UPS Power Factor: 0.8, 0.9 และ 1.0 หมายถึงอะไรสำหรับ kVA และ kW

เมื่อไม่กี่เดือนที่ผ่านมา ลูกค้าถามว่าทำไม UPS ขนาด 100 kVA ในห้องเซิร์ฟเวอร์ของเขาจึงรายงานการโอเวอร์โหลดอยู่เรื่อยๆ และบางครั้งก็มีการถ่ายโอนไปยังบายพาส

โหลดที่เชื่อมต่อมีมากกว่า 80 kW เพียงเล็กน้อย ดังนั้นเขาจึงคิดว่า UPS ควรมีขนาดใหญ่เพียงพอ

เราขอให้เขาตรวจสอบป้ายชื่อ

100 เควีเอ / 80 กิโลวัตต์

นั่นอธิบายปัญหาส่วนใหญ่ได้

UPS ได้รับการจัดอันดับที่ 100 kVA แต่ระดับพลังงานที่ใช้งานอยู่ที่เพียง 80 kW ด้วยการเชื่อมต่อมากกว่า 80 กิโลวัตต์แล้ว ระบบจึงทำงานที่หรือสูงกว่าขีดจำกัดกิโลวัตต์ที่กำหนด โหลดที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยหรือการเพิ่มกำลังที่สั้นลงอาจเพียงพอที่จะกระตุ้นให้เกิดสภาวะโอเวอร์โหลด

นี่เป็นข้อผิดพลาดทั่วไปในการเลือก UPS

ผู้คนจำตัวเลขขนาด 100 kVA หรือ 120 kVA ได้ แต่มักจะมองข้ามพิกัดกิโลวัตต์ที่พิมพ์อยู่ข้างๆ

สำหรับขนาดของ UPS ทั้งสองเรื่องมีความสำคัญ

เริ่มต้นด้วยการแยกตัวประกอบกำลังต่างๆ

เอกสารข้อมูลของ UPS อาจแสดงรายการค่าตัวประกอบกำลังหลายค่า:

• ตัวประกอบกำลังอินพุต
• ปัจจัยกำลังขาออกที่ได้รับการจัดอันดับ
• โหลดตัวประกอบกำลัง

มีความเกี่ยวข้องกัน แต่ไม่ได้อธิบายสิ่งเดียวกัน

ตัวประกอบกำลังไฟฟ้าเข้าส่วนใหญ่เป็นปัญหาด้านพลังงานต้นน้ำ

ตัวประกอบกำลังไฟฟ้าอินพุตอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างกำลังไฟฟ้าที่ใช้งานอยู่และกำลังไฟฟ้าปรากฏที่ UPS ดึงมาจากแหล่งจ่ายไฟฟ้าหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ระบบ UPS แบบแปลงคู่สมัยใหม่ที่ใช้วงจรเรียงกระแส IGBT หรือ PFC แบบแอคทีฟสามารถบรรลุปัจจัยกำลังไฟฟ้าเข้าที่ใกล้เคียงกับเอกภาพภายใต้สภาวะการทำงานที่ระบุ โดยมีความบิดเบือนกระแสไฟฟ้าต่ำกว่าการออกแบบวงจรเรียงกระแสแบบเก่ามาก

สิ่งนี้สำคัญเมื่อปรับขนาด:

• สายเคเบิลอินพุต
• เบรกเกอร์ต้นน้ำ
• หม้อแปลงไฟฟ้า
• เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล

สำหรับการออกแบบระบบไฟฟ้าต้นทาง UPS ที่ได้รับการจัดอันดับ kVA เพียงอย่างเดียวนั้นไม่เพียงพอ

ตัวเลขที่มีประโยชน์มากกว่ามักจะเป็น:

กระแสไฟเข้าสูงสุด

อินพุตของ UPS จะต้องจ่ายโหลดที่เชื่อมต่อ การสูญเสียการแปลง และในหลายกรณี จะต้องชาร์จแบตเตอรี่ในเวลาเดียวกัน

