Faktor Daya UPS: Apa Arti 0,8, 0,9 dan 1,0 untuk kVA dan kW

Beberapa bulan yang lalu, seorang pelanggan bertanya mengapa UPS 100 kVA di ruang servernya terus melaporkan kelebihan beban dan kadang-kadang berpindah ke bypass.

Beban yang terhubung hanya sedikit di atas 80 kW, jadi dia berasumsi UPS tersebut seharusnya cukup besar.

Kami memintanya untuk memeriksa papan nama.

100 kVA / 80 kW

Itu menjelaskan sebagian besar masalahnya.

UPS ini memiliki daya 100 kVA, namun daya aktifnya hanya 80 kW. Dengan lebih dari 80 kW yang tersambung, sistem beroperasi pada atau di atas batas kW terukurnya. Peningkatan kecil pada beban atau lonjakan daya yang singkat sudah cukup untuk memicu kondisi kelebihan beban.

Ini adalah kesalahan umum dalam pemilihan UPS.

Orang-orang mengingat angka 100 kVA atau 120 kVA tetapi sering mengabaikan nilai kW yang tercetak di sebelahnya.

Untuk ukuran UPS, keduanya penting.

Mulailah dengan memisahkan faktor daya yang berbeda

Lembar data UPS mungkin mencantumkan beberapa nilai faktor daya:

• Faktor daya masukan
• Faktor daya keluaran terukur
• Faktor daya beban

Mereka saling berkaitan, namun tidak menggambarkan hal yang sama.

Faktor daya masukan terutama merupakan masalah daya hulu

Faktor daya masukan menggambarkan hubungan antara daya aktif dan daya nyata yang diambil oleh UPS dari pasokan utilitas atau generator.

Sistem UPS konversi ganda modern yang menggunakan penyearah IGBT atau PFC aktif dapat mencapai faktor daya masukan yang mendekati satu dalam kondisi pengoperasian tertentu, dengan distorsi arus yang jauh lebih rendah dibandingkan desain penyearah lama.

Ini penting ketika menentukan ukuran:

• Kabel masukan
• Pemutus hulu
• transformator
• Generator diesel

Untuk desain kelistrikan hulu, UPS dengan nilai kVA saja tidak cukup.

Angka yang lebih berguna biasanya:

Arus Masukan Maksimum

Input UPS harus menyuplai beban yang terhubung, rugi-rugi konversi dan, dalam banyak kasus, pengisian baterai pada saat yang bersamaan.

Hal ini menjadi lebih penting dalam sistem jangka panjang dengan bank baterai yang lebih besar dan arus pengisian yang lebih tinggi.

Untuk ukuran kabel dan pemutus, arus input maksimum yang ditentukan oleh pabrikan biasanya merupakan referensi yang lebih baik daripada perhitungan sederhana yang hanya berdasarkan pada peringkat kVA output UPS.

Apa arti 0.8, 0.9 dan 1.0?

Ketika UPS digambarkan memiliki faktor daya keluaran 0,8, 0,9 atau 1,0, hal ini biasanya merujuk pada hubungan antara nilai kW dan nilai kVA.

Cara sederhana untuk membacanya adalah:

Nilai output PF = Nilai kW ÷ Nilai kVA

Jadi jika pemasok mengatakan:

Ini adalah UPS 100 kVA.

Masih ada satu pertanyaan penting:

Berapa kW nilai dayanya?

UPS 100 kVA / 80 kW dan UPS 100 kVA / 100 kW mungkin memiliki peringkat kVA yang sama, namun kemampuan daya aktifnya sangat berbeda.

Hal ini juga terlihat di seluruh arusUPS frekuensi tinggidesain, dimana rasio kW-terhadap-kVA bergantung pada model spesifik dan bukan pada kategori produk saja.

Apakah UPS frekuensi rendah selalu berarti PF 0,8?

TIDAK.

Banyak sistem berbasis transformator lama diberi peringkat:

100 kVA / 80kW

Belakangan, banyak sistem frekuensi tinggi tanpa transformator dipindahkan ke:

100 kVA / 90 kW

Dan saat ini, desain 100 kVA / 100 kW semakin umum digunakan.

Sejarah itu menciptakan jalan pintas:

UPS frekuensi rendah = 0,8
UPS frekuensi tinggi = 0,9
UPS Modular = 1,0

Ini bukanlah aturan yang dapat diandalkan.

