Transcript Коэффициент мощности 0.9

Коэффициент
мощности 0.9
Ответственные компьютерные
нагрузки, серверы и другое ITоборудование, соответствующее
EN61000-3-2
© 2004 Eaton Corporation. All rights reserved.
Что такое коэффициент
мощности?
Коэффициент мощности определяется
отношением потребляемой нагрузкой
активной мощности (Ватты) к полной
мощности (Вольт-Амперы)
Коэффициент Активная мощность
мощности
Полная мощность
Разница между полной и активной
мощностями обусловлена разностью фаз
напряжения и тока, питающих нагрузку от
источника переменного напряжения
кВА
кВт
Коэффициент мощности
Пример 1:
Пример 2:
Резистивная нагрузка
Индуктивная нагрузка
– Нет сдвига по фазе
- Сдвиг по фазе
– Нет искажений
- Нет искажений
Пример 3:
S
Нелинейная нагрузка
Cos 
P
Q
– Сдвиг по фазе
– искажения формы (КНИ)
Что такое коэффициент
мощности?
Типичная
нагрузка
Лампы
Промышленные
накаливания
двигатели
IT серверы
(нелинейная нагрузка)
(линейная нагрузка)
Входное
напряжение
Входной ток
p.f. = 1
p.f. = коэффициент мощности
p.f. = 0.7
p.f. = 0.7
Категории нагрузок, питаемых от
ИБП
Характеристики
Линейные
Нелинейные
Синусоидальный ток
Несинусоидальный ток
им./не имеет сдвиг по фазе
искажения формы тока
потребления
Типичные нагрузки
лампы накаливания,
компьютеры, серверы,
двигатели переменного тока, большинство
нагреватели и т. д.
современных
электронных систем
Технологии
резистор, индуктивность
или емкость
импульсный блок
питания (конвертор)
Нелинейная нагрузка





Импульсные блоки питания и конверторы сами обычно служат причиной
помех, излучаемых в основную сеть в виде дополнительных гармоник тока,
что уменьшает коэффициент мощности и мешает работе чувствительной
электроники, питающейся от той же сети.
Низкое значение коэффициента мощности увеличивает полную
потребляемую мощность и приводит к перегрузкам сети.
Низкое значение PF заставляет увеличивать сечение питающих кабелей,
номиналы предохранителей и контакторов при той же мощности нагрузки
для прохождения большего значения тока.
Это приводит к неразумному увеличению стоимости системы.
Допустимые уровни PF для различных видов нагрузок
регламентируются стандартом EN 61000-3-2.
Допустимые значения
коэффициента мощности
Стандарт EN 61000-3-2 определяет приемлемый уровень гармоник тока,
поступающих от питаемого электрооборудования в сеть, и устанавливает
уровень коэффициента мощности в зависимости от мощности нагрузки
EN 61 000-3-2
lowest power factor
1
0,9
pf
0,8
pf
0,7
0,6
0,5
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
VA
Обычно коэффициент мощности современного
IT-оборудования равен 0.9
Коэффициент мощности нагрузки
Цепи коррекции входного коэффициента мощности (PFC) обеспечивают
соответствие уровня гармоник потребляемого тока требованиям EN
61000-3-2 и удерживают значения коэффициента мощности в приемлемых
пределах
Вход (традиционные
серверы)
вход
выход
Коэффициент мощности =
0.7
Вход (современные
серверы)
вход
выход
Коэффициент мощности
= 0.9
Цепи
коррекции PF
PFC = Коррекция входного коэффициента мощности
Выходной коэффициент мощности ИБП


ИБП с выходным коэффициентом мощности 0.9
отвечает требованиям современного ITоборудования
ИБП с коэффициентом мощности менее 0.9 может
питать нагрузку, но он должен иметь бóльшую
номинальную мощность


ИБП с коэффициентом мощности 1.0 не дает
никаких реальных преимуществ
Коэффициент мощности
нагрузки и мощность ИБП
В качестве примера рассмотрим три ИБП мощностью 10кВА с
различными значениями выходного коэффициента мощности и
попытаемся измерить мощность допустимой IT-нагрузки в кВт.
ИБП
A
B
C
Выходной PF
кВА/кВт
Может ли ИБП
поддерживать
нагрузку
мощностью 10
кВт?
10/9
0.9
10/8
0.8
10/10
1.0
НЕТ,
НЕТ,
НЕТ,
недост
аточно
кВА и
кВт
недост
аточно
кВА и
кВт
недоста
точно
кВА
Если мощность нагрузки 10 кВт, а ее коэффициент мощности
равен 0.9, то требуемый ток должен рассчитываться на основе
полной мощности нагрузки: 10 кВт / 0.9= 11,1 кВА
Коэффициент мощности
нагрузки и мощность ИБП
В качестве примера рассмотрим три ИБП мощностью 10кВА с
различными значениями выходного коэффициента мощности и
попытаемся измерить мощность допустимой IT-нагрузки в кВт.
ИБП
A
B
C
Выходной PF
кВА/кВт
Может ли ИБП
поддерживать
нагрузку 9.5 кВт?
10/9
0.9
10/8
0.8
10/10
НЕТ ,
недост
аточно
кВА и
кВт
НЕТ,
недост
аточно
кВА
и кВт
1.0
НЕТ,
недост
аточно
кВА
Если мощность нагрузки 9.5 кВт, а ее коэффициент мощности
равен 0.9, то требуемый ток должен рассчитываться на основе
полной мощности нагрузки: 9.5 кВт / 0.9= 10.6 кВА
Коэффициент мощности
нагрузки и мощность ИБП
В качестве примера рассмотрим три ИБП мощностью 10кВА с
различными значениями выходного коэффициента мощности и
попытаемся измерить мощность допустимой IT-нагрузки в кВт.
ИБП
A
B
C
Выходной PF
кВА/кВт
0.9
10/8
0.8
10/10
1.0
10/9
Может ИБП
НЕТ,
ДА
ДА
недостаточно
поддерживать
мощности
нагрузку мощностью
9 кВт?
Если мощность нагрузки 9 кВт, а ее коэффициент мощности равен
0.9, то требуемый ток должен рассчитываться на основе полной
мощности нагрузки: 9 кВт / 0.9= 10 кВА
ИБП типа A и C могут поддерживать одинаковые нагрузки!
Выходной коэффициент мощности, равный единице, это, скорее,
теоретический показатель, так как на практике добиться подобного
значения практически невозможно!
Заключение





Стандарт EN 61000-3-2 определяет допустимый
уровень коэффициента мощности нагрузки сети
Типовое значение коэффициента мощности
современного IT-оборудования - 0.9
Значение выходного коэффициента мощности ИБП
должно быть оптимизировано под коэффициент
мощности нагрузки
Слишком низкий коэффициент мощности => ИБП
должен иметь бóльшую номинальную мощность, более
мощные кабели и предохранители
Коэффициент мощности > 0.9 => нет реальных
преимуществ