UPS 역률: kVA 및 kW에 대한 0.8, 0.9 및 1.0의 의미

몇 달 전, 한 고객이 자신의 서버실에 있는 100kVA UPS가 왜 계속 과부하를 보고하고 때때로 바이패스로 전환하는지 물었습니다.

연결된 부하는 80kW를 조금 넘었기 때문에 그는 UPS가 충분히 커야 한다고 생각했습니다.

우리는 그에게 명판을 확인해달라고 요청했습니다.

100kVA / 80kW

그것은 대부분의 문제를 설명했습니다.

UPS의 정격은 100kVA였지만 유효 전력 정격은 80kW에 불과했습니다. 이미 80kW 이상이 연결된 상태에서 시스템은 정격 kW 한도 이상으로 작동하고 있었습니다. 부하가 약간 증가하거나 짧은 전력 스파이크가 발생해도 과부하 상태가 발생할 수 있습니다.

이는 UPS 선택 시 흔히 발생하는 실수입니다.

사람들은 100kVA 또는 120kVA 수치를 기억하지만 옆에 인쇄된 kW 등급을 간과하는 경우가 많습니다.

UPS 크기 조정의 경우 두 가지 모두 중요합니다.

다양한 역률을 분리하는 것부터 시작하세요.

UPS 데이터시트에는 여러 역률 값이 나열될 수 있습니다.

• 입력역률
• 정격 출력 역률
• 부하 역률

서로 관련되어 있지만 동일한 내용을 설명하지는 않습니다.

입력 역률은 주로 업스트림 전력 문제입니다.

입력 역률은 유틸리티 공급 장치 또는 발전기로부터 UPS가 끌어온 유효 전력과 피상 전력 간의 관계를 나타냅니다.

IGBT 정류기 또는 능동형 PFC를 사용하는 최신 이중 변환 UPS 시스템은 지정된 작동 조건에서 단일에 가까운 입력 역률을 달성할 수 있으며 기존 정류기 설계보다 전류 왜곡이 훨씬 낮습니다.

크기를 조정할 때 중요한 점은 다음과 같습니다.

• 입력 케이블
• 상류 차단기
• 트랜스포머
• 디젤 발전기

업스트림 전기 설계의 경우 UPS 정격 kVA만으로는 충분하지 않습니다.

보다 유용한 수치는 일반적으로 다음과 같습니다.

최대 입력 전류

UPS 입력은 연결된 부하, 변환 손실 및 많은 경우 배터리 충전을 동시에 공급해야 합니다.

이는 더 큰 배터리 뱅크와 더 높은 충전 전류를 갖춘 장시간 시스템에서 더욱 중요해집니다.

케이블 및 차단기 크기 조정의 경우 제조업체가 지정한 최대 입력 전류는 일반적으로 UPS 출력 kVA 정격만을 기반으로 한 간단한 계산보다 더 나은 참조가 됩니다.

0.8, 0.9, 1.0은 무엇을 의미하나요?

UPS의 출력 역률이 0.8, 0.9 또는 1.0인 것으로 설명되는 경우 이는 일반적으로 정격 kW와 정격 kVA 간의 관계를 나타냅니다.

이를 읽는 간단한 방법은 다음과 같습니다.

정격 출력 PF = 정격 kW ¼ 정격 kVA

따라서 공급업체가 다음과 같이 말한다면:

이것은 100kVA UPS입니다.

여전히 한 가지 중요한 질문이 있습니다.

정격은 몇 kW입니까?

100kVA/80kW UPS와 100kVA/100kW UPS는 동일한 kVA 정격을 가질 수 있지만 유효 전력 용량은 매우 다릅니다.

이는 현재 전역에서도 볼 수 있습니다.고주파 UPS정격 kW-kVA 비율이 제품 범주에만 의존하는 것이 아니라 특정 모델에 따라 달라지는 설계입니다.

저주파 UPS는 항상 PF 0.8을 의미합니까?

아니요.

많은 구형 변압기 기반 시스템의 등급은 다음과 같습니다.

100kVA / 80kW

나중에 많은 변압기 없는 고주파 시스템이 다음으로 이동했습니다.

100kVA / 90kW

그리고 오늘날에는 100kVA/100kW 설계가 점점 일반화되고 있습니다.

그 기록은 지름길을 만들었습니다:

저주파 UPS = 0.8
고주파 UPS = 0.9
모듈형 UPS = 1.0

이는 신뢰할 수 있는 규칙이 아닙니다.

