UPS输出功率因素
UPS电源电池计算
UPS电源电池计算这里面就看下Ups常用的两种计算方法。
一、恒电流法1、计算蓄电池的最大放电电流值：I最大=PcOSφ/（n*E临界*N）注：P÷UPS电源的标称输出功率cosφfUPS电源的输出功率因数F］玲UPS逆变器的效率，一般为0.88~0.96（根据具体型号\功率取值）E临界玲蓄电池组的临界放电电压（12V电池约为10.5V,2V电池约为1.75V）N玲每组电池的数量2、根据所选的蓄电池组的后备时间，查出所需的电池组的放电速率值C,然后根据：电池组的标称容量=I最大/C算出电池的标称容量。
举例型号：三进三出高频系列IooKVA,输出功率因数Cosφ:0.8直流电压：480V（电池低压保护：420V）效率：93%后备时间：2小时，每一电池组额定节数N:40节。
电流法I最大二PCoSφ/（n*E临界*N）=100*1000*0.8/0.93*10.5*40=204.8A电池组的标称容量AH=I最大/C=204.8/0.42=487.6AH（C值取至于蓄电池的放电时间与放电速率C对应表,0.42对应的是2h,可以查看上表）因此，电池组的标称容量AH487.6AH,需要选用12V1OOAH40节并联5组。
二、恒功率法根据蓄电池功率可以准确地选出蓄电池的型号，首先计算在后备时间内，每个电池至少向UPS提供的恒功率。
恒功率法计算公式如下：电池组提供的功率W=UPS的负载KVAX功率因数/逆变器的效率需要每节电池提供的功率=电池组提供的功率W/每组电池额定节数即：W={P(VA)×1OOO×cos0}/(η×N)其中：W-一电池组提供的功率P--UPS额定功率COS0-功率因数0--UPS满载时逆变器效率N—・UPS每电池组额定节数举例台达NT系列80KVAUPS后备时间30min,选用DCF126-12系列电池。
计算电池容量台达NT80KVAUPS直流终止电压为3OOV及U临界=3OOV,直流电压为348V电池组选用29只12V电池,故N=29,n=6,U终压=175vUPS的功率因子Pf=0.8,逆变器转换效率n=0∙95,DCF126-12系列电池放电30min终止电压1.75V/CE11是放电速率？=0.98(以上数据均应用台达UPSDCF126电池性能技术参数)恒功率法P(W)={P(VA)*Pf}∕η={80*1000*0.8}∕0.95=67368.4(W)Pnc=P(W)/(N*n)=67368.4/(29*6)=387.2(W)查台达DCF126-12系列电池恒功率表可知DCF126-12/120电池终止电压为1.75v时放电30min电池提供功率为217W（数据是引用上面台达DCF126电池型录恒功率放电特性表）。
UPS空开、线缆对应表
UPS空开、线缆、对应表一、UPS空开、电缆配置1、高频UPS1-1、输入、输出、电池电流计算方法1-1-1、输入电流计算方法UPS标称功率（VA）×输出功率因数输入电流（A）＝输入临界电压(V)×整机效率×输入功率因数×SS：三相UPS=3，单相UPS=1已知：1),已知：1),整S：三相220×3例2：已知：UPS功率：6KVA，输出电压：220V，S=1计算结果如下：6000输出电流（A）＝=27220×11-1-3、电池逆变电流计算方法UPS标称功率（VA）×输出功率因数电池逆变电流（A）＝电池临界电压(V)×逆变效率例1：已知：UPS功率：100KVA，输出功率因数：0.8，电池临界电压：420V，逆变效率：0.95 计算结果如下：100000×0.8电池逆变电流（A）＝=200420×0.951-1-4、电缆大小计算方法交流电流一般按3-5A计算，直流电流一般按2-4A计算；●实际电缆线径不得小于表中线径；页眉内容●电缆的截面积是按铜芯电缆计算的(如果用铝芯电缆则需增加30%)同时考虑了温度的上升以及最多15米(交流回路)或10米(直流回路)的线路压降。
如果线路更长，则要选用截面积更大的电缆(具体可向技术支持部咨询)，以保证线路的压降低于3%(交流)或1%(直流)；●300KVA及以上功率UPS，电池线需采用2-3根并联。
1-2-3、电池空开接线图1-3、三进三出高频系列（40节480VDC）1-3-1、（30-120KVA）空开配置●实际电缆线径不得小于表中线径；●电缆的截面积是按铜芯电缆计算的(如果用铝芯电缆则需增加30%)同时考虑了温度的上升以及最多15米(交流回路)或10米(直流回路)的线路压降。
如果线路更长，则要选用截面积更大的电缆(具体可向技术支持部咨询)，以保证线路的压降低于3%(交流)或1%(直流)。