สิ่งนี้มีความสำคัญมากขึ้นในระบบที่มีอายุการใช้งานยาวนานซึ่งมีแบตเตอรี่สำรองขนาดใหญ่ขึ้นและกระแสไฟชาร์จที่สูงขึ้น

สำหรับขนาดสายเคเบิลและเบรกเกอร์ โดยปกติแล้วกระแสอินพุตสูงสุดที่ระบุของผู้ผลิตจะเป็นข้อมูลอ้างอิงที่ดีกว่าการคำนวณอย่างง่ายโดยอิงตามพิกัดเอาต์พุต kVA ของ UPS เท่านั้น

0.8, 0.9 และ 1.0 หมายถึงอะไร

เมื่อ UPS ถูกอธิบายว่ามีตัวประกอบกำลังไฟฟ้าเอาท์พุตเท่ากับ 0.8, 0.9 หรือ 1.0 โดยปกติจะหมายถึงความสัมพันธ์ระหว่างพิกัด kW และ kVA ที่กำหนด

วิธีอ่านง่ายๆ คือ

พิกัดเอาท์พุต PF = พิกัดกิโลวัตต์ ไว้ที่พิกัด kVA

ดังนั้นหากซัพพลายเออร์พูดว่า:

นี่คือเครื่องสำรองไฟขนาด 100 kVA

ยังมีคำถามสำคัญอีกข้อหนึ่ง:

กำหนดไว้กี่กิโลวัตต์?

UPS ขนาด 100 kVA / 80 kW และ UPS ขนาด 100 kVA / 100 kW อาจมีพิกัด kVA เท่ากัน แต่ความสามารถในการใช้พลังงานที่ใช้งานแตกต่างกันมาก

สิ่งนี้ยังมองเห็นได้ทั่วทั้งปัจจุบันยูพีเอสความถี่สูงการออกแบบ โดยที่อัตราส่วน kW-to-kVA ที่ได้รับการจัดอันดับจะขึ้นอยู่กับรุ่นเฉพาะมากกว่าประเภทผลิตภัณฑ์เพียงอย่างเดียว

UPS ความถี่ต่ำหมายถึง PF 0.8 เสมอหรือไม่

เลขที่

ระบบที่ใช้หม้อแปลงรุ่นเก่าหลายระบบได้รับการจัดอันดับที่:

100 เควีเอ / 80 กิโลวัตต์

ต่อมา ระบบความถี่สูงที่ไม่มีหม้อแปลงหลายระบบได้ย้ายไปที่:

100 เควีเอ / 90 กิโลวัตต์

และในปัจจุบัน การออกแบบขนาด 100 kVA / 100 kW มีมากขึ้นเรื่อยๆ

ประวัติศาสตร์นั้นสร้างทางลัด:

UPS ความถี่ต่ำ = 0.8
ยูพีเอสความถี่สูง = 0.9
ยูพีเอสแบบโมดูลาร์ = 1.0

มันไม่ใช่กฎที่เชื่อถือได้

พิกัดกำลังไฟฟ้าที่ใช้งานจริงขึ้นอยู่กับการออกแบบอินเวอร์เตอร์ ความสามารถกระแสไฟของเซมิคอนดักเตอร์ การออกแบบด้านความร้อน และวิธีการให้คะแนนของผู้ผลิต

หม้อแปลงแยกเอาต์พุตไม่ได้สร้าง UPS PF 0.8 โดยอัตโนมัติ การออกแบบแบบไม่มีหม้อแปลงหรือแบบโมดูลาร์ก็ไม่ใช่ PF 1.0 โดยอัตโนมัติเช่นกัน

เมื่อเปรียบเทียบยูพีเอสความถี่ต่ำ, ระบบความถี่สูงและยูพีเอสแบบโมดูลาร์วิธีที่ปลอดภัยที่สุดคือการตรวจสอบพิกัด kVA และพิกัดกิโลวัตต์ในเอกสารข้อมูล

หากต้องการเปรียบเทียบโทโพโลยีหลักของ UPS ทั้งสองอย่างในวงกว้าง โปรดดูคำแนะนำของเราUPS ความถี่ต่ำกับ UPS ความถี่สูง.

