UPS正常方式下靜態特性

UPS正常方式下靜態特性包括額定輸出電壓、輸出電壓變化、額定輸出頻率、輸出頻率變化、輸出頻率同步相位誤差(工作方式轉換時)、額定輸出視在功率、輸出電壓總諧波失真(帶線性負載)、輸出電壓總諧波失真(帶基準非線性負載)、單諧波電壓、短路容量、過載能力、負載功率因數的範圍、輸出相數以及輸出電壓不平衡度和最大相角變化。詳細數值見表1。

基本介紹

  • 中文名:UPS正常方式下靜態特性
  • 外文名:The staticcharacteristic of UPSin normal mode
1.額定輸出電壓
我國套用的UPS額定輸出電壓為380V/220VAC。
2.輸出電壓變化
輸出電壓變化是指輸出穩壓精度,雙變換UPS可達1%、2%、3%。
3.額定輸出頻率
我國套用的UPS的額定輸出頻率為50Hz。
4.輸出頻率變化
輸出頻率同步於輸入頻率的UPS,其輸出頻率變化範圍與輸入頻率的變化範圍相同。當輸入頻率的變化超出同步範圍時,UPS的輸出頻率跟蹤內部晶體振盪器。在與市電輸入電源同步的情況下,輸出頻率變化範圍一般為±2Hz、±1Hz、±0.5Hz,可調。
5.輸出頻率同步相位誤差(工作方式轉換時)
工作方式轉換時(例如從儲能方式向正常方式轉換時),輸入電源電壓波形和輸出電壓波形之間的相角會發生變化,這個變化不能超過規定的極限。廠家應說明這個極限。
6.額定輸出視在功率
額定輸出有功功率(帶線性負載時)
額定輸出有功功率(帶基準非線性負載時)
UPS的額定輸出功率是以視在功率(VA、kVA)表示的。其輸出的有功功率是由負載決定的,也就是說實際輸出的有功功率(P)等於負載功率因數(PF)與UPS的額定輸出視在功率(S)的乘積(P=S×PF)。例如100kVA的UPS,當負載功率因數為0.7時,實際輸出有功功率為70kW。如果負載功率因數較大時,UPS輸出的有功功率也就比較大。但是,輸出的有功功率不是任意大,是有限制的。這與UPS本身的設計有關。UPS設備本身也有一個額定輸出功率因數,表示負載的功率因數不能超過這個功率因數,否則UPS就可能過載。由此可見,額定輸出功率因數確定了UPS的額定輸出有功功率。
UPS的額定輸出功率因數設計得較高時,必須有較大容量的硬體支持,例如必須有較大的整流器/充電機,才能提供較大的有功功率,因此成本較高。所以,UPS廠家為了降低成本,均不把額定輸出功率因數設計得太高。另外,如果負載的功率因數不高,把UPS的額定輸出功率因數設計得很高也沒有意義,因為如果滿足低功率因數負載對最大視在功率(VA)要求,就不需要很高的有功功率;如果滿足低功率因數負載對最大有功功率(W)要求,則UPS的視在功率就不能滿足要求,UPS就會過載。
例如,某UPS設備的額定輸出功率為100kVA,額定輸出功率因數為0.9,下面分析此UPS的帶載能力。
根據UPS的指標,它可以輸出90kW有功功率,或100kVA視在功率(在實際套用中這兩個指標均不能超過,否則UPS就過載了)。
此UPS可以滿足負載對90kW要求,如果這個90kW的負載的功率因數為0.9,它需要的視在功率正好為100kVA,視在功率和有功功率均滿足要求且不過載。但是,如果此90kW負載的功率因數為0.7,則它需要的視在功率為128.6kVA(大於100kVA),故UPS設備已過載,所以不能帶90kW,功率因數為0.7的負載。如果負載的功率因數為0.6,此UPS最大只能帶60kW(100kVA),以避免UPS過載。