UPS容量、电池、线缆及空开计算公式
一、UPS容量计算
1 设备总负载功率(W)
2
在线式UPS功率因子(输出功 率因数)
3 UPS容量冗余(20%-30%)
4 UPS实际容量（VA）
5 根据厂家选配UPS主机(VA)
二、电池容量计算
在线式UPS功率因子(输出功
率因数)
根据厂家选配UPS主机(VA)
1 后备时间（H）
2 UPS启动电压（V）
UPS启动电压（V）
空开大小
3 107.66
60000 220 3
90.91
5 4 160 152 200 32.00 30.4 50
0.8 60000
380
91.16
其中：S：三相UPS=3，单相 UPS=1
相电压是220V，线电压是380V 其中：S：三相UPS=3，单相 UPS=1
交流电流一般按3-5A/mm2计算 直流电流一般按2-4A/mm2计算
UPS输入电流的计算方法 UPS标称功率（VA） 输出功率因数
输入临界电压（V）
整机效率
输入功率因素
值 35000
0.9 120% 46666.67 60000
0.9 60000
3 384 520.83
100
5 12 32.00 160.00
60000.00 0.9
0.93
10.5 40 138.25 2 0.42 329.家电池大小(AH)
5 选用电池组数(柜) 6 单节电池电压(V) 7 节数/组 8 电池总节数
三、电池的最大放电电流计 算 P→UPS电源的标称输出功率 cosф→UPS电源的输出功率 因数
η →UPS逆变器的效率
E临界→蓄电池组的临界放 电电压
ups电源 计算公式
UPS电源的计算公式是UPS容量（VA或kVA）= 设备总功率（W或kW）/ UPS 输出功率因数。
其中，设备总功率指的是需要接入UPS保护的所有设备的功率之和，单位为瓦特(W)或千瓦(kW)。
而UPS输出功率因数通常为0.7或0.8，取决于具体产品的设计参数。
例如，如果某企业需要保护总功率为2,400瓦特的设备，则所需的UPS容量为：UPS容量= 2,400 / 0.8 = 3,000 VA（即3 kVA）。
需要注意的是，UPS容量的选择不仅要考虑设备的总功率，还要根据实际应用场景考虑负载的稳定性、可靠性、安全性等方面的因素，以确保UPS能够满足负载设备的电力需求。
关于UPS输出功率因素
关于UPS“输出功率因数”的探讨2010-10-20 10:08出处：机房360作者：佚名【我要评论】 [导读]有一种错误的解读，认为 "UPS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。
第 1 页几个需要澄清的概念第 2 页关于"高频机"ups的负载功率因数1几个需要澄清的概念在ups市场推广中，常有一些习惯性的不规范的技术用语，有些说法很容易引起用户的误解，更有甚者，还会在市场营销活动中将其变为不正当竞争的手段，因此有必要予以澄清。
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"输出功率因数"与"负载功率因数"对于电源系统来说，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。
UPS功率选择与电池容量的计算
UPS功率选择与电池容量的计算
1、UPS功率的选择
设备额定功率为40KW的设备，UPS的功率计算
40KW*1.2(功率冗余)/0.9(UPS功率因数)=53.33KW。
所以至少选用标称功率60KVA的UPS。
2、电池容量的选择
设备额定功率为40KW的设备，需要UPS断电运行2小时，电池容量计算根据以上题目得出需选用60KVA功率的UPS,此功率UPS一般用32节12V电池为一组，电池输出电压为384V。
则计算电池的容量为40000KW（设备功率）*1.2(功率冗余)*2（小时）/0.9（UPS功率因数）*384V（电池电压）=277.8AH（32块电池为一组时，单块电池需要的容量）
因此需选用容量为300AH电池32块，选用容量为100AH的蓄电池时3块100AH电池组成一组才能满足容量要求，即12V100AH电池3*32块，共96块。
UPS容量及时间算法