실제 유효 전력 정격은 인버터 설계, 반도체 전류 용량, 열 설계 및 제조업체의 정격 방법에 따라 달라집니다.

출력 절연 변압기는 자동으로 UPS PF 0.8을 만들지 않습니다. 무변압기 또는 모듈식 설계도 자동으로 PF 1.0이 아닙니다.

비교할 때저주파 UPS, 고주파 시스템 및모듈형 UPS가장 안전한 접근 방식은 여전히 ​​데이터시트에서 정격 kVA 및 정격 kW를 확인하는 것입니다.

두 가지 주요 UPS 토폴로지에 대한 광범위한 비교를 보려면 다음 가이드를 참조하세요.저주파 UPS와 고주파 UPS.

부하에도 자체 역률이 있습니다.

UPS에는 kW 및 kVA 제한이 있습니다.

부하는 자체적인 kW, kVA 및 역률도 갖습니다.

실제 부하가 다음과 같다고 가정합니다.

PF 0.95에서 80kW

겉보기 전력은 다음과 같습니다.

80 ¼ 0.95 ≒ 84.2kVA

따라서 부하는 다음을 사용하고 있습니다.

• 유효전력 80kW
• 피상전력 약 84.2kVA

이제 해당 부하를 100kVA/80kW UPS에 연결합니다.

로딩은 대략 다음과 같습니다:

• kW: 100%
• kVA: 84%

UPS의 kVA가 부족하지 않았습니다.

kW가 부족합니다.

100kVA/100kW UPS에 동일한 부하를 가하면 수치는 다음과 같습니다.

• kW: 80%
• kVA: 84%

둘 다 UPS 등급 내에 유지됩니다.

이것이 바로 UPS 규모를 kW나 kVA만을 기준으로 결정해서는 안 되는 이유입니다.

부하는 두 가지 한계 내에서 유지되어야 합니다.

먼저 도달한 것이 제약 조건이 됩니다.

전체 크기 조정 프로세스는 다음 가이드를 참조하세요.산업용 또는 의료용 UPS의 크기를 결정하고 선택하는 방법.

PF 1.0은 100kW 부하를 연결할 수 있다는 의미는 아닙니다.

이것은 또 다른 일반적인 오해입니다.

UPS 등급이 지정된 경우:

100kVA / 100kW

이는 100kW 미만의 모든 부하가 자동으로 허용된다는 의미는 아닙니다.

80kW 부하를 사용하십시오.

PF 1.0에서:

80kW = 80kVA

PF 0.8에서:

80 ¼ 0.8 = 100kVA

유효 전력은 여전히 ​​80kW에 불과하지만 부하는 이미 UPS의 100kVA 제한에 도달했습니다.

따라서 PF 1.0 등급은 UPS가 동일한 정격 kW 및 kVA 용량을 가질 수 있음을 의미합니다.

이는 부하 역률을 무시할 수 있다는 의미는 아닙니다.

선행 및 후행 역률도 중요합니다.

0.8의 부하 역률이 전부는 아닙니다.

다음과 같을 수 있습니다:

• 0.8 지체
• 0.8 선행

이는 인버터의 다양한 작동 조건을 나타냅니다.

서버, 스위치 모드 전원 공급 장치, VFD, 모터 및 기타 산업용 부하가 모두 동일한 방식으로 작동하는 것은 아닙니다.

이것이 바로 좋은 중대형 용량 UPS 데이터시트에 다음 이상의 내용이 포함되는 경우가 많은 이유입니다.

출력 PF = 1.0

또한 다음을 지정할 수도 있습니다.

부하 역률 범위

때로는 다양한 선행 및 후행 역률에서 얼마나 많은 kW 또는 kVA를 사용할 수 있는지 보여주는 출력 경감 곡선을 제공합니다.

기존 IT 부하의 경우 이는 큰 문제가 아닐 수 있습니다.

다음과 같은 장비의 경우:

• VFD
• 모터
• CNC 기계
• 의료영상장비
• 기타 동적 또는 비선형 하중

부하 PF 범위, 과부하 용량 및 피크 전류 요구 사항도 확인해야 합니다.

모터 및 유도 애플리케이션의 경우 다음을 참조하세요.유도 부하용 UPS를 선택할 때 확인해야 할 사항.

