可以看到,UPS输入功率因数是畸变因子和相移因子的乘积。因此,输入功率因数的改善往往与输入谐波畸变的治理同时进行。
1)高输入功率因数意味着什么
UPS对于负载来说是电源设备,但对于电网侧来看,UPS又是电网的一个负载,其输入功率因数的高低会对上游变压器、柴油发电机、保护开关、输入电缆的选型造成直接影响。
表1为输入功率因数分别为0.8和0.95,效率同为94%的两台400kVA UPS,为同样320kW负载供电时的输入电流计算对比。
由表1对比结果可见:输入功率因数的提高,降低了供电线路中的电流,减小了供电系统中电气设备,如变压器、保护装置、导线等的容量,因此不但降低了系统的无功损耗,而且减少了设备的投资费用,节约了电力资源。
(2)影响UPS输入功率因数的主要因素
一台UPS的输入功率因数取决于其所采用的整流技术,不同的整流技术体现出不同的输入功率因数,而且其特性也不尽相同。
目前UPS的整流技术大体上可以分为两种:一种是IGBT高频整流,另一种是晶闸管工频整流。
IGBT整流通过高频调制可以准确跟踪输入电压、电流的波形和相位,因而具有非常好的输入特性。通常输入功率因数为0.99,输入电流谐波畸变(THDI)<3%,而且输入特性在各种工况下变化很小。
晶闸管整流属于工频整流,如6脉冲整流和12脉冲整流,其输入特性随着工况的不同会有较大的改变。主要的影响表现在两个方面:
①负载率对输入功率因数的影响
负载率越高输入功率因数越高。下面是一台6脉冲整流UPS和一台12脉冲整流UPS在不同负载率下的输入功率因数的比较,如表2、表3所示。
②电池回充对输入功率因数的影响