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[!--downpath--]功率素數（Power是判斷用電設備效率的系數，其大小與電路負載性質有關，如白熾燈、電阻爐等內阻負載的功率素數??為1。通常，有感性負載的電路功率質數為1。大于1。功率質數小說明無功功率大，從而提高設備利用率，減少線路供電損耗。
網上也有很多關于冪素數討論的文章，??但是很多人誤解了一些概念，會給系統的設計帶來很大的危害，所以這里有必要澄清一下。
1. 冪素數的由來和意義（樹鳥教育電氣設計）
電場中存在三種基本類型的負載：內阻、電容和電感。 內阻是消耗電能的元件，電容和電感是儲存電能的元件。 純內阻負載上日常交流電的電流和電壓同相，即相位差q=0°，如圖1(a)所示； 交流在純容性負載上的電流與電壓的關系是電壓超前電流為90°（q=90°），如圖1（b）所示； 交流在純感性負載上的電流與電壓的關系是電壓滯后于電流90°(q=-90°)，如圖1(c)所示。
圖1 不同性質負載的電壓-電流關系
冪素數的定義是：
(1)
內阻負載上的有功功率為視在功率，即兩者相等，故功率素數F=1。 純容性和純感性負載上電壓和電流的相位差為90°，所以功率質數F=cosq=cos90°=0，即純容性和純感性負載上的有功功率為零。
從這里可以看出，它也是一個電源，對于不同類型的負載，輸出功率的大小和性質是不同的。 因此，可以說負載的性質決定了電源的輸出。 也就是說，電源的輸出并不取決于電源本身，就像煙囪的熱水流量取決于水龍頭的開度一樣。
從前面的討論可以看出，冪素數是表征負載性質和大小的參數。 而通常所說的負載只有一種性質，就像一個人只有一個身份證號碼一樣。 這些性質的決定是從負載的輸入端看的，稱為負載的輸入功率倍數。 當一個負載電路完成時，它的輸入功率素數就確定了。
例如UPS作為上述市電或發電機的負載，如六脈波檢測輸入的UPS，其輸入功率的素數為0.8。 例如，無論是市電電網還是其后的發電機，都必須增加需要輸入的視在功率。 前置電源需要80kW的有功功率和80kW的無功功率。 如果UPS輸入功率的素數為0.6輸入電功率是什么意思，則需要向前置電源請求60kW的有功功率和無功功率。 對于這樣的輸出分配，上述電源是“無權”決定的。
2、表征UPS輸出能力的參數——負載功率的素數
1、負載功率素數被誤稱為“輸出功率素數”
UPS不能一對一制造，必須根據目前家電的模式和規模，提前預制一批或幾批不同功率素數和功率大小的機器，為現貨銷售做準備在市場上。 預制一批或多批UPS的基礎是負載功率倍增器。 當UPS負載功率的質數等于負載輸入功率的質數時，稱為完全匹配，UPS可以輸出全部功率。 當遇到不匹配的負載時，必須降額使用。 圖2為UPS負載功率素數與負載輸入功率素數的關系。
圖2 UPS負載功率素數與負載輸入功率素數關系
有些人錯誤地將UPS負載功率的質數稱為UPS輸出功率的質數。 這些誤解的根源在于，既然UPS有一個質數的輸入功率，它就必須有一個質數的輸出功率。 這樣，UPS的屬性就有兩種，一種是來自輸入，另一種是來自輸出。 誤解了電路性質的獨特性。 既然是UPS輸出功率的質數，前面說過，如果UPS有輸出能力，在任何負載情況下，都應該能夠給出功率質數所強調的有功功率和無功功率。 例如，當稱為輸出功率素數的值為0.8時，在任何負載性質的條件下都可以給出80kW的有功功率和80kW的無功功率。 但事實并非如此。 例如，這種情況經常發生。 負載功率素數為0.8的UPS在負載線性負載時，會因過載而切換到旁路。 這是第三個； 首先，用功率質數表檢測UPS輸出端，配線性負載時其電能質量值為1，配三極管檢測IT負載時其電能質量值為0.7，檢測輸入，不能是0.8！ 其實這兩種情況測得的值都是負載的功率素數??，也就是所謂的輸出功率素數0.8，根本不會出現，除非有輸入功率素數為0.8的負載，但是則測得的功率素數??始終為負載功率素數。 即只要檢測到負載，測得的電能質量數就是負載。 這樣UPS的“輸出功率素數”只能在空載時測得。 此時有功功率P的輸出電壓IP=0，視在功率S的輸出電壓IS=0，雖然兩者的電流UP和US不為零，但根據公式（1）
(2)
結果是一個無理數。 冪素數計測試根本測不出任何數值。 也就是說，所謂的“輸出功率的素數”是沒有可操作性的。
2.激勵決定負載功率素數
