UPS Güç Faktörü: kVA ve kW için 0,8, 0,9 ve 1,0 Nedir?

Birkaç ay önce bir müşteri, sunucu odasındaki 100 kVA'lık bir UPS'in neden sürekli aşırı yük bildirdiğini ve ara sıra bypass'a geçiş yaptığını sordu.

Bağlı yük 80 kW'ın biraz üzerindeydi, dolayısıyla UPS'in yeterince büyük olması gerektiğini varsaydı.

İsim plakasını kontrol etmesini istedik.

100 kVA / 80 kW

Bu sorunun çoğunu açıklıyordu.

UPS 100 kVA olarak derecelendirilmişti ancak aktif güç değeri yalnızca 80 kW idi. Halihazırda bağlı olan 80 kW'ın üzerinde güçle sistem, nominal kW sınırında veya bu sınırın üzerinde çalışıyordu. Yükteki küçük bir artış veya kısa süreli bir güç artışı, aşırı yük durumunu tetiklemek için yeterli olabilir.

Bu, UPS seçiminde yaygın bir hatadır.

İnsanlar 100 kVA veya 120 kVA rakamını hatırlar ancak genellikle yanında yazılı olan kW değerini gözden kaçırır.

UPS boyutlandırması için her ikisi de önemlidir.

Farklı güç faktörlerini ayırarak başlayın

Bir UPS veri sayfasında birkaç güç faktörü değeri listelenebilir:

• Giriş güç faktörü
• Nominal çıkış gücü faktörü
• Yük güç faktörü

Bunlar birbiriyle ilişkilidir ancak aynı şeyi tanımlamazlar.

Giriş güç faktörü esas olarak bir yukarı akış güç sorunudur

Giriş güç faktörü, UPS tarafından şebeke kaynağından veya jeneratörden çekilen aktif güç ile görünür güç arasındaki ilişkiyi tanımlar.

IGBT redresörleri veya aktif PFC kullanan modern çift dönüşümlü UPS sistemleri, eski redresör tasarımlarına göre çok daha düşük akım bozulmasıyla, belirli çalışma koşulları altında bire yakın bir giriş güç faktörü elde edebilir.

Boyutlandırma sırasında bu önemlidir:

• Giriş kabloları
• Yukarı akış kesiciler
• Transformatörler
• Dizel jeneratörler

Yukarı yöndeki elektrik tasarımı için UPS'in nominal kVA'sı tek başına yeterli değildir.

Daha kullanışlı bir rakam genellikle:

Maksimum Giriş Akımı

UPS girişinin bağlı yükü, dönüşüm kayıplarını ve çoğu durumda akü şarjını aynı anda sağlaması gerekir.

Bu, daha büyük akü bankaları ve daha yüksek şarj akımları olan uzun çalışma süreli sistemlerde daha önemli hale gelir.

Kablo ve kesici boyutlandırması için üreticinin belirttiği maksimum giriş akımı genellikle yalnızca UPS çıkış kVA değerine dayalı basit bir hesaplamadan daha iyi bir referanstır.

0,8, 0,9 ve 1,0 ne anlama geliyor?

Bir UPS'in çıkış gücü faktörü 0,8, 0,9 veya 1,0 olarak tanımlandığında, bu normalde nominal kW ile nominal kVA arasındaki ilişkiyi ifade eder.

Bunu okumanın basit bir yolu:

Nominal çıkış PF = Nominal kW ÷ Nominal kVA

Yani bir tedarikçi şunları söylüyorsa:

Bu 100 kVA'lık bir UPS'tir.

Hala önemli bir soru var:

Kaç kW olarak derecelendirildi?

100 kVA / 80 kW UPS ve 100 kVA / 100 kW UPS aynı kVA değerine sahip olabilir ancak aktif güç kapasiteleri çok farklıdır.

Bu aynı zamanda mevcut durumda da görülebilir.yüksek frekanslı UPSNominal kW/kVA oranının yalnızca ürün kategorisinden ziyade spesifik modele bağlı olduğu tasarımlar.

Düşük frekanslı bir UPS her zaman PF 0,8 anlamına mı gelir?

HAYIR.

Birçok eski transformatör tabanlı sistem şu şekilde derecelendirildi:

100 kVA / 80 kW

Daha sonra birçok transformatörsüz yüksek frekanslı sistem şuraya taşındı:

100 kVA / 90 kW

Günümüzde ise 100 kVA / 100 kW tasarımlar giderek yaygınlaşmaktadır.

Bu geçmiş bir kısayol yarattı:

Düşük frekanslı UPS = 0,8
Yüksek frekanslı UPS = 0,9
Modüler UPS = 1,0

Güvenilir bir kural değildir.

Gerçek aktif güç değeri, invertör tasarımına, yarı iletken akım kapasitesine, termal tasarıma ve üreticinin derecelendirme yöntemine bağlıdır.