另一方面,此UPS可用來滿足100kVA視在功率的要求,但是此100kVA的負載的功率因數必須小於0.9,也就是負載的有功功率必須小於90kW,如果此負載的功率因數為0.95,即要求有功功率95kW,則UPS就過載了。故此UPS不能帶100kVA,功率因數為0.95的負載。最大只能帶100kVA,功率因數為0.9的負載(90kW)。或者94.7kVA功率因數為0.95的負載。
由此可見,輸出功率因數較高的UPS,用來帶功率因數低的負載是一個浪費。輸出功率因數較低的UPS,用來帶功率因數高的負載時則不能滿足負載對有功功率的要求。故UPS的額定輸出功率因數與負載的功率因數接近時比較好。
UPS額定輸出功率因數一般是根據現有的負載的實際功率因數決定的,因為UPS的負載(例如早期的個人計算機,伺服器等)的輸入功率因數均比較低(0.6~0.7),所以早期的UPS的輸出功率因數都設計為0.7左右。但近年來,有些伺服器等設備的電源單元(PSU)已配置了功率因數校正電路(PFC),其輸入功率因數已提高到0.9以上,在這種情況下,許多UPS廠家已考慮將UPS的額定輸出功率因數提高。
7.輸出電壓總諧波失真(帶線性負載)
UPS帶線性負載時的輸出電壓的總諧波失真。
8.輸出電壓總諧波失真(帶基準非線性負載)
UPS帶基準非線性負載時的輸出電壓的總諧波失真。根據IEC62040,基準非線性負載是模擬單相穩態整流器/電容器負載的假負載,這個假負載實際上是二極體整流橋,其輸出端連線一個電容和一個電阻。在測試中電阻可以調節以得到UPS額定輸出視在功率。
9.單諧波電壓
輸出電壓中單諧波電壓分量。
10.短路容量
UPS在每種工作方式(正常方式和儲能方式)下,UPS輸出端短路時的最大電流和短路時間。
11.過載能力
UPS在正常方式或儲能方式以及旁路方式下,輸出電流超過其額定電流且能運行一定時間的能力,其輸出電壓保持在其額定範圍內。例如,未轉換到旁路時,110%負載運行10min;轉到旁路時,帶1000%負載運行5ms,或150%負載運行10min。
12.負載功率因數的範圍
允許的負載功率因數的範圍。
13.輸出相數
輸出交流電源的相數,三相或單相。
14.輸出電壓不平衡度和最大相角變化
三相輸出UPS的輸出電壓不平衡度應在對稱負載和不對稱負載下檢查。對於不對稱負載,其中兩相應在相-相或相-中加上額定線性負載,而另一相空載。相-相輸出電壓和相-中輸出電壓的不平衡度一般用電壓不平衡率(%)表示。相角的偏移可以根據電壓計算得出。
表1UPS正常方式下靜態特性數值
額定輸出電壓
220/380,230/400,240/415(Vr.m.s)
輸出電壓變化
±3V(±1.5%)
IEC62040規定的峰值因數
2.5
額定輸出頻率
50Hz(默認)或60Hz
輸出頻率變化(同步時的)
±2(默認),±0.5,或±1Hz(頻率變化率為±0.5Hz)
工作方式轉換時輸出頻率同步相位差
最大8度
額定輸出視在功率
825kVA
額定輸出有功功率(帶線性負載時)
742kW
額定輸出有功功率(帶pf0.7感性/0.9容性線性負載時)
577kW/742kW
電壓總諧波失真(帶線性負載)
2%
電壓總諧波失真(帶非線性負載)
5%
單諧波電壓
見另外的申明
短路容量
2400A,最長300ms
過載能力
無旁路時:
10min>100…110%負載
30sec>110…125%負載
10sec>125…150%負載
旁路時:
連續>100…115%負載
20ms1000%負載
注意!旁路熔斷器可能會限制過載能力
允許的負載功率因數範圍
正常:0.7滯後~0.8超前
輸出相數
三相+中性線
輸出電壓不平衡度(在不平衡負載)
±1.5%
最大相角變化
±2°

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