Peringkat daya aktif sebenarnya bergantung pada desain inverter, kemampuan arus semikonduktor, desain termal, dan metode peringkat pabrikan.

Trafo isolasi keluaran tidak secara otomatis membuat UPS PF 0,8. Desain tanpa transformator atau modular juga tidak secara otomatis menjadi PF 1.0.

Saat membandingkanUPS frekuensi rendah, sistem frekuensi tinggi danUPS modular, pendekatan yang paling aman adalah tetap memeriksa nilai kVA dan nilai kW pada lembar data.

Untuk perbandingan yang lebih luas dari dua topologi UPS utama, lihat panduan kamiUPS frekuensi rendah vs. UPS frekuensi tinggi.

Beban juga mempunyai faktor daya tersendiri

UPS memiliki batas kW dan kVA.

Beban juga memiliki kW, kVA dan faktor daya tersendiri.

Misalkan beban sebenarnya adalah:

80 kW pada PF 0,95

Kekuatan nyatanya adalah:

80 0,95 ≈ 84,2 kVA

Jadi bebannya menggunakan:

• Daya aktif 80 kW
• sekitar 84,2 kVA daya semu

Sekarang sambungkan beban tersebut ke UPS 100 kVA / 80 kW.

Pemuatannya kira-kira:

• kW: 100%
• kVA: 84%

UPS belum kehabisan kVA.

Ini telah kehabisan kW.

Berikan beban yang sama pada UPS 100 kVA / 100 kW dan angkanya menjadi:

• kW: 80%
• kVA: 84%

Keduanya tetap berada dalam peringkat UPS.

Oleh karena itu, ukuran UPS tidak boleh hanya didasarkan pada kW atau kVA saja.

Beban harus tetap berada dalam kedua batas tersebut.

Yang mana yang tercapai terlebih dahulu akan menjadi kendala.

Untuk proses pengukuran lengkap, lihat panduan kami dicara mengukur dan memilih UPS industri atau medis.

PF 1.0 tidak berarti beban 100 kW apa pun dapat disambungkan

Ini adalah kesalahpahaman umum lainnya.

Jika UPS diberi peringkat:

100 kVA / 100 kW

ini tidak berarti setiap beban di bawah 100 kW dapat diterima secara otomatis.

Ambil beban 80 kW.

Pada PF 1.0:

80kW = 80kVA

Pada PF 0.8:

80 0,8 = 100 kVA

Daya aktifnya masih hanya 80 kW, namun bebannya sudah mencapai batas UPS 100 kVA.

Jadi peringkat PF 1.0 berarti UPS dapat memiliki kapasitas kW dan kVA dengan peringkat yang sama.

Bukan berarti faktor daya beban dapat diabaikan.

Faktor daya terdepan dan tertinggal juga penting

Faktor daya beban sebesar 0,8 bukanlah keseluruhan cerita.

Ini mungkin:

• 0,8 tertinggal
• 0,8 memimpin

Ini mewakili kondisi pengoperasian inverter yang berbeda.

Server, catu daya mode sakelar, VFD, motor, dan beban industri lainnya tidak semuanya berperilaku sama.

Itulah sebabnya lembar data UPS berkapasitas menengah atau besar sering kali mencakup lebih dari:

Keluaran PF = 1,0

Ini juga dapat menentukan:

Kisaran Faktor Daya Beban

dan terkadang memberikan kurva penurunan daya keluaran yang menunjukkan berapa banyak kW atau kVA yang tersedia pada faktor daya terdepan dan tertinggal yang berbeda.

Untuk beban TI konvensional, hal ini mungkin bukan masalah besar.

Untuk peralatan seperti:

• PKS
• Motor
• mesin CNC
• Peralatan pencitraan medis
• Beban dinamis atau nonlinier lainnya

rentang beban PF, kemampuan beban berlebih, dan persyaratan arus puncak juga harus diperiksa.

Untuk aplikasi motor dan induktif, lihatapa yang harus diperiksa ketika memilih UPS untuk beban induktif.

Prinsip yang sama berlaku untuk sistem pencitraan medis. Dalam proyek baru-baru ini, aUPS frekuensi rendah 120 kVA digunakan untuk pemindai CT di Kamerun, di mana perilaku beban dinamis dan permintaan sementara sama pentingnya dengan peringkat kVA pada pelat nama.