โหลดก็มีตัวประกอบกำลังของตัวเองด้วย

UPS มีขีดจำกัด kW และ kVA

โหลดยังมี kW, kVA และตัวประกอบกำลังของตัวเองด้วย

สมมติว่าโหลดจริงคือ:

80 กิโลวัตต์ ที่ PF 0.95

พลังที่ชัดเจนคือ:

80 ۞ 0.95 ۞ 84.2 เควีเอ

ดังนั้นโหลดจึงใช้:

• กำลังไฟฟ้าที่ใช้งาน 80 กิโลวัตต์
• กำลังไฟฟ้าปรากฏประมาณ 84.2 kVA

ตอนนี้เชื่อมต่อโหลดนั้นกับ UPS ขนาด 100 kVA / 80 kW

กำลังโหลดประมาณ:

• กิโลวัตต์: 100%
• เควีเอ: 84%

UPS ยังไม่หมด kVA

กิโลวัตต์หมดแล้ว

ใส่โหลดเดียวกันบน UPS ขนาด 100 kVA / 100 kW และตัวเลขจะกลายเป็น:

• กิโลวัตต์: 80%
• เควีเอ: 84%

ทั้งสองรายการยังคงอยู่ในระดับของ UPS

นั่นคือสาเหตุที่ขนาดของ UPS ไม่ควรอิงตาม kW หรือ kVA เพียงอย่างเดียว

โหลดต้องอยู่ภายในขีดจำกัดทั้งสอง

ขึ้นอยู่กับว่าอันไหนถึงก่อนจะกลายเป็นข้อจำกัด

สำหรับกระบวนการปรับขนาดที่สมบูรณ์ โปรดดูคำแนะนำของเราที่วิธีกำหนดขนาดและเลือก UPS สำหรับอุตสาหกรรมหรือทางการแพทย์.

PF 1.0 ไม่ได้หมายความว่าสามารถเชื่อมต่อโหลดขนาด 100 kW ได้

นี่เป็นความเข้าใจผิดทั่วไปอีกประการหนึ่ง

หาก UPS ได้รับการจัดอันดับ:

100 เควีเอ / 100 กิโลวัตต์

ไม่ได้หมายความว่าทุกโหลดที่ต่ำกว่า 100 กิโลวัตต์จะยอมรับโดยอัตโนมัติ

รับโหลด 80 กิโลวัตต์

ที่ PF 1.0:

80 กิโลวัตต์ = 80 เควีเอ

ที่ PF 0.8:

80 ۞ 0.8 = 100 เควีเอ

กำลังไฟฟ้าที่ใช้งานอยู่ยังคงมีเพียง 80 kW แต่โหลดถึงขีดจำกัด 100 kVA ของ UPS แล้ว

ดังนั้นพิกัด PF 1.0 หมายความว่า UPS สามารถมีความจุพิกัด kW และ kVA เท่ากัน

ไม่ได้หมายความว่าสามารถละเว้นตัวประกอบกำลังไฟฟ้าได้

ปัจจัยด้านกำลังนำและล้าหลังก็มีความสำคัญเช่นกัน

ตัวประกอบกำลังไฟฟ้าโหลด 0.8 ไม่ใช่เรื่องราวทั้งหมด

มันอาจจะเป็น:

• 0.8 ล้าหลัง
• นำ 0.8

สิ่งเหล่านี้แสดงถึงสภาวะการทำงานที่แตกต่างกันสำหรับอินเวอร์เตอร์

เซิร์ฟเวอร์ อุปกรณ์จ่ายไฟแบบโหมดสวิตช์ VFD มอเตอร์ และโหลดทางอุตสาหกรรมอื่นๆ ล้วนมีพฤติกรรมไม่เหมือนกัน

นั่นคือสาเหตุที่เอกสารข้อมูล UPS ความจุขนาดกลางหรือขนาดใหญ่ที่ดีมักมีมากกว่า:

