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[!--downpath--]功率素数（Power是判断用电设备效率的系数，其大小与电路负载性质有关，如白炽灯、电阻炉等内阻负载的功率素数为1。通常，有感性负载的电路功率质数为1。大于1。功率质数小说明无功功率大，从而提高设备利用率，减少线路供电损耗。
网上也有很多关于幂素数讨论的文章，但是很多人误解了一些概念，会给系统的设计带来很大的危害，所以这里有必要澄清一下。
1. 幂素数的由来和意义（树鸟教育电气设计）
电场中存在三种基本类型的负载：内阻、电容和电感。 内阻是消耗电能的元件，电容和电感是储存电能的元件。 纯内阻负载上日常交流电的电流和电压同相，即相位差q=0°，如图1(a)所示； 交流在纯容性负载上的电流与电压的关系是电压超前电流为90°（q=90°），如图1（b）所示； 交流在纯感性负载上的电流与电压的关系是电压滞后于电流90°(q=-90°)，如图1(c)所示。
图1 不同性质负载的电压-电流关系
幂素数的定义是：
(1)
内阻负载上的有功功率为视在功率，即两者相等，故功率素数F=1。 纯容性和纯感性负载上电压和电流的相位差为90°，所以功率质数F=cosq=cos90°=0，即纯容性和纯感性负载上的有功功率为零。
从这里可以看出，它也是一个电源，对于不同类型的负载，输出功率的大小和性质是不同的。 因此，可以说负载的性质决定了电源的输出。 也就是说，电源的输出并不取决于电源本身，就像烟囱的热水流量取决于水龙头的开度一样。
从前面的讨论可以看出，幂素数是表征负载性质和大小的参数。 而通常所说的负载只有一种性质，就像一个人只有一个身份证号码一样。 这些性质的决定是从负载的输入端看的，称为负载的输入功率倍数。 当一个负载电路完成时，它的输入功率素数就确定了。
例如UPS作为上述市电或发电机的负载，如六脉波检测输入的UPS，其输入功率的素数为0.8。 例如，无论是市电电网还是其后的发电机，都必须增加需要输入的视在功率。 前置电源需要80kW的有功功率和80kW的无功功率。 如果UPS输入功率的素数为0.6输入电功率是什么意思，则需要向前置电源请求60kW的有功功率和无功功率。 对于这样的输出分配，上述电源是“无权”决定的。
2、表征UPS输出能力的参数——负载功率的素数
1、负载功率素数被误称为“输出功率素数”
UPS不能一对一制造，必须根据目前家电的模式和规模，提前预制一批或几批不同功率素数和功率大小的机器，为现货销售做准备在市场上。 预制一批或多批UPS的基础是负载功率倍增器。 当UPS负载功率的质数等于负载输入功率的质数时，称为完全匹配，UPS可以输出全部功率。 当遇到不匹配的负载时，必须降额使用。 图2为UPS负载功率素数与负载输入功率素数的关系。
图2 UPS负载功率素数与负载输入功率素数关系
有些人错误地将UPS负载功率的质数称为UPS输出功率的质数。 这些误解的根源在于，既然UPS有一个质数的输入功率，它就必须有一个质数的输出功率。 这样，UPS的属性就有两种，一种是来自输入，另一种是来自输出。 误解了电路性质的独特性。 既然是UPS输出功率的质数，前面说过，如果UPS有输出能力，在任何负载情况下，都应该能够给出功率质数所强调的有功功率和无功功率。 例如，当称为输出功率素数的值为0.8时，在任何负载性质的条件下都可以给出80kW的有功功率和80kW的无功功率。 但事实并非如此。 例如，这种情况经常发生。 负载功率素数为0.8的UPS在负载线性负载时，会因过载而切换到旁路。 这是第三个； 首先，用功率质数表检测UPS输出端，配线性负载时其电能质量值为1，配三极管检测IT负载时其电能质量值为0.7，检测输入，不能是0.8！ 其实这两种情况测得的值都是负载的功率素数，也就是所谓的输出功率素数0.8，根本不会出现，除非有输入功率素数为0.8的负载，但是则测得的功率素数始终为负载功率素数。 即只要检测到负载，测得的电能质量数就是负载。 这样UPS的“输出功率素数”只能在空载时测得。 此时有功功率P的输出电压IP=0，视在功率S的输出电压IS=0，虽然两者的电流UP和US不为零，但根据公式（1）
(2)
结果是一个无理数。 幂素数计测试根本测不出任何数值。 也就是说，所谓的“输出功率的素数”是没有可操作性的。
2.激励决定负载功率素数
