關(guān)注IT負(fù)載的發(fā)展趨向——

UPS與容性負(fù)載的兼容性討論1.IT負(fù)載的新趨向…通信行業(yè)、數(shù)據(jù)中心的IT負(fù)載趨向容性化：功率因數(shù)超前、THDi下降、有功功率增加；供電需求趨向復(fù)雜化：雙電源甚至多電源輸入的服務(wù)器(刀片式服務(wù)器)；用于安裝選件的插槽使負(fù)載總量難以估算。2026/1/242面對這種新趨勢:傳統(tǒng)的UPS需要降容使用以應(yīng)對容性負(fù)載；傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組需要足夠的KVAR以支持容性負(fù)載；系統(tǒng)變壓器需要加大容量以承受KW的增長。1.IT負(fù)載的新趨向…2001年以前的IT負(fù)載(輸入特性)：存在大量的諧波、較低的功率因數(shù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)——無章可循UPS面向此類非線性負(fù)載設(shè)計并供電2026/1/243H1H3H5H7Hn典型的負(fù)載特性電流的諧波頻譜IUCos

1THDi>60%CF=2到3FP=0.7I基波U基波電壓和電流的基波2026/1/244傳統(tǒng)的RCD負(fù)載新增加的PFC濾波器

:THDI&PF)2001年以后的IT負(fù)載，輸入電路及特性的變化：電源模塊加入功率因數(shù)校正（PFC）電路1.IT負(fù)載的新趨向…1.IT負(fù)載的新趨向…2001年以后的IT負(fù)載(IEC61000-3-2AMD1-2001)：每個電源模塊由75W至3KW（相電流<16A）諧波電流必須降低（諧波發(fā)射的限值）使用帶電容器的輸入濾波器，以改善THDi(<20%)功率因數(shù)由0.7提高至0.9以上2026/1/245H1H3H5H7Hn

Cos

=0.92超前THDi=20%FP=0.9超前

UI典型的負(fù)載特性電流的諧波頻譜對IBM最新的BladeCenterxSeries345*

進(jìn)行測量（單電源）2026/1/246特性:180W/200VAFP=0.9容性Cos

=0.91容性THDi=14%*資料來源：MGE研發(fā)部R&D1.IT負(fù)載的新趨向…刀片式服務(wù)器的特征參數(shù)7U--3.6KW42U-21.6KW電流總諧波失真度THDi：18%而不是傳統(tǒng)服務(wù)器的80-90%峰值因數(shù)CrestFactor：1.45~1.6而不是傳統(tǒng)服務(wù)器的2到3起動電流InrushCurrent:10In而不是傳統(tǒng)服務(wù)器的2In功率因數(shù)PowerFactor：超前的0.9~0.95而不是傳統(tǒng)服務(wù)器滯后的0.6到0.72026/1/2471.IT負(fù)載的新趨向…刀片式服務(wù)器的特征參數(shù)2.傳統(tǒng)UPS的輸出特性2026/1/248UPS輸出功率因數(shù)曲線圖(capacitif)(inductif)1kVA(%)0,89S(kVA)的功率折算1111超前負(fù)載（電容性）滯后負(fù)載（電感性）傳統(tǒng)UPS帶線性負(fù)載時，額定Cos

可以為0.8超前；有功功率在Cos

從0.8滯后到1的范圍內(nèi)，無需功率折算。0,8kVAR(%)kW(%)kVAR(%)0,770,740,692.傳統(tǒng)UPS的輸出特性2026/1/249UPS輸出端的等效電路I負(fù)載I逆變器I電容2026/1/2410I負(fù)載I電容I逆變器I負(fù)載I逆變器對于容性負(fù)載，逆變器處于過載運(yùn)行狀態(tài)V負(fù)載I負(fù)載I逆變器對感性負(fù)載，逆變器處于正常運(yùn)行狀態(tài)逆變器的容量設(shè)計為Cosφ=0.8φI電容I電容逆變器過載額定輸出電流逆變器額定電流2.傳統(tǒng)UPS的輸出特性

2.傳統(tǒng)UPS的輸出特性2026/1/2411UPS輸出容量對Cos

的功率折算表為什么非線性負(fù)載可用Cos

來描述

非線性負(fù)載的功率因數(shù)PF與Cos

的關(guān)系:2026/1/2412當(dāng)THDi接近20%時,PF與Cos

的差值很小THDi：總諧波電流失真度

舉例：

FP=0.8時，THDi與Cos

的關(guān)系2.傳統(tǒng)UPS的輸出特性舉例1:RCD類型的負(fù)載負(fù)載:S=120kVA;PF=0.75;THDi=80%負(fù)載：P(kW)=S(kVA)xFP=90kW

2026/1/2413假設(shè)：S(kVA),P(kW),Cos,

120kVA,90kW,0.98120kVAUPS120kVA/96kWOK.