〈〈机房UPS容量/电池后备时间快速计算方法》1、快速估算机房IT设备功率：知道机柜数量，以1个机柜负载3〜5KW计算IT设备总功率；2、普通PC功率约200W,苹果机约300W，服务器约300W~600肌其它请查阅设备说明书；3、设计UPS时，计算出UPS容量后，配置UPS数量推荐采用N+1冗余部署；4、电池计算，最快捷的方法可以查UPS厂家的电池配置表，简单快捷；想了解具体算法请参阅本文；1UPS容量快速计算方法计算公式：UPS容量KVA=负载功率KW!功率因数!0.7;1、负载功率KW：需要带载IT设备的负载功率，一般用KW表示（如10KW）2、UPS容量KVA：UPS容量一般用KVA表示（如10KVA,UPS容量KVA*功率因数=KW,一般情况下KVA冰W，只有当功率因素为1时，KVA二KW）3、UPS最大带载功率KW=UPS容量KVAX功率因数（功率因数一般在0.8〜1之间，查UPS参数表可得，一般取0.8）4、配置UPS时，建议UPS所带的负载功率（KW）约为UPS最大带载功率（KW）的70%为佳；计算示例：以10KW负载为例，计算所需要UPS容量步骤如下：第一步：套用公式，UPS容量KVA=10KW!0.8・0.7=17.85KVA;第二步：选用合适的UPS，根据以上结果实际可选用20KVA的UPS满足要求；2UPS电池容量的快速计算方法电池计算方法一计算所需电池安时数（AH）（此方法简单快捷，一般的估算，采用此方法即可）计算公式：电池安时数（AH）=UPS标称功率（VA）x功率因素、延时时长（小时数）！逆变器启动电压（电池组电压）!逆变器效率；1、功率因数一般取0.8；2、逆变器效率一般取0.9；3、逆变器启动电压（电池组电压）根据不同型号UPS而不同（查UPS参数可得）计算示例：以3000VAUPS延时4小时为例，计算步骤如下：每一步：查UPS参数，得UPS逆变器启动电压（电池组电压）：U=96V，选用电池额定电压：U1=12V，得出每组电池数量：N=U・U1=96V・12=8节/组；第二步：套用公式，电池安时数（AH）=3000VA X0.8X4小时！96V・0.9=111AH;第三步：选用合适的电池，以上结果得出需要111AH的蓄电池才能满足4小时的供电，但是常规蓄电池一般没有容量为111AH的，且需要8节/1组，我们可以选择2组（16节）65AH的蓄电池并联进行酉己置，其延时时间为:65AHx2!3000VA・0.8x96Vx0.9=4.68小时；注：以上算出的电池安时数（AH）也常理解为：电池放出容量；如果电池放电效率不为1,参照以下公式换算出电池标称容量，再选电池。
UPS功率因数及负载性质
UPS 功率因数及负载性质UPS 是针对计算机、通讯设备、控制系统等精密设备而设计制造的可靠电源系统,适用于0中断要求场合的应用。
使用UPS 供电时需要注意负载性质是否匹配,另外，有些负载是不可以使用UPS 供电的。
以下首先介绍几个基本概念。
一、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数及峰值因子的概念1. 有功功率：可以转化成其他形式能量（热、光、动能）的能量。
以P 来表示，单位为W 。
一般来说，有功功率是相对于纯阻性负载来说的。
2. 无功功率：功率从能量源传递到负载并能反映功率交换情况的功率就是无功功率。
以Q 来表示，单位为Var 。
它的产生是由于感性负载、容性负载、以及电压和电流的失真。
这种功率可导致额外的电流损失。
3. 视在功率：有功功率和无功功率的几何之和（即平方和的均方根），它用来表示电气设备的容量。
以S 来表示，单位为VA 。
4. 功率因数：正弦交流电压与电流的相位差称为功率因数角，以Φ来表示，没有单位，而这个功率因数角的余弦值称为功率因数。
它决定于电路元件参数和工作频率，纯电阻电路的功率因数为1，纯电感电容电路的功率因数为0 。
功率因数cosine Φ=P/S 。
5.峰值因数：如右图所示，蓝色正弦波为电压波形，红色为电流波形。
峰值因数是指电流瞬时值的峰值与其有效值的比值。
它用来描述冲击电流。
如果供电设备的峰值因数越高，表明设备抗冲击能力越强。
通常UPS 的峰值因数为3：1，适合电脑等非线性负载在正常工作中的峰值因数要求。
但当冲击较大时，UPS 等供电设备的电流容量乘于 3 后还不足以满足负载的瞬间电流要求。
在这种情况下需要考虑增加供电设备的容量，从而提高电流提供能力。
通常计算机负载在开机时会产生超出平常多倍的大冲击电流。
通常超过量时需要考虑负载波动及冲击余量，适当增大量为：UPS 的峰值因数提供能力，因此在选择UPS 容UPS 容量以抵御负载的波动，选择UPS 容量余UPS 容量（VA 数）：计算机负载容量（VA 数） = 1 ：0.7而对于某些特殊负载而言，在起动或工作过程中会产生很强的冲击电流，负载容量瞬间升高数倍（有时高达 6 倍）。
UPS基本常识
常闭触点接通。这样市电电源直接送到负载上。
