Что такое ква в трансформаторе
В чем разница между кВА и кВт
Большинство производителей определяют потребляемую мощность своего оборудования в Ваттах.
В случае, если потребитель не имеет реактивной мощности (нагревательные приборы – такие как чайник, кипятильник, лампа накаливания, ТЭН), информация о коэффициенте мощности неактуальна, в виду того, что он равен единице. То есть в таком случае полная мощность, потребляемая прибором и необходимая для его эксплуатации, равна активной мощности в Ваттах.
Пример: В паспорте электрического чайника указана потребляемая мощность – 2 кВт. Это значит, что и полная мощность, необходимая для успешного функционирования прибора, составит 2 кВА.
Если же потребителем является прибор, имеющий в своем составе реактивное сопротивление (емкость, индуктивность), в технических данных всегда указывается мощность в Ваттах и значение коэффициента мощности для данного прибора. Это значение определяется параметрами самого прибора, а конкретно – соотношением его активных и реактивных сопротивлений.
Пример: В техническом паспорте перфоратора указана потребляемая мощность – 5 кВт и коэффициент мощности (Сos(fi)) – 0.85. Это значит, что полная мощность, необходимая для его работы, составит
Pполн.= 5/0.85= 5,89 кВА
При выборе генераторной установки часто возникает резонный вопрос – «Сколько же мощности она все-таки сможет выдать?». Это обусловлено тем, что в характеристиках генераторных установок указывается полная мощность в кВА. Ответом на этот вопрос и служит данная статья.
Пример: Генераторная установка мощностью 100 кВА. Если потребители будут иметь только активное сопротивление, то кВА=кВт. Если также будет присутствовать и реактивная составляющая, то надо учитывать коэффициент мощности нагрузки.
Что такое ква в трансформаторе
В разделе «Справочная информация» содержатся пояснения о различных терминах, используемых при описании технических характеристик оборудования, которые неподготовленному человеку бывает нелегко понять.
Различия «кВА» и «кВт»
Зачастую, в прайсах различных производителей электрическая мощность оборудования указывается не в привычных киловаттах (кВт), а в «загадочных» кВА (киловольт-амперах). Как же понять потребителю сколько «кВА» ему нужно?
Существует понятие активной (измеряется в кВт) и полной мощности (измеряется в кВА).
Полная и активная мощность — разные физические величины, имеющие размерность мощности. Для того, чтобы на маркировках различных электроприборов или в технической документации не требовалось лишний раз указывать, о какой мощности идёт речь, и при этом не спутать эти физические величины, в качестве единицы измерения полной мощности используют вольт-ампер вместо ватта.
Если рассматривать практическое значение полной мощности, то это величина, описывающая нагрузки, реально налагаемые потребителем на элементы подводящей электросети (провода, кабели, распределительные щиты, трансформаторы, линии электропередачи, генераторные установки…), так как эти нагрузки зависят от потребляемого тока, а не от фактически использованной потребителем энергии. Именно поэтому номинальная мощность трансформаторов и распределительных щитов измеряется в вольт-амперах, а не в ваттах.
Отношение активной мощности к полной мощности цепи называется коэффициентом мощности.
Коэффициент мощности ( cos фи) есть безразмерная физическая величина, характеризующая потребителя переменного электрического тока с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей. Коэффициент мощности показывает, насколько сдвигается по фазе переменный ток, протекающий через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения.
Численно коэффициент мощности равен косинусу этого фазового сдвига.
Значения коэффициента мощности:
Большинство производителей определяют потребляемую мощность своего оборудования в Ваттах.
В случае, если потребитель не имеет реактивной мощности (нагревательные приборы – такие как чайник, кипятильник, лампа накаливания, ТЭН), информация о коэффициенте мощности неактуальна, в виду того, что он равен единице. То есть в таком случае полная мощность, потребляемая прибором и необходимая для его эксплуатации, равна активной мощности в Ваттах.
Пример: В паспорте электрического чайника указана потребляемая мощность – 2 кВт. Это значит, что и полная мощность, необходимая для успешного функционирования прибора, составит 2 кВА.