Cos

=0.98不需功率折算RCD負(fù)載具有較高的諧波含量，僅受kVA的限制2.傳統(tǒng)UPS的輸出特性舉例2:電容性負(fù)載負(fù)載:S=250kVA;PF=0.9超前;THDi=15%負(fù)載：P=SxFP=225kW

2026/1/2414假設(shè)：S=250kVA,P=225kW,Cos=0.92超前選擇300KVA還是400KVA的UPS?容性負(fù)載具有較高的有功功率，受到kW的限制(由于逆變器支路功率器件的限制)過載!3.傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)的輸出特性2026/1/2415發(fā)電機(jī)輸出功率因數(shù)曲線圖kVARkWkVAR3.傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)的輸出特性2026/1/2416發(fā)電機(jī)輸出功率因數(shù)曲線（理論曲線）傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)的阻抗特性輸出阻抗對失真度的影響電源的輸出電壓THDU

取決于它自身的輸出阻抗2026/1/2417ZsZcZsZc%F(Hz)電源阻抗Zs與負(fù)載阻抗Zc的比值發(fā)電機(jī)變壓器自由頻率的脈寬調(diào)制UPS50_100_0150_50250500750*Zs表示變壓器、發(fā)電機(jī)、電源電纜等的阻抗*Zs表示UPS的阻抗

U=Z

I諧波頻率ZsZc容性負(fù)載對發(fā)電機(jī)運(yùn)行時的潛在威脅2026/1/2418容性負(fù)載500kVA400kVAUPS320kW

Cos

=0.9超前發(fā)電機(jī)可提供的容性功率：

113kVARmax負(fù)載需要的容性功率

=155kVAR解決方案：-增容到

675kVA發(fā)電機(jī)或-安裝SW

60A有源諧波調(diào)節(jié)器發(fā)電機(jī)與負(fù)載特性不能兼容容性負(fù)載對發(fā)電機(jī)運(yùn)行時的潛在威脅2026/1/2419容性負(fù)載500kVA400kVAUPS320kW

Cos

=0.9超前解決方案：-增容到

675kVA發(fā)電機(jī)2026/1/24204.新型恒定有功功率輸出的UPS有功功率在0.8滯后<Cos

<0.8

超前時不需要功率折算新型UPS輸出容量對Cos

的功率折算表采用新型的具有恒定有功功率輸出的UPS系列，以滿足所有類型的負(fù)載（包括刀片式服務(wù)器）供電在負(fù)載功率因數(shù)0.8滯后<Cos

<0.8

超前范圍內(nèi)，UPS輸出的有功功率基本保持不變，因此UPS容量無需功率折算2026/1/24214.新型恒定有功功率輸出的UPS2026/1/2422新型UPS輸出功率因數(shù)曲線圖1感性－滯后容性－超前100%kVACos

0,8Cos

0.7Cos

0.6Cos

0.80,20,40,60,810,20,80,60,41在0.8滯后<Cos

<0.8

超前的范圍內(nèi)，有功功率無需折算100%kWCos

0.9Cos

0.94.新型恒定有功功率輸出的UPSkVAR(%)kW(%)kVAR(%)Cos

0.80.20.40.60.82026/1/2423新型UPS輸出功率因數(shù)曲線圖2感性－滯后容性－超前100%kVACos

0,8Cos

0.7Cos

0.60,20,40,60,810,20,80,60,410.20.40.60.8在0.8滯后<Cos

<0.9

超前的范圍內(nèi)，有功功率無需折算100%kWCos

0.9Cos

0.94.新型恒定有功功率輸出的UPSkVAR(%)kW(%)kVAR(%)Cos

0.8Cos

0.80.87上例2:電容性負(fù)載負(fù)載:S=250kVA;PF=0.9超前;THDi=15%負(fù)載：P=SxFP=225kW

2026/1/24244.新型恒定有功功率輸出的UPS假設(shè)：S=250kVA,P=225kW,Cos=0.92超前2026/1/2425容性負(fù)載5.有源諧波調(diào)節(jié)器的解決方案SineWave有源諧波調(diào)節(jié)器，可以將負(fù)載超前的功率因數(shù)補(bǔ)償為近似阻性的功率因數(shù)：補(bǔ)償容性電流諧波成分被同時降低自適應(yīng)型調(diào)節(jié)系統(tǒng)500kVA400kVAUPS320kW

Cos

=0,9超前選擇SineWave=60A不使用SINEWAVEI1I2I3In電流114A101A88A59ATHDI21%23%16%相位22°超前20°超前22°超前功率因數(shù)PF0.93超前0.94超前0.93超前使用60ASINEWAVE電流108A96A87A16A(14AH1)THDI4%3%3%相位4°滯后8°滯后8°滯后功率因數(shù)PF10.99滯后0.99滯后2026/1/2426有源諧波調(diào)節(jié)器的應(yīng)用舉例：5.有源諧波調(diào)節(jié)器的解決方案要點(diǎn)回顧新型IT負(fù)載：輸入Cos從0.9超前至

1！使用Cos

(DPF而非功率因數(shù)PF)來評估：超前的容性負(fù)載所引起的功率折算基于容性負(fù)載在THDi<20%時，CosFP新型的UPS應(yīng)具有：Cos從0.8滯后到0.9超前時，恒定的有功功率帶容性負(fù)載時無需功率折算

2026/1/2427梅蘭日蘭創(chuàng)新、發(fā)展的40年2026/1/2428第一代三相

5-15kVAUPS由MerlinGerin設(shè)計生產(chǎn)2000196419962004Schneider重組電氣集團(tuán)1stLBO

創(chuàng)建MGEUPSSYSTEMS2ndLBO85%15%關(guān)于MGEUPSSYSTEMSMGE是全球最高可用性電源保護(hù)方案的領(lǐng)導(dǎo)者，無論是在工業(yè)領(lǐng)域、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)還是在通訊