2）当市电电源垢电压处在150－175V之间时，开关K0断开的同时，升压绕组输入端的开关K1闭合对 市电进行一定的升压处理后经转换开关送到负载。 3）当市电电源垢电压处在264－276V之间时，开关K2闭合，开关K0、K1断开，市电经抽头变压器上 的降压绕组降压处理后经转换开关送到负载。 4）只有当市电输入电压低于150V或高于276V时，电池放电经如图2所示的红色线路逆变输出纯净的 正弦波电源给负载。
RC Vi R1
R2 B C E Vi R1 R2 G
RD D S
(a)晶体管驱动电路
•(b) MOS管驱动电路
1. (c) IGBT管驱动电 路
UPS功率驱动器件
1)晶体管（电流控制型功率管）击穿电压：V(BR)CE
晶体管的基极开路的条件下，测试到的集电极C与发射极E之间所能承受的最大电压 值。当UPS中的晶休管被击穿损坏时，一般只会导致它的集电极-发射极被短路或开路。很 少发生因集电极-发射极被击穿而导致R1或R2耦合电阻被损坏的事故。更换时，即使在晶 体管的集电极仍残留一些电压，并不会造成新晶体管被损坏。
三.双变换在线式（On line）UPS电源
2.逆变器（续）
目前几乎所有UPS的逆变器，特别是大、中功率UPS基本上采用
脉宽调制（PWM）技术，结构如图5所示。在控制电路中，利用高
频三角波作为载波，对标准正弦波进行脉宽调制，产生脉宽随正弦 波幅度而相应变化 的高频脉冲序列，驱动功率开关管Q1～Q4，推
三、双变换在线式（On line）UPS电源
1.整流器
最基本的结构是采用全桥整流方式，包括单相和三相整流，输入交流电源经可控硅（或 二极管）整流后，由电感和电容构成的滤波回路进行滤波获得平滑直流电源，同时也滤除了
UPS有两个功率因数值输入功率因数和输出功率因数输入功率因数
的能力及对电网影响的程度；输出功率因数表示ＵＰＳ对非线性负载的适应能力。
当然，对输入功率因数的要求是越高越好，而ＵＰＳ的输出功率因数却不一定越大越好，现就这个问题进行讨论。
１基本概念·视在功率：即交流电压和交流电流的乘积。
ＵＰＳ说明书上的功率伏安值就是指ＵＰＳ的额定输出电压和额定输出电流的乘积，用公式表示为：Ｓ＝ＵＩ式中，Ｓ是ＵＰＳ的额定输出功率，单位是ＶＡ（伏安）；Ｕ是ＵＰＳ的额定输出电压，单位是Ｖ如２２０Ｖ３８０Ｖ等；Ｉ是ＵＰＳ的额定输出电流，单位是Ａ。
视在功率包括两部分：有功功率（Ｐ）和无功功率（Ｑ）。
·有功功率是指直接做功的部分。
比如使灯发亮，使电机转动，使电子电路工作等。
因为这个功率做功后都变成了热量，可以直接被人们感觉到，所以有些人就产生一个错觉，即把有功功率当成了视在功率，孰不知有功功率只是视在功率的一部分，用式表示：Ｐ＝Ｓｃｏｓθ ＝ＵＩｃｏｓθ ＝ＵＩ·Ｆ式中，Ｐ是有功功率，单位是Ｗ（瓦）；Ｆ＝ｃｏｓθ 被称为功率因数，而θ是在非线性负载时电压电流不同相时的相位差。
功率因数表征着ＵＰＳ输出有功功率的能力。
·无功功率是储藏在电路中但不直接做功的那部分功率，用式表示：Ｑ＝Ｓｓｉｎθ ＝ＵＩｓｉｎθ 式中，Ｑ为无功功率，单位是ｖａｒ（乏）。
对于计算机和其它一切靠直流电压工作的电子电路，离开无功功率是根本无法工作的。
一般用户都认为计算机之类的设备只需要有功功率，而不需要无功功率。
既然无功功率不做功，要它何用！于是他们当然就认为功率因数为１的电源最好。
因为它能给出最大输出功率，当然也就认为ＵＰＳ输出功率因数小了就不好。
然而，实际情况并非如此。
假如有一台计算机，当交流市电输入后进行整流，就得到图１中ＵＤＣ的脉动直流电压，若不将脉动电压进行任何加工，就直接提供给计算机电路，毫无疑问，电路根本无法正常工作。
虽然这时计算机的功率因数接近于１，可这又有何用呢。
UPS空开、线缆、蓄电池配置讲解
UPS空开、线缆、电池配置表北京奇捷恒泰科技有限公司目录一、UPS空开、电缆配置 (3)1、高频UPS (3)1-1、输入、输出、电池电流计算方法 (3)1-1-1、输入电流计算方法 (3)1-1-2、输出电流计算方法 (3)1-1-3、电池逆变电流计算方法 (4)1-1-4、电缆大小计算方法 (4)1-2、三进三出高频系列（50节600VDC） (5)1-2-1、160-600KV A）空开配置 (5)1-2-2、（160-600KV A）电缆配置 (5)1-2-3、电池空开接线图 (6)1-3、三进三出高频系列（40节480VDC） (7)1-3-1、（30-120KV A）空开配置 (7)1-3-2、（30-120KV A）电缆配置 (7)1-3-3、电池空开接线图 (8)1-4、三进三出高频系列（32节±192VDC ） (9)1-4-1、（10-60KV A）空开配置 (9)1-4-2、（10-60KV A）电缆配置 (9)1-4-3、电池空开接线图 (10)1-5、单进单出高频系列 (11)1-5-1、（6-20KV A）空开配置 (11)1-5-2、（6-20KV A）电缆配置 (11)1-5-3、电池空开接线图 (11)2、工频UPS (12)2-1、输入、输出、电池电流计算方法 (12)2-1-1、输入电流计算方法 (12)2-1-2、输出电流计算方法 (12)2-1-3、电池逆变电流计算方法 (12)2-1-4、电缆大小计算方法 (13)2-2、三进三出工频系列（29节348VDC） (14)2-2-1、（10-400KV A）空开配置 (14)2-2-2、（10-400KV A）电缆配置 (14)2-2-3、电池空开接线图 (15)2-3、三进三出工频系列（30节360VDC） (16)2-3-1、（10-60KV A）空开配置 (16)2-3-2、（10-60KV A）电缆配置 (16)2-3-3、电池空开接线图 (16)2-4、单进单出工频系列 (17)2-4-1、（4-40KV A）空开配置 (17)2-4-2、（4-40KV A）电缆配置 (17)2-4-3、电池空开接线图 (18)2-5、三进单出系列 (19)2-5-1、（4-40KV A）空开配置 (19)2-5-2、（4-40KV A）电缆配置 (19)2-5-3、电池空开接线图 (20)2-6、单进单出系列 (21)2-6-1、（1-30KV A）空开配置 (21)2-6-2、（1-30KV A）电缆配置 (21)2-6-3、电池空开接线图 (22)3、模块化UPS (23)3-1、输入、输出、电池电流计算方法 (23)3-1-1、输入电流计算方法 (23)3-1-2、输出电流计算方法 (23)3-1-3、电池逆变电流计算方法 (23)3-1-4、电缆大小计算方法 (24)3-2、模块化系列 (25)3-2-1、（10-200KV A）空开配置 (25)3-2-2、（10-200KV A）电缆配置 (25)3-2-3、电池空开接线图 (26)二、UPS电池配置 (27)1、电池配置计算方法 (27)1-1、电流法 (27)1-2、恒功率法 (27)1-3、举例说明 (28)1-4、UPS电池延时配置表 (30)一、UPS空开、电缆配置1、高频UPS1-1、输入、输出、电池电流计算方法1-1-1、输入电流计算方法UPS标称功率（VA）×输出功率因数输入电流（A）＝输入临界电压(V)×整机效率×输入功率因数×SS：三相UPS=3，单相UPS=1例1：已知： UPS功率：100KVA，输入临界电压：176V，输入功率因数：0.99(高频机都可以近似取1),整机效率：0.95，S=3，输出功率因数：0.8计算结果如下：100000×0.8输入电流（A）＝ =160176×0.95×3例2：已知： UPS功率：6KVA，输入临界电压：176V，输入功率因数：0.99(高频机都可以近似取1),整机效率：0.90，S=1，输出功率因数：0.7计算结果如下：6000×0.8输入电流（A）＝ =30176×0.9×11-1-2、输出电流计算方法UPS标称功率输出电流（A）＝输出电压×SS：三相UPS=3，单相UPS=1例1：已知： UPS功率：100KVA，输出电压：220V，S=3。
ups和eps的区别
ups和eps的区别
1.按输出区分UPS和EPS
UPS的供电对象主要是计算机和网络设备，负载性质较低，目前规定UPS输出的功率因数为0.8。
而EPS主要用于电源应急保障，通常负载性质为电感性或电容性。
有些负载是要求断电后才投入使用，全部EPS必需能供应很大的冲击电流，通常要求在120%负荷的状况下能持续供电10分钟以上。
UPS的额定容量以KVA为单位，EPS的额定容量以KW为单位。
2.UPS和EPS的功能区分
EPS和UPS都具备市电旁路和逆变电路，但是EPS只具有持续供电功能，对逆变切换时间要求不高，目前大部分EPS还具备蓄电池单体检测功能。
EPS在市电中断后才进行逆变输出，电脑利用率高。
而UPS一般强调其三大功能：对市电进行稳频和稳压处理；对切换时间要求极高的设备供电；净化市电。
日常着重整流和逆变的双变换电路供电，电能利用率不高。
但是UPS不仅仅是在断电时逆变供电，还可以在市电消失电压偏差大、浪涌等特别状况时供应稳定的电力输出，这是EPS所不具备的。
3.UPS和EPS在应用范围的不同
EPS主要用于消防类负荷以及一些对切换时间要求不高，但需要持续供电的设备。