Если же потребителем является прибор, имеющий в своем составе реактивное сопротивление (емкость, индуктивность), в технических данных всегда указывается мощность в Ваттах и значение коэффициента мощности для данного прибора. Это значение определяется параметрами самого прибора, а конкретно – соотношением его активных и реактивных сопротивлений.
Пример: В техническом паспорте перфоратора указана потребляемая мощность – 5 кВт и коэффициент мощности (Сos(fi)) – 0.85. Это значит, что полная мощность, необходимая для его работы, составит
P полн.= 5/0.85= 5,89 кВА
При выборе генераторной установки часто возникает резонный вопрос – «Сколько же мощности она все-таки сможет выдать?». Это обусловлено тем, что в характеристиках генераторных установок указывается полная мощность в кВА. Ответом на этот вопрос и служит данная статья.
Пример: Генераторная установка мощностью 100 кВА. Если потребители будут иметь только активное сопротивление, то кВА=кВт. Если также будет присутствовать и реактивная составляющая, то надо учитывать коэффициент мощности нагрузки.
Именно поэтому в характеристиках генераторных установок указывается полная мощность в кВА. А уж как Вы ее будете использовать – решать только Вам.
Почему мощность трансформатора измеряют в кВа, а двигателя в кВт
Существуют разные устройства, работающие от электрической сети переменного тока, и каждое из этих устройств индивидуально. Лампа накаливания, например, сразу преобразует энергию проходящего через нее электрического тока — в свет и тепло, при этом мы НЕ можем сказать, что какая-нибудь часть электрической энергии из лампы периодически возвращается обратно в сеть.
Сколько энергии в нить накаливания пришло — на столько лампа греет и светит. Если же начать пропускать через лампу большую мощность — она просто перегорит, но не сумеет вернуть излишки энергии в сеть.
Нагрузки такого рода называются активными нагрузками. Их мощность измеряется в ваттах (Вт), киловаттах (кВт) и т. д.
Однако встречаются и такие приборы, в которых часть полученной от сети электрической энергии переменного тока, прежде чем она будет необратимо преобразована в другой вид энергии (по-умолчанию — в полезную работу, такую как излучение, нагрев или перемещение тела), может накапливаться в форме энергии переменных электрических и (или) магнитных полей, колебаться, даже излучаться, при этом циркулировать между (источником) сетью и потребителем.
В таких случаях говорят, что устройство потребляет от сети полную мощность S такую-то, а активная мощность P — такая-то.
При этом активная мощность P измеряется в ваттах (Вт), киловаттах (кВт) и т. д., а полная мощность S — в вольт-амперах (ВА), киловольт-амперах (кВА) и т.д.
Активная мощность — это скорость преобразования в потребителе электрической энергии непосредственно в полезную работу.
Полная мощность — это мощность, которую к потребителю, для его нормальной работы, подает сеть переменного тока — действующее значение напряжения в вольтах умноженное на соответствующий ток в амперах.
Часть полной мощности, периодически возвращаемая в сеть, называется реактивной мощностью Q и измеряется в Вар (вольт-амперы реактивные), кВар и т.д.
Так вот, полезная работа электродвигателя переменного тока — это механическая нагрузка на его валу. Здесь по сути осуществляется перемещение тела под действием силы на определенное расстояние. Необратимо преобразуемая при этом энергия измеряется в джоулях (Дж), а скорость данного ежесекундного преобразования энергии — в ваттах.
При желании вычислить полную мощность для двигателя несложно, для этого достаточно разделить мощность двигателя в ваттах на косинус фи (обе эти цифры можно найти на идентификационной табличке конкретного двигателя).
В случае с трансформатором мы имеем дело с электромагнитным преобразующим устройством, где энергия подаваемого от сети переменного тока преобразуется в энергию переменного магнитного поля в сердечнике трансформатора, и за счет этого на вторичной обмотке трансформатора возникает переменное напряжение.