Çıkış izolasyon transformatörü otomatik olarak UPS PF 0,8 yapmaz. Transformatörsüz veya modüler bir tasarım da otomatik olarak PF 1.0 değildir.

Karşılaştırma yaparkendüşük frekanslı UPS, yüksek frekanslı sistemler vemodüler UPS, en güvenli yaklaşım yine de veri sayfasındaki nominal kVA ve nominal kW değerlerini kontrol etmektir.

İki ana UPS topolojisinin daha geniş bir karşılaştırması için kılavuzumuza bakın.düşük frekanslı UPS ve yüksek frekanslı UPS.

Yükün de kendi güç faktörü vardır

UPS'in kW ve kVA limitleri vardır.

Yükün ayrıca kendi kW, kVA ve güç faktörü vardır.

Gerçek yükün şöyle olduğunu varsayalım:

PF 0,95'te 80 kW

Görünen güç:

80 ÷ 0,95 ≈ 84,2 kVA

Yani yük şunu kullanıyor:

• 80 kW aktif güç
• yaklaşık 84,2 kVA görünür güç

Şimdi bu yükü 100 kVA / 80 kW'lık bir UPS'e bağlayın.

Yükleme yaklaşık olarak:

• kW: %100
• kVA: %84

UPS'in kVA'sı bitmedi.

kW'ı bitti.

Aynı yükü 100 kVA / 100 kW'lık bir UPS'e koyarsanız rakamlar şöyle olur:

• kW: %80
• kVA: %84

Her ikisi de UPS derecelendirmesi dahilinde kalır.

Bu nedenle UPS boyutlandırması hiçbir zaman yalnızca kW veya kVA'ya göre yapılmamalıdır.

Yükün her iki limit dahilinde kalması gerekir.

Hangisine ilk önce ulaşılırsa kısıtlama olur.

Tam bir boyutlandırma süreci için kılavuzumuza bakın.Endüstriyel veya tıbbi bir UPS'in nasıl boyutlandırılacağı ve seçileceği.

PF 1.0, herhangi bir 100 kW yükün bağlanabileceği anlamına gelmez

Bu da başka bir yaygın yanlış anlamadır.

Bir UPS derecelendirilmişse:

100 kVA / 100 kW

bu, 100 kW'ın altındaki her yükün otomatik olarak kabul edilebilir olduğu anlamına gelmez.

80 kW'lık bir yük alın.

PF 1.0'da:

80 kW = 80 kVA

PF 0,8'de:

80 ÷ 0,8 = 100 kVA

Aktif güç hâlâ yalnızca 80 kW'tır ancak yük zaten UPS'in 100 kVA sınırına ulaşmıştır.

Yani PF 1,0 derecesi, UPS'in eşit nominal kW ve kVA kapasitesine sahip olabileceği anlamına gelir.

Bu, yük güç faktörünün göz ardı edilebileceği anlamına gelmez.

Önde gelen ve geride kalan güç faktörü de önemlidir

0,8'lik yük güç faktörü hikayenin tamamı değil.

Olabilir:

• 0,8 gecikme
• 0,8 önde gelen

Bunlar invertör için farklı çalışma koşullarını temsil eder.

Sunucular, anahtarlamalı güç kaynakları, VFD'ler, motorlar ve diğer endüstriyel yüklerin hepsi aynı şekilde davranmaz.

Bu nedenle iyi bir orta veya büyük kapasiteli UPS veri sayfası genellikle aşağıdakilerden fazlasını içerir:

Çıkış PF = 1,0

Ayrıca şunları da belirtebilir:

Yük Güç Faktörü Aralığı

ve bazen farklı öncü ve gecikmeli güç faktörlerinde ne kadar kW veya kVA'nın mevcut olduğunu gösteren bir çıkış değer kaybı eğrisi sağlar.

Geleneksel BT yükleri için bu önemli bir sorun olmayabilir.

Aşağıdaki gibi ekipmanlar için:

• VFD'ler
• Motorlar
• CNC makineleri
• Tıbbi görüntüleme ekipmanları
• Diğer dinamik veya doğrusal olmayan yükler

yük PF aralığı, aşırı yük kapasitesi ve tepe akım gereksinimleri de kontrol edilmelidir.

Motor ve endüktif uygulamalar için bkz.Endüktif yükler için UPS seçerken nelere dikkat edilmelidir?.

Aynı prensip tıbbi görüntüleme sistemleri için de geçerlidir. Yakın zamanda yapılan bir projede,Kamerun'da CT tarayıcı için 120 kVA düşük frekanslı UPS kullanıldıDinamik yük davranışı ve geçici talebin, isim plakasındaki kVA değeri kadar önemli olduğu yer.