เอาท์พุต PF = 1.0

นอกจากนี้ยังอาจระบุ:

โหลดช่วงตัวประกอบกำลัง

และบางครั้งก็มีเส้นโค้งการลดพิกัดเอาต์พุตที่แสดงจำนวน kW หรือ kVA ที่ปัจจัยกำลังนำและล้าหลังที่แตกต่างกัน

สำหรับภาระงานไอทีทั่วไป นี่อาจไม่ใช่ปัญหาสำคัญ

สำหรับอุปกรณ์เช่น:

• VFD
• มอเตอร์
• เครื่องซีเอ็นซี
• อุปกรณ์การถ่ายภาพทางการแพทย์
• โหลดแบบไดนามิกหรือไม่เชิงเส้นอื่น ๆ

ควรตรวจสอบช่วง PF ของโหลด ความสามารถในการโอเวอร์โหลด และข้อกำหนดกระแสไฟสูงสุดด้วย

สำหรับการใช้งานมอเตอร์และอุปนัย โปรดดูสิ่งที่ต้องตรวจสอบเมื่อเลือก UPS สำหรับโหลดแบบเหนี่ยวนำ.

หลักการเดียวกันนี้ใช้กับระบบภาพทางการแพทย์ ในโครงการล่าสุดกUPS ความถี่ต่ำ 120 kVA ใช้สำหรับเครื่องสแกน CT ในแคเมอรูนโดยที่พฤติกรรมโหลดแบบไดนามิกและความต้องการชั่วคราวมีความสำคัญพอๆ กับพิกัด kVA ของแผ่นป้ายชื่อ

อย่าเพียงแค่เพิ่มกำลังการชาร์จแบตเตอรี่ 15% ให้กับเอาท์พุตของ UPS

ทางลัดในการปรับขนาดทั่วไปมีลักษณะดังนี้:

กำลังไฟฟ้า 80 กิโลวัตต์
+ การชาร์จแบตเตอรี่ 15%
+ ความจุสำรอง 20%
= เลือก UPS ขนาด 120 kVA

คำนวณได้ง่าย แต่ผสมด้านอินพุตและเอาต์พุตของ UPS

การชาร์จแบตเตอรี่จะเพิ่มความต้องการพลังงานด้านอินพุตเป็นหลัก

ความจุของเครื่องชาร์จอาจแตกต่างกันอย่างมากระหว่างรุ่นต่างๆ

ระบบ UPS ขนาด 100 kVA สองระบบอาจมีกระแสไฟชาร์จที่แตกต่างกันมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากระบบหนึ่งได้รับการออกแบบมาสำหรับแบตเตอรีภายนอกที่มีอายุการใช้งานยาวนาน

เมื่อปรับขนาด:

• สายเคเบิลอินพุตของยูพีเอส
• เบรกเกอร์อินพุต
• หม้อแปลงต้นน้ำ
• เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล

ตรวจสอบของผู้ผลิต:

กระแสไฟเข้าสูงสุด

และ:

กระแสไฟชาร์จสูงสุด

ตัวเลขเหล่านี้มีประโยชน์มากกว่าการสมมติว่าการชาร์จแบตเตอรี่อยู่ที่ 10%, 15% หรือ 20% ของความจุของ UPS เสมอ

ขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่ควรใช้ตัวคูณคงที่ตัวเดียว

กฎทั่วไปอีกข้อหนึ่งคือ:

ความจุของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า = ความจุของ UPS × 1.5

บางครั้งคำแนะนำคือ ×2

มีระบบที่ระยะขอบนั้นสมเหตุสมผล โดยเฉพาะการออกแบบ UPS รุ่นเก่าที่มีตัวประกอบกำลังไฟฟ้าอินพุตต่ำกว่าและการบิดเบือนกระแสไฟฟ้าที่สูงกว่า

แต่ไม่ควรถือเป็นกฎสากล

วงจรเรียงกระแสของ UPS สมัยใหม่ที่ใช้ IGBT หรือ Active PFC สามารถสร้างโหลดที่แตกต่างกันมากบนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้

ขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าควรคำนึงถึง:

• กระแสไฟเข้าสูงสุดของ UPS
• ตัวประกอบกำลังอินพุต
• อินพุต THDi
• กำลังการชาร์จแบตเตอรี่
• วงจรเรียงกระแสซอฟต์สตาร์ทหรือวอล์กอินไทม์
• เครื่องกำเนิดการตอบสนอง AVR
• ผู้ว่าการตอบรับ
• โหลดอื่นๆ ที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเดียวกัน

หากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจ่ายเครื่องปรับอากาศ ปั๊ม ไฟส่องสว่าง หรืออุปกรณ์อื่นๆ ด้วย ก็จำเป็นต้องรวมโหลดเหล่านั้นด้วย

สำหรับระบบที่สำคัญ ขนาดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นเพียงส่วนหนึ่งของสถาปัตยกรรมพลังงานโดยรวม ความซ้ำซ้อนก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน บทความของเราเกี่ยวกับความซ้ำซ้อนของ UPS N+1 กับ 2Nครอบคลุมหัวข้อนั้นแยกกัน

สำหรับโครงการที่มีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรอง UPS และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าควรได้รับการตรวจสอบร่วมกันโดยใช้แบบจำลองจริง แทนที่จะเป็นตัวคูณคงที่

ข้อกำหนดทางเทคนิคของ UPS ควรรวมอะไรบ้าง

สำหรับ UPS ความจุขนาดกลางหรือขนาดใหญ่ ระบุเฉพาะ:

เครื่องสำรองไฟออนไลน์ขนาด 100 kVA

ไม่เพียงพอ

อย่างน้อยที่สุด ให้ยืนยัน:

สำหรับโหลดที่ผิดปกติหรือไดนามิกสูง ควรถามเส้นโค้งการลดพิกัดเอาท์พุตของผู้ผลิตเทียบกับตัวประกอบกำลังโหลด

นั่นมีประโยชน์มากกว่าการบอกว่า UPS “สามารถรองรับโหลดใดๆ ก็ได้”

หนึ่งจุดสุดท้าย

ครั้งต่อไปที่คุณเห็น UPS ขนาด 100 kVA อย่าคิดว่าจะสามารถจ่ายไฟได้ 100 kW

ตรวจสอบบรรทัดถัดไปของแผ่นข้อมูล

มันคือ:

80 กิโลวัตต์?

90 กิโลวัตต์?

หรือ:

100 กิโลวัตต์?

จากนั้นเปรียบเทียบพิกัดเหล่านั้นกับโหลดจริง kW และ kVA

หากการใช้งานมีมอเตอร์ VFD อุปกรณ์ทางการแพทย์ หรือโหลดไดนามิกอื่นๆ ให้ตรวจสอบช่วงตัวประกอบกำลังโหลดที่อนุญาตและความสามารถโอเวอร์โหลดด้วย

ข้อผิดพลาดด้านขนาด UPS จำนวนมากไม่ได้เกิดจากสูตรที่ไม่ถูกต้อง

เริ่มเพราะมีคนมอง100 เควีเอและหยุดอยู่ตรงนั้น

บทความนี้อิงจากประสบการณ์ของ TAFENG เกี่ยวกับขนาดของ UPS และการใช้งานภาคสนาม การออกแบบระบบขั้นสุดท้ายควรได้รับการตรวจสอบโดยเทียบกับข้อมูลทางเทคนิคของยูพีเอสรุ่นที่เลือกและข้อกำหนดของโครงการเฉพาะ

ต้องการความช่วยเหลือในการตรวจสอบขนาด UPS ของคุณหรือไม่?

ส่งโหลดอุปกรณ์ของคุณ ตัวประกอบกำลัง และเวลาสำรองที่จำเป็นมาให้เรา เราสามารถช่วยตรวจสอบความจุของ UPS และการกำหนดค่าแบตเตอรี่ได้

ส่งรายการโหลดของคุณถึงเรา
รับความช่วยเหลือเกี่ยวกับขนาดของ UPS