Вторичная же обмотка трансформатора может быть соединена как с чисто активной нагрузкой (такой как лампа накаливания), так и с нагрузкой имеющей существенную реактивную составляющую (такой как резонансный индукционный нагреватель и т.п.).
В любом случае трансформатор имеет номинальную полную мощность (измеряемую в ВА или кВА), которая может через него проходить, причем это относится не обязательно к цепи первичной обмотки, ведь значительная мощность может циркулировать и в цепи вторичной обмотки, тогда как первичная цепь будет потреблять из сети минимум тока (при этом сердечник будет испытывать то же магнитное действие, но от тока вторичной обмотки). Вот почему мощность трансформаторов (и генераторов) указывают в кВА.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Понятие номинальной мощности трансформатора, в чем указывается и измеряется
Для установки трансформатора необходимо рассчитывать его номинальную мощность. Выбор агрегата по данному показателю зависит от планируемых режимов работы, уровня нагрузки, условий и типа охлаждения прибора. При расчетах учитываются особенности измерения мощности трансформатора распределение нагрузки на составные части цепи при аварийной и стандартной работе прибора.
Понятие номинальной мощности трансформатора
Номинальная мощность трансформатора – это полная мощность, на которую рассчитан прибор его изготовителем. То есть, напряжение, которое в течение всего срока эксплуатации трансформатор выдерживает без перерыва.
Заводы дают гарантию службы от 20 до 25 лет.
Данный показатель всегда связан с температурным режимом работы: насколько допускается нагрев обмоток и при каких условиях охлаждается агрегат. При разных мощностях обмоток трансформатора номинальной считают наибольшую. В основном, в трансформаторах установлено масляное охлаждение, которое напрямую зависит от температуры окружающей среды.
Поскольку погодные условия постоянно изменяются, наибольший нагрев обмоток при максимальной теплоте воздуха считается верхним пределом среднего показателя сопротивления температуры, возможной для соблюдения безопасности.
У приборов с другим типом охлаждения в паспорте от производителя прописываются номинальные температурные условия.
Помимо номинальной, есть типовая мощность трансформатора, которая считается, как сумма величин нагрузки на все обмотки, поделенная на два. А максимальная нагрузка на обмотки рассчитывается, как произведение наибольшей величины тока на максимально разрешенное напряжение данной части цепи.
В чем измеряется и указывается
Номинальную мощность трансформаторов измеряют в кВА (киловольт-амперах), а не в кВТ (киловаттах). Эти два показателя отличаются друг от друга и не тождественны. Первый – это полная (номинальная) мощность, второй – активная. Номинальная потребляется в работу не в полном объеме, поскольку часть ее распространяется на электромагнитные поля цепи, и только оставшаяся часть – это активная мощность – действует по назначению.
Нагрузка на трансформатор обуславливается потребляемым током, а не энергией, которая используется фактически. То есть, полная мощность представляет собой все напряжение, налагаемое во время работы прибора на все составляющие электрической цепочки. Поэтому данную номинальную величину указывают в единицах вольт-ампер.
В работе электроприборов также учитывают коэффициент, который выражается в отношении активной к номинальной (cos фи). Данный коэффициент отражает величину сдвижения переменного тока по фазе относительно нагрузки, приложенной к ней.
Шкала стандартных мощностей силовых трансформаторов
На территории России используется единая шкала стандартных мощностей. Она разделяется на два шага: 1,35 и 1,6, каждый включает ряд величин, представленных в таблице ниже.
| Шаг 1,35. В кВА | Шаг 1,6. В кВА |
| 100 | 100 |
| 135 | 160 |
| 180 | 250 |
| 240 | 400 |
| 320 | 630 |
| 420 | 1000 |
| 560 | 1600 |
В настоящее время заводы выпускают трансформаторные подстанции (ТП), применяя мощности шага 1,6. Шкала шага 1,35 уже не используется на производствах, но старые установки, выпущенные в советское время, проектировались именно по этой шкале. При этом, исследования определили старые приборы как более выгодные, поскольку они могут работать в полную силу, в отличие от современных агрегатов.
При выборе разных видов приборов, учитывается, что они должны быть максимально близкими по наибольшему показателю нагрузки в обычном режиме и предельному напряжению в аварийном.
