一、 有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)及峰值因子的概念
1.有功功率:可以轉(zhuǎn)化成其他形式能量(熱、光、動(dòng)能)的能量。以P來表示,單位為W。一般來說,有功功率是相對(duì)于純阻性負(fù)載來說的。
2.無功功率:功率從能量源傳遞到負(fù)載并能反映功率交換情況的功率就是無功功率。以Q來表示,單位為Var。它的產(chǎn)生是由于感性負(fù)載、容性負(fù)載、以及電壓和電流的失真。這種功率可導(dǎo)致額外的電流損失。
3.視在功率:有功功率和無功功率的幾何之和(即平方和的均方根),它用來表示電氣設(shè)備的容量。以S來表示,單位為VA。
4.功率因數(shù):正弦交流電壓與電流的相位差稱為功率因數(shù)角,以Φ來表示,沒有單位,而這個(gè)功率因數(shù)角的余弦值稱為功率因數(shù)。它決定于電路元件參數(shù)和工作頻率,純電阻電路的功率因數(shù)為1,純電感電容電路的功率因數(shù)為0。功率因數(shù)cosineΦ=P/S。
5.峰值因數(shù):如右圖所示,藍(lán)色正弦波為電壓波形,紅色為電流波形。峰值因數(shù)是指電流瞬時(shí)值的峰值與其有效值的比值。它用來描述沖擊電流。如果供電設(shè)備的峰值因數(shù)越高,表明設(shè)備抗沖擊能力越強(qiáng)。通常UPS的峰值因數(shù)為3:1,適合電腦等非線性負(fù)載在正常工作中的峰值因數(shù)要求。但當(dāng)沖擊較大時(shí),UPS等供電設(shè)備的電流容量乘于3后還不足以滿足負(fù)載的瞬間電流要求。在這種情況下需要考慮增加供電設(shè)備的容量,從而提高電流提供能力。通常計(jì)算機(jī)負(fù)載在開機(jī)時(shí)會(huì)產(chǎn)生超出平常多倍的大沖擊電流。通常超過UPS的峰值因數(shù)提供能力,因此在選擇UPS容量時(shí)需要考慮負(fù)載波動(dòng)及沖擊余量,適當(dāng)增大UPS容量以抵御負(fù)載的波動(dòng),選擇UPS容量余量為:
UPS容量(VA數(shù)):計(jì)算機(jī)負(fù)載容量(VA數(shù)) = 1:0.7
而對(duì)于某些特殊負(fù)載而言,在起動(dòng)或工作過程中會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的沖擊電流,負(fù)載容量瞬間升高數(shù)倍(有時(shí)高達(dá)6倍)。對(duì)于此種負(fù)載應(yīng)在普通容量余量比例基礎(chǔ)上進(jìn)一步加大余量。正確的容量配比對(duì)UPS的正常穩(wěn)定工作及UPS的工作壽命影響很大,經(jīng)常工作在滿載或過載狀態(tài)下的UPS系統(tǒng)故障的機(jī)會(huì)源源高于正確容量配比的UPS電源。