无功功率一直在电路中周而复始串来串去地交换能量加载时三、UPS带各种性质负载时的特点1.UPS的基本电路结构和测量指示包括四个基本部分：整流/充电器、逆变器、电池组和旁路开关ACDCACDC市电输入负载BypassOutput2.UPS带感性负载例：一台负载功率因数为F=0.8的P=10kVAUPS，带功率因数为F=0.8的S=10kVA负载P=8kW整流器逆变器Q=6kVAr市电输入P=8kWQ=6kVArS=P2+Q2=64+36=100=10kVA3.UPS带容性负载☞若选用功率因数为+0.8的10kVAUPS，带用电设备是功率因数为-0.8的负载，此时UPS是一个什么情况？☞若带满负荷，此时逆变器必须提供的电流为：☞过载80%！整流器逆变器8kW6kVAr6kVAr市电输入16.6kW65.6AkW6.14)66(822INVP4.UPS线性负载例：总功率为10kVA的PC机机房，若选用功率因数为0.8的10kVAUPS时，若用电设备是功率因数为1的负载，此时UPS可否仍可带10kW的负载？24.1A6kvar整流器逆变器36.4A6kvar市电输入24.1A（5.3kW）8kWkW3.56822INV-P例：功率因数为1的10kW负载需多大功率因数为0.8的UPS根据上述比例10kVA:5.3kW=x:10kWx=10kVA×10kW/5.3kW19kVA注：对不同功率因数的UPS，有着不同的比例目前变频器的负载特性四、UPS为何故障？逆变器功率管IGBT为何被烧毁？UPS变频器市电一个情况：目前带电机的变频器输入功率因数都在0.98以上，近似为1，可认为变频器为线性负载电压电流电阻设一台80kVA功率因数F=0.8的UPS负载能得到的有功功率42kVA48kVAr整流器逆变器48kVAr市电输入64kW42kW面板将显示：42/80=52.5%，此时逆变器输出已是100%！负载如果再增加…kW4248642222QPp带满80kW时的逆变器过载情况kVA1124838642222RRQPSkVA1347217962222RRQPS此时逆变器过载：这样一来，是不是改用120kVA的UPS就可以带80kW的负载呢？非也。这时只能给负载提供：%%766464112kW6372962222RRQPp尚差17kW，此时逆变器功率应是：%%409696134逆变器功率过载：结论☞功率因数为0.8的UPS带线性负载时，负载只能得到一半的有功功率。按感性负载选取UPS的容量是一种误解，是导致UPS损坏的根本原因。☞UPS的输出指示只能表达负载得到的能量百分比，只是逆变器输出的一部分，其他内耗部分未被测量。是导致误解的根本原因。☞UPS的选择在这种情况下应是2倍，为了确保供电的可靠性和稳定性，建议采用2+1冗余连接方式2+1冗余连接的优点：可靠性和可用性提高，过载能力强，使供电压力减轻UPS80kVAUPS80kVAUPS80kVA负载80kW