При выборе трансформаторов для промышленных производств важно учитывать их количество для рационального распределения электроэнергии и их типовые мощности при определенной номинальной нагрузке.
Пример выбора трансформатора
Выбрать трансформатор можно исходя из их конструктивного исполнения, ориентируясь на необходимые характеристики, или по номинальной нагрузке.
Выбор по конструктивному исполнению
Силовые трансформаторы бывают нескольких видов:
Масляные лучше остальных отводят тепло от сердечника и обмоток, составные части хорошо защищены от внешних воздействий. Также, данные трансформаторы меньше других по стоимости. К недостаткам относится необходимость установки в специальных помещениях или снаружи строений, из-за высокой вероятности возгорания или взрыва при поврежденной защите активных частей.
Сухие трансформаторы устанавливают в тех помещениях, где высокая вероятность возгорания и большое электрическое напряжение. Такие установки обладают повышенными огнеупорными свойствами благодаря жаропрочным изоляционным материалам. Но условия охлаждения уступают масляным, из-за чего плотность тока в обмотках меньше.
Агрегаты с негорючим диэлектриком обладают схожими огнеупорными свойствами с сухими, не наносят вред окружающей среде, за счет характеристик охлаждающей жидкостей и считаются более долговечными.
Выбор по мощности
Агрегаты для главных понизительных подстанций (ГПП) и цеховых трансформаторных подстанций выбирают по среднему напряжению за максимально загруженный период работы с контролем удельного расхода электроэнергии.
Фактор, которым характеризуется необходимая полная мощность трансформатора – это допустимое значение относительной аварийной нагрузки. Этот показатель регламентируется ГОСТом и определяется, как возможный тепловой износ изоляции агрегата за аварийный период с учетом температуры охлаждения, типа прибора и графика режима аварийной работы.
При определении необходимой номинальной нагрузки трансформатора используют два подхода, зависящие от наличия исходных данных:
кВа в кВт — как правильно перевести мощность
При определении такого понятия, как электрическая мощность, возникает некоторая путаница. Какую мощность подразумевает под собой обозначение кВА, а какая физическая величина обозначается в кВт? Отличие ква, расшифровка – киловольт-ампер (кВА), от квт (киловатт) существенное.
Понятия и термины
Полная мощность S(ква) электротока хотя и является внесистемной единицей, но на территории РФ имеет применение наряду с единицами СИ. Эту величину обозначают как В*А, в международном формате – V*A. При протекании в электроцепи тока переменной природы I= 1 А и U = 1 В полная S= 1ВА.
При движении постоянного электричества в замкнутом контуре речь может идти только об активной мощности P, она измеряется в ваттах (Вт).
Активная и реактивная энергия
Когда производится расчёт мощности электричества, отпускаемого потребителям, рассматривается S, требуемая для выполнения работы в цепях нагрузки. Она включает в себя две составляющие: активную и реактивную.
Активная нагрузка сети
Большое количество бытовых электроприборов является активной нагрузкой для электросети. Это подтверждается тем, что при преобразовании электроэнергии совершается полезная работа по превращению её в свет, тепло, звук и тому подобное. Утюги, обогреватели, осветительные приборы, электропечи – все они потребляют активную составляющую переменного тока.
Важно! Величина P, заявленная на приборе и выраженная в кВт, будет означать и то, что устройство потребляет полную мощность, которую выражают в кВА.
Реактивная нагрузка сети
Присутствие в электрических цепях индуктивных (трансформаторов, трёхфазных двигателей, бытовой радиоэлектроники) или ёмкостных элементов вызывает появление реактивной составляющей электротока. Она не делает полезной работы, а тратится на нагрев проводников и элементов цепи, это приводит к потерям.
Полная мощность
Чтобы понять, что такое ква, нужно разобраться с понятием S. В случае с переменным током она измеряется как произведение действующих величин: силы тока на участке и напряжения на концах этого участка.