為什么負載功率質數為0.8的UPS在負載線性負載時不能輸出80kW？ 通常這些情況下工頻機UPS的設計是根據額定有功功率選擇逆變器，無功功率部分由逆變器前的電容C承擔，如圖3所示。逆變器功率圖中的選擇是根據負載功率的素數設置的。 以下是負載功率質數為 0.8 的 UPS 示例的數字。 逆變器是按80kW選擇的功率管，電容C的容量按輸出無功功率選擇（實際上需要加上混頻所需的容量）。 由于電容器C的輸出無功功率QC與負載上的容性無功功率QC與負載上的感性無功功率QL在負載完全匹配時絕對值相等符號相反，因此完全互補（直接相加), 即: QC- QL=0
但C、L產生的回路電壓不流經逆變器，即無功電壓不流經逆變器，UPS就是在這些設定條件下制造的。
圖3 正常工頻UPS及負載匹配情況下的主要電路結構
因此，在完全匹配的情況下，負載功率素數為0.8的UPS可以將80kW的有功功率和無功功率全部輸送給負載。 即當UPS負載功率的質數與負載輸入功率的質數完全匹配時，負載上得到的功率為：
(3)
負載輸入功率的質數不等于UPS負載功率的質數怎么辦？ 例如，前面的負載是線性負載，即負載輸入功率的質數為1。這些情況在UPS用假負載測試時經常出現，如圖4所示。有一個這里有很大的不同，負載的感性部分消失了。 這導致逆變器旁邊的電容器C的無功功率不能再提供給負載側。 因為容抗 XC 為：
(4)
由上式可知，逆變器輸出端先并聯一個大于1W的檢波器。 如果逆變器的輸出端要建立220V的電流，首先要給電容C提供一個電壓IC，其值為：
(5)
逆變器可提供的原始電壓IINV為：
(6)
事實上，逆變器的輸出電壓必須除以上述容性電壓，剩下的就是負載引起的電壓Ir，即：
(7)
那么此時負載上所能得到的功率Pr只有：
Pr=241A′220V?53kW(8)
圖4 工頻機UPS不匹配線性負載時的主電路結構
或者使用功率估計器得到相同的結果：
(9)
因此，負載功率素數為0.8的UPS在負載線性負載時只能提供53kW的功率。 這個推論在往年的機器上不止一次被證明了。 也就是說，當負載輸入功率的質數不等于UPS負載功率的質數時，UPS必須降額使用。 這是一個普遍的規則。 實際上，不同負載功率素數的UPS，其降額值是不同的。
3、對UPS電源質數的誤解
正是因為有些用戶把負載功率的質數誤認為是UPS的“輸出功率的質數”，不僅弄錯了歸屬關系，還導致了一個根本不存在的概念。 既然是“UPS輸出功率的素數”，那么UPS的輸出功率就必須服從這個功率素數，也就是說“功率素數為0.8的UPS在使用時也應該給出80kW的輸出功率。有一個線性負載”。 如果這些誤解只是部分用戶，那頂多是造成用戶和供應商之間的矛盾。 但如果制定標準的人陷入這種誤區，危害的將是全省UPS廠商。
比如原來的大功率UPS都是進口的。 帶線性測試負載時，發現功率素數為0.8的UPS無法輸出80kW，感覺廠家的產品不合格。 另外，廠家也說不出原因，所以只好加強逆變器的功率，也就是說逆變器也必須包括無功功率，即：
(10)
無形中，逆變器的成本降低了20%，但逆變器的驅動電路需要相應升級，也就是20%以上。 全省所有廠家都要這樣，影響很大！ 這樣就減少了80kW的輸出功率，可惜負載功率的質數F不是0.8。 它不會對原來的無功功率，即一直保留的電容做任何改變。 這樣，按照原來設計的負載功率的質數F，就變成了：
(11)
其實只要輸出夠80kW，這時候誰都不關心電能質量值。 如果真有人看到這個，你覺得這個UPS只要給68.4kW就能達標嗎！
實際上，不應該進行這樣的更改。 首先，它損害了制造商的利益。 二是不符合科學原理。 甚至有人說：如果大多數人都同意這樣做輸入電功率是什么意思，那就對了。 要知道，科學問題不是舉手表決就能解決的。 一個自由落體的蘋果會掉到地上，再多的人舉手投票也不會飛上天。
與負載功率質數并列的一個量是UPS輸出電流的紋波畸變率。 有人將兩者混淆，認為只要輸出電流的紋波失真符合要求，那么負載功率的素數就知道了。 其實在產品設計上，負載功率素數與紋波失真之間似乎有某種聯系，但它們不是一回事，考慮的因素也不同。 波紋失真就像是判斷外套做工好不好，縫線是否嚴密，款式好不好。 冪素數表示是男裝還是女裝，是什么尺碼的衣服等等。 因此，這兩項指標不應偏袒另一項，甚至放棄其中一項。
更讓人不放心的是，仍有部分讀者認為素數的冪次方是百分比。 經常看到有人問：你們UPS輸入功率的質數百分比是多少？ 這從前面估計有功功率和無功功率是正交的可以清楚地聽到。 由式（11）還可以看出，視在功率、有功功率和無功功率之間的關系是直角三角形勾股弦的關系。 因此，有功功率和無功功率不能直接相加或相減。 比如前面的例子，如果把80kW當成80%，那么就是60%，這樣有功功率和無功功率之和就是140%，其實是錯誤的。 如果這個最基本的基本概念不清楚，其他概念就很難理解！