의료 영상 시스템에도 동일한 원칙이 적용됩니다. 최근 프로젝트에서는카메룬 CT 스캐너에 120kVA 저주파 UPS 사용여기서 동적 부하 동작과 일시적 수요는 명판 kVA 등급만큼 중요했습니다.

단순히 UPS 출력에 15% 배터리 충전 전력을 추가하지 마십시오.

일반적인 크기 조정 바로가기는 다음과 같습니다.

80kW 부하
+ 15% 배터리 충전
+ 20% 예비 용량
= 120kVA UPS 선택

계산하기는 쉽지만 UPS 입력측과 출력측을 혼합합니다.

배터리 충전은 주로 입력측 전력 요구 사항을 증가시킵니다.

충전기 용량도 모델마다 크게 다를 수 있습니다.

두 개의 100kVA UPS 시스템은 충전 전류가 매우 다를 수 있으며, 특히 하나가 장시간 외부 배터리 뱅크용으로 설계된 경우 더욱 그렇습니다.

크기 조정 시:

• UPS 입력 케이블
• 입력 차단기
• 업스트림 변압기
• 디젤 발전기

제조업체를 확인하십시오.

최대 입력 전류

그리고:

최대 충전 전류

이러한 수치는 배터리 충전이 항상 UPS 용량의 10%, 15% 또는 20%라고 가정하는 것보다 더 유용합니다.

발전기 크기 조정에는 하나의 고정 승수를 사용해서는 안 됩니다.

또 다른 일반적인 규칙은 다음과 같습니다.

발전기 용량 = UPS 용량 × 1.5

때때로 권장 사항은 ×2입니다.

이러한 마진이 합리적인 시스템, 특히 입력 역률이 낮고 전류 왜곡이 높은 구형 UPS 설계가 있습니다.

그러나 이를 보편적인 법칙으로 취급해서는 안 된다.

IGBT 또는 능동 PFC를 사용하는 최신 UPS 정류기는 발전기에 매우 다른 부하를 배치할 수 있습니다.

발전기 크기는 다음을 고려해야 합니다.

• 최대 UPS 입력 전류
• 입력역률
• THDi 입력
• 배터리 충전 전력
• 정류기 소프트 스타트 또는 워크인 시간
• 발전기 AVR 응답
• 주지사의 답변
• 동일한 발전기에 연결된 다른 부하

발전기가 에어컨, 펌프, 조명 또는 기타 장비도 공급하는 경우 해당 부하도 포함되어야 합니다.

중요한 시스템의 경우 발전기 크기 조정은 전체 전력 아키텍처의 한 부분일 뿐입니다. 중복성도 마찬가지로 중요할 수 있습니다. 우리의 기사N+1 대 2N UPS 이중화해당 주제를 별도로 다룹니다.

발전기 지원 프로젝트의 경우 고정 승수보다는 실제 모델을 사용하여 UPS와 발전기를 함께 점검하는 것이 이상적으로 좋습니다.

UPS 기술 사양에는 무엇이 포함되어야 합니까?

중대형 용량 UPS의 경우 다음만 지정합니다.

100kVA 온라인 UPS

충분하지 않습니다.

최소한 다음을 확인하세요.

비정상적이거나 매우 동적인 부하의 경우 제조업체의 출력 경감 곡선과 부하 역률을 문의하는 것도 좋습니다.

이는 UPS가 "모든 부하를 처리할 수 있다"는 말보다 훨씬 더 유용합니다.

마지막 요점

다음에 100kVA UPS를 볼 때 100kW를 공급할 수 있다고 가정하지 마십시오.

데이터시트의 다음 줄을 확인하세요.

그것은:

80kW?

90kW?

또는:

100kW?

그런 다음 해당 정격을 실제 부하 kW 및 kVA와 비교하십시오.

애플리케이션에 모터, VFD, 의료 장비 또는 기타 동적 부하가 포함되는 경우 허용되는 부하 역률 범위 및 과부하 용량도 확인하십시오.

많은 UPS 크기 조정 오류는 잘못된 공식으로 인해 발생하지 않습니다.

누군가가 쳐다봤기 때문에 시작되는 거야100kVA그리고 거기서 멈췄다.

이 기사는 UPS 크기 조정 및 현장 적용에 대한 TAFENG의 경험을 바탕으로 작성되었습니다. 최종 시스템 설계는 선택한 UPS 모델의 기술 데이터와 특정 프로젝트의 요구 사항을 비교하여 확인해야 합니다.

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