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科士達YDC9106-RT配置方案介紹
做為現代通信系統及計算機網(wǎng)絡(luò )主要供電設備的不間斷電源UPS其輸出電氣指標共有十余項,本文就輸出功率因數(PF)一項指標進(jìn)行較詳細的討論,并介紹此項指標的測試方法。
UPS的輸出功率因數是多數用戶(hù)較為關(guān)照的技術(shù)指標之一，因為UPS輸出功率因數的高、低將直接影響對各種負載(如感性、容性及整流非線(xiàn)性負載)的驅動(dòng)能力。交流供電設備的輸出容量是以伏安(VA)為單位來(lái)表示的。即供電設備的輸出交流電壓的有效值與電流有效值的乘積，也就是我們所說(shuō)的視在功率PS。
UPS的輸出容量是以視在功率VA來(lái)表示的。所有的UPS在標明輸出容量的同時(shí)還標明了輸出功率因數。目前上銷(xiāo)售的進(jìn)口或國產(chǎn)UPS的輸出功率因數一般在～之間。對UPS輸出功率因數的理解和評價(jià)在一些用戶(hù)和UPS銷(xiāo)售商中存在一些不全面的理解和不恰當的評價(jià)。
一些UPS用戶(hù)或銷(xiāo)售人員認為輸出容量PS與功率因數PF的乘積就是UPS的實(shí)際輸出功率或稱(chēng)輸出有功功率P，即P＝PS×PF。這樣理解和解釋輸出功率因數雖然沒(méi)有錯誤，但還很不全面。忽視了UPS輸出能力的另一方面即無(wú)功功率PQ的輸出能力。先代計算機網(wǎng)絡(luò )系統及自動(dòng)化控制系統中的大部分交流用電負載為非線(xiàn)性負載，其中以整流非線(xiàn)性負載居**，在自動(dòng)化控制系統中也常有具有鐵芯的感性非線(xiàn)性負載，如變壓器、交流電動(dòng)機等。這些用電負載正常工作時(shí)不僅需要有功功率P，而且還須要UPS在輸出電壓波形無(wú)明顯失真狀態(tài)下能提供負載必須的無(wú)功功率PQ才能確保用電負載正常工作。UPS對負載所提供的無(wú)功功率PQ是由除基波電流以外的各次諧波電流提供的。
每個(gè)交流用電負載視其阻抗特性的不同功率因數的表達方式也不相同，功率因數有兩種表達方式即相移功率因數cosφ和失真功率因數PFD。
相移功率因數一般產(chǎn)生在線(xiàn)性負載上，如容性或無(wú)鐵芯電感負載等。由于負載上正弦電壓與正弦電流的相位不同而產(chǎn)生了相移功率因數，相位角φ的余弦值即為相移功率因數。如圖1所示。從圖中可看出電壓u與電流I雖然有相位差，但兩者都是正弦波，電流波形中沒(méi)有由于負載所引起的附加諧波電流。
失真功率因數主要產(chǎn)生在二極管整流、可控硅整流和帶有鐵芯的感性非線(xiàn)性負載上。二極管整流及鐵芯感性非線(xiàn)性負載上的相移功率因數一般都比較高，如交流異步電動(dòng)機的相移功率因數一般在左右，二極管整流非線(xiàn)性負載的相移功率因數一般可達8～9。但由于這兩種負載工作時(shí)會(huì )產(chǎn)生較大的諧波電流，如圖2所示。由于負載中有諧波電流而沒(méi)有與之對應的諧波電壓，所以諧波電流在輸入電壓的一個(gè)周期內的平均功率為零，諧波電流只是在UPS輸出端與負載之間進(jìn)行無(wú)功交換。尤其是二極管整流非線(xiàn)性負載產(chǎn)生的諧波電流與基波電流幾乎相等。