UPS主要用于计算机、数字信息系统等对供电质量要求较高的负
载。
UPS主要参数
Pf=0.5 lead, upper limit reduced kVA, reduced kW
0.373
Pf=0.906 lead reduced kVA, rated kW
kW
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0.227 35
Pf=1 reduced kVA, rated kW
rated kW limit
kVAR leading
Safe operating area limit can be exceeded for transient loads as described in “Technical Specification of Paradigm 400
30~120kVA” V1.4
Leading Pf de-rate profile
输入电压范围宽可减小电池放电机会，延长电池寿命。
2、旁路允许电压范围：典型10％以内
为确保能执行安全的逆变⇌旁路切换操作
2
Emerson Confidential
主要参数：输入特性
3、输入功率因数：
6脉冲可控硅整流：0.8滞后（满载） 6脉冲＋5次谐波滤波器:0.93滞后（满载） 12脉冲可控硅整流:0.85滞后（满载） 12脉冲＋11次谐波滤波器:0.85滞后（满载） 带PFC的IGBT整流:0.99滞后（满载） 功率因数低，输入无功功率大，谐波电流污染电网，影响干扰其它设备。 可控硅整流的可靠性最高,带PFC的IGBT整流器的可靠性最低。
UPS系列培训
UPS主要参数
主要参数：输入特性
1、主路输入电压范围：
采用可控硅整流器设计的UPS为－15％，＋10％（满载且不允许出现 任何形式的电池放电现象）；采用脉宽调制IGBT型整流器设计的UPS 的典型值为-20%，+25% （满载且不允许出现任何形式的电池放电现 象),在-45%－-20%以内降额使用
UPS输出功率因数的评价及测试方法
做为现代通信系统及计算机网络主要供电设备的不间断电源UPS其输出电气指标共有十余项,本文就输出功率因数(PF)一项指标进行较详细的讨论,并介绍此项指标的测试方法。
UPS的输出功率因数是多数用户较为关照的技术指标之一,因为UPS输出功率因数的高、低将直接影响对各种负载(如感性、容性及整流非线性负载)的驱动能力。
交流供电设备的输出容量是以伏安(VA)为单位来表示的。
即供电设备的输出交流电压的有效值与电流有效值的乘积，也就是我们所说的视在功率PS。
UPS的输出容量是以视在功率VA来表示的。
所有的UPS在标明输出容量的同时还标明了输出功率因数。
目前国内市场上销售的进口或国产UPS的输出功率因数一般在0.6～0.8之间。
对UPS输出功率因数的理解和评价在一些用户和UPS销售商中存在一些不全面的理解和不恰当的评价。
一些UPS用户或销售人员认为输出容量PS与功率因数PF的乘积就是UPS的实际输出功率或称输出有功功率P，即P＝PS×PF。
这样理解和解释输出功率因数虽然没有错误，但还很不全面。
忽视了UPS输出能力的另一方面即无功功率PQ的输出能力。
先代计算机网络系统及自动化控制系统中的大部分交流用电负载为非线性负载，其中以整流非线性负载居首位，在自动化控制系统中也常有具有铁芯的感性非线性负载，如变压器、交流电动机等。
这些用电负载正常工作时不仅需要有功功率P，而且还须要UPS在输出电压波形无明显失真状态下能提供负载必须的无功功率PQ才能确保用电负载正常工作。
UPS对负载所提供的无功功率PQ是由除基波电流以外的各次谐波电流提供的。
每个交流用电负载视其阻抗特性的不同功率因数的表达方式也不相同，功率因数有两种表达方式即相移功率因数cosφ和失真功率因数PFD。
相移功率因数一般产生在线性负载上，如容性或无铁芯电感负载等。
由于负载上正弦电压与正弦电流的相位不同而产生了相移功率因数，相位角φ的余弦值即为相移功率因数。
UPS电池续航时间简易计算
cosφ为负
载功率因
数，0.8
UPS电池容量近似计算
放电电流（A）＝额定容量功率(W)/（电池组的标称电压(V)×逆变效率）
6为6个单体电池组成12V电池
电池容量（AH）＝放电电流(A)×电池备用时间(H)/放电系数
注：放电系数根据不同厂家的性能在0.65～0.85之间选择，冠军电池选0.7。
电池备用时间(H)＝电池容量(AH)*放电系数*(电池组的标称电压(V)*逆变效率)/(额定容量(KVA)*功率因数