Jangan hanya menambahkan 15% daya pengisian baterai ke output UPS

Pintasan ukuran yang umum terlihat seperti ini:

beban 80kW
+ 15% pengisian baterai
+ 20% kapasitas cadangan
= pilih UPS 120 kVA

Mudah untuk menghitungnya, tetapi ini memadukan sisi input dan output UPS.

Pengisian daya baterai terutama meningkatkan kebutuhan daya sisi masukan.

Kapasitas pengisi daya juga dapat sangat bervariasi antar model.

Dua sistem UPS 100 kVA mungkin memiliki arus pengisian yang sangat berbeda, terutama jika sistem tersebut dirancang untuk bank baterai eksternal yang tahan lama.

Saat menentukan ukuran:

• Kabel masukan UPS
• Pemutus masukan
• Transformator hulu
• Generator diesel

periksa pabrikannya:

Arus Masukan Maksimum

Dan:

Arus Pengisian Maksimum

Angka tersebut lebih berguna dibandingkan asumsi pengisian baterai selalu 10%, 15%, atau 20% dari kapasitas UPS.

Penentuan ukuran generator tidak boleh menggunakan satu pengali yang tetap

Aturan umum lainnya adalah:

Kapasitas generator = kapasitas UPS × 1,5

Terkadang rekomendasinya adalah ×2.

Ada sistem yang marginnya masuk akal, terutama desain UPS lama dengan faktor daya input lebih rendah dan distorsi arus lebih tinggi.

Namun hal ini tidak boleh dianggap sebagai aturan universal.

Penyearah UPS modern yang menggunakan IGBT atau PFC aktif dapat memberikan beban yang sangat berbeda pada generator.

Ukuran generator harus mempertimbangkan:

• Arus masukan UPS maksimum
• Faktor daya masukan
• Masukkan THDi
• Daya pengisian baterai
• Penyearah soft-start atau walk-in time
• Respon generator AVR
• Tanggapan Gubernur
• Beban lain dihubungkan ke generator yang sama

Jika generator juga menyuplai AC, pompa, penerangan atau peralatan lainnya, maka beban tersebut perlu disertakan juga.

Untuk sistem kritis, ukuran generator hanyalah salah satu bagian dari keseluruhan arsitektur daya. Redundansi juga bisa menjadi hal yang sama pentingnya. Artikel kami tentangRedundansi UPS N+1 vs. 2Nmencakup topik itu secara terpisah.

Untuk proyek yang didukung generator, UPS dan generator idealnya diperiksa bersama-sama menggunakan model sebenarnya dan bukan pengganda tetap.

Apa saja yang harus disertakan dalam spesifikasi teknis UPS?

Untuk UPS berkapasitas sedang atau besar, hanya tentukan:

UPS daring 100 kVA

tidaklah cukup.

Minimal, konfirmasikan:

Untuk beban yang tidak biasa atau sangat dinamis, ada baiknya juga menanyakan kurva penurunan daya keluaran pabrikan versus faktor daya beban.

Hal ini jauh lebih berguna daripada diberitahu bahwa UPS “dapat menangani beban apa pun”.

Satu poin terakhir

Jika nanti Anda melihat UPS 100 kVA, jangan berasumsi bahwa UPS tersebut dapat menyuplai 100 kW.

Periksa baris berikutnya pada lembar data.

Apakah itu:

80kW?

90kW?

atau:

100kW?

Kemudian bandingkan rating tersebut dengan beban aktual kW dan kVA.

Jika aplikasinya mencakup motor, VFD, peralatan medis, atau beban dinamis lainnya, periksa juga rentang faktor daya beban yang diizinkan dan kemampuan beban berlebih.

Banyak kesalahan pengukuran UPS bukan disebabkan oleh formula yang buruk.

Mereka mulai karena seseorang melihatnya100 kVAdan berhenti di situ.

Artikel ini didasarkan pada pengalaman TAFENG dengan pengukuran UPS dan aplikasi lapangan. Desain akhir sistem harus dibandingkan dengan data teknis model UPS yang dipilih dan persyaratan proyek tertentu.

Butuh bantuan untuk memeriksa ukuran UPS Anda?

Kirimkan kepada kami beban peralatan Anda, faktor daya, dan waktu cadangan yang diperlukan. Kami dapat membantu meninjau kapasitas UPS dan konfigurasi baterai.

Kirimkan Daftar Beban Anda kepada Kami
Dapatkan Bantuan Mengenai Ukuran UPS