Соотношение S и активной выражается через коэффициент cosϕ. Его значение обычно лежит в пределах от 0,5 до 0,9. На приборах, работа которых основана на использовании активной и реактивной составляющих, указываются следующие параметры:
Информация. Чтобы определить полную мощность S, используемую устройством, нужно P поделить на значение cosϕ.
Ква – что это за единица измерения? К примеру, на шильдике отрезной машинки заявлена потребляемая мощность 900 Вт (W), и cosϕ = 0,6. Тогда S инструмента будет 900/0,6 = 1500 ВА.
Чем выше коэффициент cosϕ у потребителя, тем ниже значение потерь мощности в питающей сети. На предприятиях, где преобладают реактивные виды нагрузок, приходится монтировать установки для компенсации реактивной мощности (индуктивного или ёмкостного типа).
Почему существуют разные мощности
Разница возникает потому, что потребители электроэнергии могут отличаться по виду нагрузки. Активные виды, получая энергию от источника, полностью трансформируют её в работу. У них нет никакого сдвига фаз, и синусоида тока повторяет синусоиду напряжения.
У реактивных видов нагрузок при получении энергии от источника они её сначала накапливают некоторое время. После чего отдают обратно в источник, тоже в течение некоторого времени. Возникает сдвиг фаз между синусоидами тока и напряжения в 900.
К сведению. Передача электроэнергии на расстояние к потребителю носит направленный характер. Такой возврат вреден для процесса. Поэтому реактивная часть S – одна из отрицательных характеристик электроцепей.
Разница кВА и кВт
Как известно, ква – это киловольт-ампер, кВт – это киловатт, в этом заключается существенная разница.
Как перевести кВА в кВт
Чтобы это сделать, можно выбрать несколько вариантов:
Любой из методов поможет конвертировать одну величину в другую.
При переводе значений ква в квт необходимо работать с одинаковым разрядом чисел. К примеру, пытаясь определить 10 ква – это сколько квт, нужно обратить внимание на приставку «кило». Она равна 1*103, например: 1 кВ = 1*103В. Это значит, что 10 кВА – это 1*104 ВА.
Всё зависит от того, с точностью до какого знака после запятой необходимо получить результат перевода одной величины в другую. Для получения информации и использования её в бытовой ситуации достаточно приблизительного перевода. В предварительных расчётах можно воспользоваться онлайн калькулятором. Для вычисления точных значений при проектированиях и расчётах сетей нужны математические вычисления.
Примеры расчетов
Ниже приведены практические применения расчётов. Рассматривается несколько вариантов.
Приближенный перевод кВа в кВт
В этом случае результат получается с маленькой величиной погрешности, которой можно пренебречь.
От полезной мощности S отнимается 20%, получают активную P. Если взять 1 кВА, то 20% от него будет 0,2 кВА. Следовательно, 1– 0,2 = 0,8. Значит, для быстрого приближённого перевода достаточно данное значение умножить на 0,8. К примеру, S = 300 kVA, значит, P = 300*0,8 = 240 kW.
Приближенный перевод кВт в Ква
В этом случае нужно производить обратные действия – прибавлять 20%, значит, уже делить на 0,8. Пусть P = 200 кВт, значит, S = 200/0,8 = 250 кВА.
Точный перевод формула перевода кВА в кВт
Для перевода ква в кВт можно использовать формулу, которая выглядит так:
Так можно перевести любые значения полной мощности в активную величину.
Формула перевода кВт в кВА
Переводить в обратном порядке нужно, изменив формулу:
Все параметры, входящие в неё, уже известны.
Внимание! Электросчетчик, установленный для измерения количества потребляемой энергии, подсчитывает, сколько квт в час подано абоненту электричества. Если абонент использует в своих нуждах потребители реактивного типа, то он заплатит за полную мощность. Она будет больше, чем практически потраченная её активная величина.
Практическое значение для обычных граждан, разница между этими двумя величинами существенны лишь при приобретении приборов и устройств. Не все обозначенные производителем данные указывают оба значения сразу. Чтобы понять, какую именно мощность выдаст тот или иной аппарат, нужно уметь перевести одну величину в другую.