本说明将有助于解释瓦特(W)与伏安(VA)之间的差异,并介绍这两个术语在电力保护设备的指定中是如何被正确和错误使用的。 许多人都对UPS按负载选型中所用的瓦特与伏安量度之间的差异感到困惑。许多UPS和负载设备制造商对这两个量度也未加区分,也加重了这种混淆。 #1 背景 计算设备所吸收的功率以瓦特或伏安(VA)表示。以 瓦特 为单位的功率是 设备所吸收的有功功率
本说明将有助于解释瓦特(W)与伏安(VA)之间的差异,并介绍这两个术语在电力保护设备的指定中是如何被正确和错误使用的。
许多人都对UPS按负载选型中所用的瓦特与伏安量度之间的差异感到困惑。许多UPS和负载设备制造商对这两个量度也未加区分,也加重了这种混淆。
#1 背景
计算设备所吸收的功率以瓦特或伏安(VA)表示。以 瓦特 为单位的功率是 设备所吸收的有功功率 。
伏安 被称为“ 视在功率 ”,是 施加在设备上的电压与设备所吸收电流之积 。
瓦特和伏安额定值均有其各自的用法和目的。
瓦特额定值确定的是 向公共电力公司所购买的实际功率,以及由设备产生的热负载。
伏安额定值用于 导线和断路器的选型 。
对于某些类型的电气负载,如白炽灯泡,伏安和瓦特额定值是相同的。
然而,对于计算机设备,瓦特和伏安额定值可能有很大差异, 伏安额定值总是大于或等于瓦特额定值 。瓦特与伏安额定值之比称为“ 功率因数 ”,以数字(如0.7)或百分比(如70%)形式表达。W(瓦)=VA(伏安)×cosφ,cosφ是功率因数。
#2 瓦特值不等于伏安值
所有包含计算机的信息技术设备均采用电子开关电源。
计算机开关电源有2种基本类型,分别称为:
1)功率因子校正电源
2)电容器输入电源
透过设备检查并不能知晓所采用的电源为何种类型,而且此信息通常并不在设备规范中提供。
功率因子校正(PFC)式电源于20世纪90年代中期引入,具有瓦特和伏安额定值相等的特性(功率因子为0.99至1.0)。
电容器输入式电源的特性是瓦特额定值在伏安额定值的0.55至0.75倍之间(功率因子为0.55至0.75)。
所有大型计算设备,如1996年之后生产的路由器、交换机、驱动器数组以及服务器等,均采用功率因子校正电源,因此这类设备的功率因子为1。
个人计算机、小型集线器以及个人计算机附件通常采用电容器输入式电源,因此这类设备的功率因子小于1,通常在0.65范围内。
在1996年之前生产的较大型设备通常也采用这类电源,功率因子也小于1。
UPS用户熟悉瓦特这个概念,然而用VA能更准确地表示 UPS和负载容量的匹配程度,因为决定UPS输出能力的是电流值(A),所以自然用VA表示更贴切。
#3 UPS的功率额定值
UPS有最高瓦特额定值和最高伏安额定值。UPS的瓦特和伏安额定值均不能被超出。
对于小型UPS系统,业界的事实标准是瓦特额定值约为伏安额定值的60%,这是普通个人计算机负载的典型功率因子值。
在某些情况下,UPS制造商仅会公布UPS的伏安额定值。对于仅有伏安额定值、针对计算机负载设计的小型UPS,假设UPS的瓦特额定值为所公布伏安额定值的60%较为合适。
对于较大型的UPS系统,则更多关注于UPS的瓦特额定值,且UPS的瓦特和伏安额定值要相等,因为典型负载的瓦特和伏安额定值是相等的。
#4 可能出现选型问题的实例
例1:
考虑一典型1000VA UPS的情形。使用者需要用该UPS对一900W加热器供电。该加热器的瓦特额定值为900W,伏安额定值为900VA,功率因子为1。
尽管负载的伏安额定值为900VA,处于UPS的伏安额定值以内,该UPS却可能不能对此负载供电。这是因为负载的900W额定值超出了UPS的瓦特额定值,后者最可能是1000VA的60%,即600W左右。
例2:
考虑一1000VA UPS的情形。使用者需要用该UPS对一900VA文件服务器供电。该档服务器采用功率因子校正电源,因此瓦特额定值为900W,伏安额定值为900VA。
尽管负载的伏安额定值为900VA,处于UPS的伏安额定值以内,该UPS却不能对此负载供电。这是因为负载的900W额定值超出了UPS的瓦特额定值,即1000VA的60%,600W左右。
#5 如何避免选型错误
使用专用的设备选型软件可有助于避免这些问题,因为负载功率值要根据所指定的设备加以确认。此外,程序还可以确保瓦特和伏安额定值都不会被超过。设备铭牌额定值经常以伏安为单位,这就使得瓦特额定值不容易知晓。如果采用设备铭牌额定值进行选型,用户在配置系统时按伏安额定值似乎选型正确,但实际上会超出UPS瓦特额定值。
在选型时让负载的伏安额定值不超过UPS伏安额定值的60%,就不会超出UPS的瓦特额定值。因此,除非您对负载的瓦特额定值有十足把握,最安全的方式是将负载铭牌额定值之和保持在UPS伏安额定值的60%以下。应该注意,这种保守的选型方式通常会引发UPS超型选择,且运行时间会超出预期。
计算机负载功耗资讯的规定方式经常不能实现UPS的简单选型。可能会将系统配置成表面上选型正确、实际上却会使UPS超载的情况。让UPS选型值稍稍超出设备铭牌额定值,可以确保系统的正常运行。超选型还可实现增加UPS备份时间的附加优点。
#6 结论
计算机负载功耗资讯的规定方式经常不能实现UPS的简单选型。可能会将系统配置成表面上选型正确、实际上却会使UPS超载的情况。让UPS选型值稍稍超出设备铭牌额定值,可以确保系统的正常运行。超选型还可实现增加UPS备份时间的附加优点。
文章选自施耐德第15号白皮书