三、对负载功率因数的误解

有的就误把UPS的负载功率因数称为UPS的输出功率因数。这种误解的来源大概认为UPS既然有输入功率因数就一定有输出功率因数，这样一来UPS的性质就有两种，从输入看进去是一种性质，从输出看进去又是另一种性质，误解了电路性质的唯一性。既然是UPS的输出功率因数，如前所述，如果UPS有输出100kVA的能力，那么应当在任何负载性质的条件下都可给出功率因数所指出的有功功率和无功功率。比如被称为输出功率因数的数值为0.8时，在任何负载性质的条件下都可给出80kW的有功功率和60kvar的无功功率。但实际上不是这样。比如往往出现这种情况，当负载功率因数为0.8的100kVAUPS在带线性负载时，就会因过载而转旁路，这是其一;其二，当用功率因数表测量UPS输出端时发现，在带线性负载时其功率因数值为1，当带二极管整流滤波输入的IT负载时其功率因数值又是0.7，怎么也出不来0.8!实际上这两种情况测得的都是负载的功率因数，所谓输出功率因数0.8根本就不会出现，除非带输入功率因数为0.8的负载时，但那时测得的也仍然是负载的功率因数。即，只要带负载测量，测得的就是负载的功率因数。这样一来，只有不带负载时才可测得UPS的“输出功率因数”，这时有功功率P的输出电流IP=0，视在功率S的输出电流IS=0，尽管二者的电压UP和US不为零，但根据式(1)

这个结果就是一个无理数。功率因数表测试根本就测不出任何值。也就是说所谓的“输出功率因数”没有任何操作性。
　　
　　2.负载功率因数的确定因素

那么负载功率因数为0.8的100kVAUPS在带线性负载时，为什么给不出80kW呢？一般这种情况下的工频机UPS设计是根据额定的有功功率选择逆变器，而无功功率部分由逆变器后面的电容器C来承担，如图3所示。在图中的逆变器功率选择就是根据负载功率因数设定的。这里是以负载功率因数为0.8的100kVAUPS为例的数字。逆变器是根据80kW选择的功率管，电容器C的容量是根据输出的无功功率60kvar选定的(当然还需另外加上滤波时所需的容量)。因为在全匹配负载时电容C的输出无功功率QC和负载上的容性无功功率负载上的感性无功功率QL绝对值相等而符号相反，完全互补(直接相减)，即：

而且C和L形成的回路电流并不流经逆变器，即无功电流不流经逆变器，UPS就是在这种设定条件下制造的。

图3一般工频机UPS与负载匹配情况下的主电路结构

所以在全匹配的条件下，负载功率因数为0.8的100kVAUPS能将80kW的有功功率和60kvar的无功功率全部输送给负载。即在UPS的负载功率因数与负载的输入功率因数完全匹配时，负载上得到的功率就是：

如果负载的输入功率因数与UPS的负载功率因数不相等，情形又会怎样呢？比如后面的负载是线性负载，即负载的输入功率因数=1，这种情况经常出现在UPS带假负载考机情况，如图4所示。在这里有一个很大的区别，负载中的电感部分没有了。这就造成了逆变器后面电容器C的无功功率再也不能向负载端提供的局面。由于60kvar的容抗XC是：

从上式可以看出，逆变器输出首先并联了一个小于1W的电抗，如果让逆变器输出端建立起220V的电压，首先要向电容C提供一个电流IC，其值的大小为：

而原来逆变器可以提供的电流IINV为：

很显然，必须从逆变器输出电流中减去上述的容性电流，余下的才是负载应得的电流Ir，即：

那么此时负载上能够得到的功率Pr就只有：

图4一般工频机UPS与线性负载不匹配情况下的主电路结构

或者用功率计算式得出同样的结果：

因此负载功率因数为0.8的100kVAUPS在带线性负载时，只能给出53kW的功率，在以往的机器中不止一次地证明了这个结论。也就是说当负载的输入功率因数不等于UPS的负载功率因数时，UPS就必须降额使用。这是一般规律，当然对不同负载功率因数的UPS有着不同的降额值。（御风）