UPS çıkışına sadece %15 akü şarj gücü eklemeyin

Yaygın bir boyutlandırma kısayolu şuna benzer:

80 kW yük
+%15 pil şarjı
+%20 yedek kapasite
= 120 kVA UPS seçin

Hesaplaması kolaydır ancak UPS giriş ve çıkış taraflarını karıştırır.

Pil şarjı esas olarak giriş tarafındaki güç gereksinimini artırır.

Şarj cihazı kapasitesi de modeller arasında önemli ölçüde farklılık gösterebilir.

İki 100 kVA UPS sistemi, özellikle uzun süreli harici akü bankası için tasarlanmışsa, çok farklı şarj akımlarına sahip olabilir.

Boyutlandırırken:

• UPS giriş kabloları
• Giriş kesiciler
• Giriş transformatörleri
• Dizel jeneratörler

üreticinin şunları kontrol edin:

Maksimum Giriş Akımı

Ve:

Maksimum Şarj Akımı

Bu rakamlar, akü şarjının her zaman UPS kapasitesinin %10, %15 veya %20'si olduğunu varsaymaktan daha faydalıdır.

Jeneratör boyutlandırmasında tek bir sabit çarpan kullanılmamalıdır

Bir diğer yaygın kural ise şudur:

Jeneratör kapasitesi = UPS kapasitesi × 1,5

Bazen öneri ×2 olur.

Bu marjın makul olduğu sistemler var, özellikle de daha düşük giriş güç faktörü ve daha yüksek akım bozulmasına sahip eski UPS tasarımları.

Ancak bunu evrensel bir kural olarak ele almamak gerekir.

IGBT veya aktif PFC kullanan modern UPS redresörleri, jeneratöre çok farklı bir yük yerleştirebilir.

Jeneratör boyutlandırmasında aşağıdakiler dikkate alınmalıdır:

• Maksimum UPS giriş akımı
• Giriş güç faktörü
• THDi girişi
• Pil şarj gücü
• Doğrultucunun yumuşak başlangıç ​​veya giriş süresi
• Jeneratör AVR yanıtı
• Valinin yanıtı
• Aynı jeneratöre bağlı diğer yükler

Jeneratör aynı zamanda klima, pompa, aydınlatma veya diğer ekipmanları da sağlıyorsa bu yüklerin de dahil edilmesi gerekir.

Kritik sistemler için jeneratörün boyutlandırılması genel güç mimarisinin yalnızca bir parçasıdır. Fazlalık da aynı derecede önemli olabilir. konulu makalemizN+1 ve 2N UPS yedekliliğibu konuyu ayrı ayrı ele alıyor.

Jeneratör destekli projeler için, UPS ve jeneratör ideal olarak sabit bir çarpan yerine gerçek modeller kullanılarak birlikte kontrol edilmelidir.

UPS teknik spesifikasyonunda neler bulunmalıdır?

Orta veya büyük kapasiteli bir UPS için yalnızca şunları belirterek:

100 kVA çevrimiçi UPS

yeterli değil.

En azından şunları onaylayın:

Olağandışı veya son derece dinamik yükler için, üreticinin yük güç faktörüne karşı çıkış değer kaybı eğrisini de sormak faydalı olacaktır.

Bu, bir UPS'in "her türlü yükü kaldırabileceğinin" söylenmesinden çok daha faydalıdır.

Son bir nokta

Bir dahaki sefere 100 kVA'lık bir UPS gördüğünüzde onun 100 kW sağlayabileceğini düşünmeyin.

Veri sayfasının bir sonraki satırını kontrol edin.

Bu mu:

80kW mı?

90kW mı?

veya:

100kW mı?

Daha sonra bu değerleri gerçek yük kW ve kVA ile karşılaştırın.

Uygulama motorları, VFD'leri, tıbbi ekipmanı veya diğer dinamik yükleri içeriyorsa izin verilen yük güç faktörü aralığını ve aşırı yük kapasitesini de kontrol edin.

UPS boyutlandırma hatalarının çoğu kötü formülden kaynaklanmaz.

Birisi baktığı için başlıyorlar100kVAve orada durdu.

Bu makale, TAFENG'in UPS boyutlandırması ve saha uygulamaları konusundaki deneyimine dayanmaktadır. Nihai sistem tasarımı, seçilen UPS modelinin teknik verilerine ve spesifik projenin gereksinimlerine göre kontrol edilmelidir.

UPS boyutunuzu kontrol etme konusunda yardıma mı ihtiyacınız var?

Ekipman yükünüzü, güç faktörünüzü ve gerekli yedekleme süresini bize gönderin. UPS kapasitesinin ve akü yapılandırmasının incelenmesine yardımcı olabiliriz.

Yük Listenizi Bize Gönderin
UPS Boyutlandırmayla İlgili Yardım Alın