电池备用时间(H)＝电池容量(AH)*放电系数*(电池组的标称电压(V)*逆变效率)/额定容量功率(W)恒功率放电总功率（W）＝额定容量功率(W)/（电池组的数量(V)×效率）
即：恒功率放电总功率（W）＝Pcosφ/(Kη6N)
p为UPS输出功率，单位KVA;
UPS电池延时时间近似计算
电池备用时间(H)＝电池容量（AH）*放电系数/放电电流(A)
η为逆变器效率，0.9
N为每组l2V电池只数，N=32或其他
K为电池放电效率(可取0.95)。
UPS功率因数
UPS功率因数
一般说，输入功率因数的提高对输入电网有利，因为它减小了对电网的干扰。
对UPS来说，好处不明显。
因为UPS 需要多少功率仍是按照自已的方式和要求吸取,大概这也是一般UPS不急于解决这个问题的另一个原因。
另一方面，UPS的输出功率因数尽管上限做到“1”，但电脑类负载中的PWM电源由于其输入功率因数未进行校正，故仍按照本身的需要向UPS索取能量。
比如吸收0.6的有功功率（W）和0.8的无功功率（V AR）。
只要UPS能适应这个负载，那么对F=1的线性负载就更没问题。
５结语
（１）UPS的输出功率因数是表示适应不同性质负载的能力，而不单是提供有功功率的百分比。
UPS输出功率因数为0.8的含义是：当负载功率因数为0.8时，就可以获得100%的UPS额定功率；当负载功率因数为0.6时，上述ＵＰＳ的输出功率就会大打折扣。
（２）输出功率因数Ｆ＝１时只能给出８０％额定输出的有功功率；Ｆ＝０．８时才可输出１００％的额定功率而且功率因数Ｆ越小，输出的视在功率的ＶＡ值就越大，Ｆ＝０．０时较大。
（３）小功率因数包含着大功率因数的功能，而不是相反。
（４）计算机功率的计算一般应是：
Ｓ＝∑Ｐｉ／０．６５ｉ＝１～ｎ式中，Ｓ是ｎ台电脑的总视在功率ＶＡ值；Ｐｉ是１台电脑的有功功率Ｗ值；０．６５是电脑功率因数为０．６～０．７时的平均值。
如果电脑资料上标的就是视在功率ＶＡ值那么就去掉分母中的０．６５直接相加即可。
（５）ＵＰＳ的输出功率因数大小随负载性质而变，并不是ＵＰＳ要给负载输出什么性质的功率，而是负载需要什么性质的功率。
ＵＰＳ应该适应负载，而不是负载去适应ＵＰＳ。
UPS有两个功率因数值输入功率因数和输出功率因数输入功率因数
的能力及对电网影响的程度；输出功率因数表示ＵＰＳ对非线性负载的适应能力。
当然，对输入功率因数的要求是越高越好，而ＵＰＳ的输出功率因数却不一定越大越好，现就这个问题进行讨论。
１基本概念·视在功率：即交流电压和交流电流的乘积。
ＵＰＳ说明书上的功率伏安值就是指ＵＰＳ的额定输出电压和额定输出电流的乘积，用公式表示为：Ｓ＝ＵＩ式中，Ｓ是ＵＰＳ的额定输出功率，单位是ＶＡ（伏安）；Ｕ是ＵＰＳ的额定输出电压，单位是Ｖ如２２０Ｖ３８０Ｖ等；Ｉ是ＵＰＳ的额定输出电流，单位是Ａ。
视在功率包括两部分：有功功率（Ｐ）和无功功率（Ｑ）。
·有功功率是指直接做功的部分。
比如使灯发亮，使电机转动，使电子电路工作等。
因为这个功率做功后都变成了热量，可以直接被人们感觉到，所以有些人就产生一个错觉，即把有功功率当成了视在功率，孰不知有功功率只是视在功率的一部分，用式表示：Ｐ＝Ｓｃｏｓθ ＝ＵＩｃｏｓθ ＝ＵＩ·Ｆ式中，Ｐ是有功功率，单位是Ｗ（瓦）；Ｆ＝ｃｏｓθ 被称为功率因数，而θ是在非线性负载时电压电流不同相时的相位差。
功率因数表征着ＵＰＳ输出有功功率的能力。
·无功功率是储藏在电路中但不直接做功的那部分功率，用式表示：Ｑ＝Ｓｓｉｎθ ＝ＵＩｓｉｎθ 式中，Ｑ为无功功率，单位是ｖａｒ（乏）。
对于计算机和其它一切靠直流电压工作的电子电路，离开无功功率是根本无法工作的。
一般用户都认为计算机之类的设备只需要有功功率，而不需要无功功率。
既然无功功率不做功，要它何用！于是他们当然就认为功率因数为１的电源最好。
因为它能给出最大输出功率，当然也就认为ＵＰＳ输出功率因数小了就不好。
然而，实际情况并非如此。
假如有一台计算机，当交流市电输入后进行整流，就得到图１中ＵＤＣ的脉动直流电压，若不将脉动电压进行任何加工，就直接提供给计算机电路，毫无疑问，电路根本无法正常工作。
虽然这时计算机的功率因数接近于１，可这又有何用呢。
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UPS输出功率因素（UPS限定的最佳负载功率因素）
UPS输出功率因素的大小是由负载性质决定的。
负载正常运行时不但要从UPS吸收有功功率，还要吸收无功功率。
例如计算机类型的负载，其功率因素的典型值是~。
负载功率因素低时,所吸收的无功功率就大,这就会增大UPS逆变器的工作难度,增大损耗,影响其可靠性。
