Hvad betyder effektfaktor i forbindelse med en UPS?

Powerfaktor (pf) er forskellen mellem den faktiske forbrugte energi (watt) og den tilsyneladende effekt (volt multipliceret med ampere) i et vekselstrømskredsløb. Den beregnes som et decimaltal eller en procentdel mellem 0-1 pf og 0-100 %, dvs. 0,9 pF = 90 %.

Jo tættere effektfaktoren er på enheden (1 pf), jo tættere er de to bølgeformer i fase med hinanden, og enheden bruger strømmen mere effektivt, hvorfor effektfaktoren er relateret til UPS-effektiviteten.

Konventionen foreskriver, at induktive belastninger defineres som positiv reaktiv effekt, mens kapacitive belastninger defineres som negativ reaktiv effekt. Men effektfaktoren beskrives aldrig som positiv eller negativ, den er enten bagud eller forrest.

Laggende effektfaktor

Dette er belastninger, hvor den aktuelle bølgeform halter bagud i forhold til spændingen med en faktor svarende til belastningens reaktans, typisk mellem 0,5 og 0,95.

I nedenstående billede ville en belastning på 2300 VA med en forsinket 0,766 pf have en reel effektværdi på 1762 W (1,76 kW).

Unity Power Factor

Belastninger med unity power factor (1 pf) har strøm- og spændingsbølgeformerne i fase med hinanden. I eksemplet nedenfor har en belastning på 2300 VA med 1 pf en reel effektværdi på 2300 W (2,3 kW).

Ledende effektfaktor

Laster med en ledende effektfaktor har en strømbølgeform, der fører spændingen med en faktor svarende til belastningens reaktans, normalt mellem 0,8 og 0,95.

Ved anvendelse af de samme 2300 VA som i de foregående eksempler har en førende effektfaktor på 0,766 en reel effektværdi på 1762 W (1,76 kW).

Hvordan påvirker effektfaktoren UPS-systemets design?

Traditionelt blev UPS-systemer designet til at understøtte belastninger med enheds- eller forsinkelses-effektfaktor.

Midlertid kan moderne afbrydelsesfrie strømforsyninger nu også håndtere ledende effektfaktorer. Det kræver dog omhyggelig planlægning under installationen, da ledende effektfaktorer kan lægge en overbelastning på UPS’en, som den måske ikke kan genkende.

Blade servere er det bedste eksempel på en belastning med en ledende effektfaktor. De er i stand til at yde større behandlingseffekt på mindre rackplads end traditionelle filservere og er blevet bredt anvendt i telekommunikations- og datacentersektoren på grund af fordele som f.eks. forenklet kabelføring og reduceret strømforbrug.

Der er flere måder at forsøge at reducere virkningen af ledende effektfaktorer på, herunder at øge størrelsen af UPS’en, men den mest almindelige fremgangsmåde er at anvende aktive harmoniske filtre med effektfaktorkorrektion på udgangen.

Dette giver en mere acceptabel belastning af UPS’en, men det reducerer effektiviteten, optager mere gulvplads og øger kapitalomkostningerne.