为什么负载功率质数为0.8的UPS在负载线性负载时不能输出80kW？ 通常这些情况下工频机UPS的设计是根据额定有功功率选择逆变器，无功功率部分由逆变器前的电容C承担，如图3所示。逆变器功率图中的选择是根据负载功率的素数设置的。 以下是负载功率质数为 0.8 的 UPS 示例的数字。 逆变器是按80kW选择的功率管，电容C的容量按输出无功功率选择（实际上需要加上混频所需的容量）。 由于电容器C的输出无功功率QC与负载上的容性无功功率QC与负载上的感性无功功率QL在负载完全匹配时绝对值相等符号相反，因此完全互补（直接相加), 即: QC- QL=0
但C、L产生的回路电压不流经逆变器，即无功电压不流经逆变器，UPS就是在这些设定条件下制造的。
图3 正常工频UPS及负载匹配情况下的主要电路结构
因此，在完全匹配的情况下，负载功率素数为0.8的UPS可以将80kW的有功功率和无功功率全部输送给负载。 即当UPS负载功率的质数与负载输入功率的质数完全匹配时，负载上得到的功率为：
(3)
负载输入功率的质数不等于UPS负载功率的质数怎么办？ 例如，前面的负载是线性负载，即负载输入功率的质数为1。这些情况在UPS用假负载测试时经常出现，如图4所示。有一个这里有很大的不同，负载的感性部分消失了。 这导致逆变器旁边的电容器C的无功功率不能再提供给负载侧。 因为容抗 XC 为：
(4)
由上式可知，逆变器输出端先并联一个大于1W的检波器。 如果逆变器的输出端要建立220V的电流，首先要给电容C提供一个电压IC，其值为：
(5)
逆变器可提供的原始电压IINV为：
(6)
事实上，逆变器的输出电压必须除以上述容性电压，剩下的就是负载引起的电压Ir，即：
(7)
那么此时负载上所能得到的功率Pr只有：
Pr=241A´220V»53kW(8)
图4 工频机UPS不匹配线性负载时的主电路结构
或者使用功率估计器得到相同的结果：
(9)
因此，负载功率素数为0.8的UPS在负载线性负载时只能提供53kW的功率。 这个推论在往年的机器上不止一次被证明了。 也就是说，当负载输入功率的质数不等于UPS负载功率的质数时，UPS必须降额使用。 这是一个普遍的规则。 实际上，不同负载功率素数的UPS，其降额值是不同的。
3、对UPS电源质数的误解
正是因为有些用户把负载功率的质数误认为是UPS的“输出功率的质数”，不仅弄错了归属关系，还导致了一个根本不存在的概念。 既然是“UPS输出功率的素数”，那么UPS的输出功率就必须服从这个功率素数，也就是说“功率素数为0.8的UPS在使用时也应该给出80kW的输出功率。有一个线性负载”。 如果这些误解只是部分用户，那顶多是造成用户和供应商之间的矛盾。 但如果制定标准的人陷入这种误区，危害的将是全省UPS厂商。
比如原来的大功率UPS都是进口的。 带线性测试负载时，发现功率素数为0.8的UPS无法输出80kW，感觉厂家的产品不合格。 另外，厂家也说不出原因，所以只好加强逆变器的功率，也就是说逆变器也必须包括无功功率，即：
(10)
无形中，逆变器的成本降低了20%，但逆变器的驱动电路需要相应升级，也就是20%以上。 全省所有厂家都要这样，影响很大！ 这样就减少了80kW的输出功率，可惜负载功率的质数F不是0.8。 它不会对原来的无功功率，即一直保留的电容做任何改变。 这样，按照原来设计的负载功率的质数F，就变成了：
(11)
其实只要输出够80kW，这时候谁都不关心电能质量值。 如果真有人看到这个，你觉得这个UPS只要给68.4kW就能达标吗！
实际上，不应该进行这样的更改。 首先，它损害了制造商的利益。 二是不符合科学原理。 甚至有人说：如果大多数人都同意这样做输入电功率是什么意思，那就对了。 要知道，科学问题不是举手表决就能解决的。 一个自由落体的苹果会掉到地上，再多的人举手投票也不会飞上天。
与负载功率质数并列的一个量是UPS输出电流的纹波畸变率。 有人将两者混淆，认为只要输出电流的纹波失真符合要求，那么负载功率的素数就知道了。 其实在产品设计上，负载功率素数与纹波失真之间似乎有某种联系，但它们不是一回事，考虑的因素也不同。 波纹失真就像是判断外套做工好不好，缝线是否严密，款式好不好。 幂素数表示是男装还是女装，是什么尺码的衣服等等。 因此，这两项指标不应偏袒另一项，甚至放弃其中一项。
更让人不放心的是，仍有部分读者认为素数的幂次方是百分比。 经常看到有人问：你们UPS输入功率的质数百分比是多少？ 这从前面估计有功功率和无功功率是正交的可以清楚地听到。 由式（11）还可以看出，视在功率、有功功率和无功功率之间的关系是直角三角形勾股弦的关系。 因此，有功功率和无功功率不能直接相加或相减。 比如前面的例子，如果把80kW当成80%，那么就是60%，这样有功功率和无功功率之和就是140%，其实是错误的。 如果这个最基本的基本概念不清楚，其他概念就很难理解！
