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