由于UPS输出能力的局限性,它不可能满足任意性质负载的要求,而只是约定以计算机类负载的输入功率因素做为其电路设计时限定的最佳输出功率因素指标,一般在左右。
当负载的功率因素大于或者小于UPS电路设计时限定的最佳输出功率因素时,UPS就没有能力输出最大额定功率。
UPS的输出功率因素表征UPS对付非线性负载的能力,因此被列为UPS的一项重要输出能力指标。
输出功率因素越低,则带非线性负载的能力就越强,若UPS 的输出功率因素做到超前~+滞后,那么这台UPS就可带任何性质的负载,因为~+的功率因素包括了0~1功率因素任何性质的负载,比如100KVA的UPS输出功率因素为超前~滞后,它的含义就是:当负载功率因素为时,该UPS最大可输出60KW的有功功率和80KVAR的无功功率;当负载功率因素为时,该UPS最大可输出90KW 的有功功率和43KVAR的无功功率。
有的人认为功率因素和的UPS是一样的,这是错误的,比如对100KVA的UPS来说,功率因素为的UPS可给出无功功率,而输出功率因素为的UPS,可给出的无功功率为60KVAR.在带计算机这样的负载时就显出优劣来了。
举个例子来说:“奔腾133PC+15”显示器的功耗为170VA,其功率因素范围为~,以功率因素为计算,那么,每台机器需要的有功功率为P=170*=119W,无功功率Q=170*√=,于是两种输出功率因素的UPS所能提供的无功功率的差被Q 除就得(台)。
也就是说:功率因素为的100KVA的UPS比功率因素为的同容量的UPS多带90多台显示器系统。
简单地讲,当UPS限定的最佳负载功率因素被确定后,如果负载的实际功率因素小于UPS限定的最佳功率因素时,UPS就满足不了负载的无功功率要求,它的实际带载能力由它的最大的无功功率的输出能力决定;如果负载的实际功率因素大于UPS的最佳负载功率因素时,UPS就满足不了负载的有功功率要求,它的实际带载能力由它最大的有功功率输出能力决定。
在这两种情况下都必须降容使用。
UPS的实际工作容量与负载功率因素的关系表示在表1~3中。
100KVA UPS输出的最大的有功功率和无功功率(表1)
100KVA UPS负载需要的有功功率和无功功率(表2)
在不同实际负载功率因素下UPS的输出容量(表3)
在做表3时,遵循了以下两点规定:
1.在负载的功率因素确定后,它所要吸收的有功功率和无功功率的比例是固定不变的,也就是说,当UPS给出的有功功率(或无功功率)不能满足负载的有功功率(或无功功率)的要求时,负载实际吸收的无功功率(或有功功率)也会按功率因素比例关系下降的。
2.在UPS确定了最佳负载功率因素后,即确定了它的输出最大有功功率
和无功功率,而其实际输出的有功功率和无功功率的比例关系则由负载功率因素确定,而不是由UPS确定的最佳负载功率因素确定。
从表3可以得出以下几点结论:
1.只有负载的实际功率因素与UPS限定的最佳负载功率因素相同时,UPS的输出功率才能达到100%。
2.负载的实际功率因素大于UPS限定的最佳负载功率因素时,传输给负载的有功功率受到限制(达到最大值),因负载功率因素是固定不变的,所以UPS的输出的无功功率也要下降,结果使UPS输出的总容量下降,即降额使用。
反之, 当负载的实际功率因素小于UPS限定的最佳负载功率因素时,传输给负载的无功功率受到限制(达到最大值),因负载功率因素是固定不变的,所以UPS的输出的有功功率也要下降,结果也是使UPS输出的总容量下降,即降额使用。
如表3中的红色数值即为受限值。
3.当UPS限定的最佳负载功率因素为1时,这是一种理想的特殊情况。
在这种情况下,只有负载功率因素也为1(纯电阻性负载)时,UPS才全额输出;否则当负载功率因素不为1时,它需要一定的无功功率,而UPS又不能给出, 在负载功率因素确定的情况下,没有无功功率输入,自然也就没有有功功率输入,这意味着负载不能正常运行。
在实际配电时,并没有上面的严格限制,因为:
1.大多数UPS功率容量设计有一定的余量,它所限定的最佳负载功率因素实际上是一个范围,而不是一个固定的值;
2.虽然实际负载的功率因素超出了UPS的最佳负载功率因素范围,但是,由于负载量很小,甚至只有UPS额定容量30%~50%,所以功率因素匹配的问题并不突出;
3.当负载容量较大,实际的负载功率因素又超出了UPS限定的最佳负载功率因素范围,系统仍然正常工作,只是此时UPS逆变器的工作状态可能超出设计的正常工作范围,这种情况对UPS逆变器工作的可靠性是极为不利的。
上述文章摘自《UPS高可用供电系统设计与应用》张广明着。