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圖 3、圖 2 電流波形之頻譜 (ITHD=37.8%) 圖 4、節能模式 UPS 之供電路徑

100%
100% 旁路
90% (節能供電路徑，含諧波成分)
80%
70%
60% 負載
諧波量 50%
40% 34%
30%
20%
10% 8% 11% 5% 4% 7% Rectifier Inverter
0%
1st 3rd 5th 7th 9th 11th 13th 電池
諧波階數

圖 5、UPS 切換節能模式前後平均供電電流由 79A 變為 213A（提高約 1.7 倍）

400 400

UPS Load (%) INV ESM
350 UPS I/P Current (A) 350

300 300

250 250
UPS I/P Current(A) 200 200 UPS Load(%)

150 150

100 100

50 50

0 0
0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00

畸變功率因數彼此獨立，因此可個 載使用；隨著總功率因數下降，若 直流電轉換成交流電輸出，此兩個
別計算後相乘得到總功率因數，如 供應給負載的實功不變，則電力系 轉 換 過 程 (Double Conversion) 具
式 (5) 所示。由式 (5) 可清楚了解， 統所提供之電流會逐漸上升，造成 有隔離輸入與輸出電性的效果，意
諧波其實是總功率因數的一部份， 電力設備額外負擔。 即 INV 模式下的 UPS，其輸出負載
諧波越小，則總功率因數越高。 特性並不會影響變電站匯流排。但
(6)
UPS 切換至節能模式後，輸入與
了解功率因數與諧波之關係後，以 輸出直接透過旁路靜態開關導通，
..................................(5) 下接著說明 UPS 由 INV 模式 ( 或稱 負載特性會直接反映到變電站匯流
On-Line Mode) 切換到節能模式， 排，此種現象尤以高諧波、低功因
總功率因數亦可由功率來表示，如 負載的功率因數以及諧波如何影響 機台更為明顯。 圖 4 為 UPS 節能
式 (6) 所示，其物理意義為單位電 變電站供電品質。當 UPS 運轉於 模式下之供電路徑，此時整流器與
力容量 (VA) 可提供的實功 (W)。 INV 模 式 時， 整 流 器 (Rectifier) 會 逆變器處於休眠狀態，負載電流
當總功率因數為一時，電力系統可 將輸入的交流電轉換成直流電 (DC 全數經 UPS 旁路由變電站匯流排
用最小的電流傳遞最大的實功給負 Bus)， 再 透 過 逆 變 器 (Inverter) 將 供 應。 圖 5 為 一 UPS 由 INV 模 式

300mm FABS FACILITY JOURNAL MARCH 2018 73