¿Qué es el kvar? ¿Qué son kVA y kW? Cómo convertir kW a kVA Kilovoltios amperios reactivos.

En este artículo veremos qué son kVA, kW, kVAr. ¿Qué significa cada cantidad y cuál es el significado físico de estas cantidades?
¿Qué es KVA? KVA es la palabra más misteriosa para el consumidor de electricidad, además de la más importante. Para ser precisos, deberíamos descartar el prefijo kilo- (10 3) y obtener el valor original (unidad de medida) VA, (VA), Volt-Amperios. Este valor caracteriza Potencia eléctrica total, teniendo una designación de letra aceptada según el sistema - S. La potencia eléctrica total es la suma geométrica de la potencia activa y reactiva., encontrado a partir de la relación: S2 =P2 +Q2, o de las siguientes relaciones: S=P/ o S=Q/pecado(φ). El significado físico de potencia total es describir el consumo total de energía eléctrica para realizar cualquier acción por parte de un aparato eléctrico.

La relación de potencia se puede representar como un Triángulo de Potencia. En el triángulo, las letras S(VA), P(W), Q(VAr) indican potencia total, activa y reactiva, respectivamente. φ es el ángulo de desfase entre la tensión U(V) y la corriente I(A), que es esencialmente responsable de aumentar la potencia total de una instalación eléctrica. El rendimiento máximo de la instalación eléctrica será de tendiendo a 1.

¿Qué son los kW? kW es una palabra tan misteriosa como kVA. Nuevamente descartamos el prefijo kilo- (10 3) y obtenemos el valor original (unidad de medida) W, (W), Watt. Este valor caracteriza la potencia eléctrica consumida Activa, la cual tiene una designación de letras aceptada según el sistema. -PAG. La potencia eléctrica activa consumida es la diferencia geométrica entre la potencia total y la reactiva., encontrado a partir de la relación: P2 =S2-Q2 P=P* .
La potencia activa se puede describir como la parte de la potencia total gastada para realizar una acción útil por parte de un aparato eléctrico. Aquellos. hacer un trabajo "útil".
La designación menos utilizada sigue siendo: kVAR. Nuevamente, descartemos el prefijo kilo- (10 3) y obtengamos el valor original (unidad de medida) VAR, (VAR), voltamperio reactivo. Este valor caracteriza la potencia eléctrica reactiva, la cual tiene una designación de letras aceptada según el sistema. - P. La potencia eléctrica reactiva es la diferencia geométrica entre la potencia total y activa., encontrado a partir de la relación: Q 2 =S 2 -P 2, o de la siguiente relación: Q =S* pecado(φ).
La potencia reactiva puede tener o carácter.
Un ejemplo típico de reacción de una instalación eléctrica: una línea aérea respecto a “tierra” se caracteriza por un componente capacitivo; se puede considerar como un condensador plano con un espacio de aire entre las “placas”; mientras que el rotor del motor tiene un marcado carácter inductivo, presentándonos como un inductor bobinado.
La potencia reactiva se puede describir como la parte de la potencia total gastada en procesos transitorios que contienen. A diferencia de la potencia activa, la potencia reactiva no realiza un trabajo "útil" cuando un aparato eléctrico está en funcionamiento.
Resumamos: Cualquier instalación eléctrica se caracteriza por dos indicadores principales de los siguientes: potencia (plena (kVA), activa (kW)) y el coseno del ángulo de cambio de voltaje con respecto a la corriente. . Las proporciones de valor se dan en el artículo anterior. El significado físico de Poder Activo es la realización de un trabajo “útil”; Reactivo: gastar parte de la energía en procesos transitorios, la mayoría de las veces son pérdidas debido a la inversión de la magnetización.

Ejemplos de obtención de una cantidad a partir de otra:
Instalación eléctrica dada. con indicadores: potencia activa (P) - 15 kW, Cos(φ)=0,91. Así, la potencia total (S) será - P/Cos(φ)=15/0,91=16,48 kVA. La corriente de funcionamiento de una instalación eléctrica siempre está basada en la potencia total (S) y es para una red monofásica - I=S/U=15/0,22=68,18A, para una red trifásica - I=S/ (U*(3)^0, 5))=15/(0,38*1,73205)=22,81A.
Instalación eléctrica dada. con indicadores: potencia total (S) - 10 kVA, Cos(φ)=0,91. Por tanto, el componente activo de la potencia (P) será - S*Cos(φ)=10*0,91=9,1 kW.
Instalación eléctrica dada.- TP 2x630 kVA con indicadores: potencia total (S) - 2x630 kVA, se debe asignar potencia activa. Para viviendas de varios apartamentos con cocinas eléctricas, aplicamos Cos(φ) = 0,92. Por tanto, el componente activo de la potencia (P) será - S*Cos(φ)=2*630*0,92=1159,2 kW.

La unidad básica de medida de potencia para equipos eléctricos es kW (kilovatio). Pero hay otra unidad de potencia que no todo el mundo conoce: kvar.

kvar (kilovar)– unidad de medida de potencia reactiva (voltiamperios reactivos – var, kilovoltiamperios reactivos – kvar). De acuerdo con los requisitos de la Norma Internacional para Unidades de Sistemas de Medida SI, la unidad de medida de potencia reactiva se escribe "var" (y, en consecuencia, "kvar"). Sin embargo, la denominación "kvar" se utiliza mucho. Esta designación se debe al hecho de que la unidad de medida del SI para la potencia total es VA. En la literatura extranjera, la designación generalmente aceptada para la unidad de medida de potencia reactiva es " kvar". La unidad de medida de la potencia reactiva se equipara a unidades que no pertenecen al sistema, aceptables para su uso junto con las unidades SI.

Los receptores de alimentación de CA consumen tanto energía activa como reactiva. La relación de potencia de un circuito de CA se puede representar como un triángulo de potencia.

En el triángulo de potencia, las letras P, Q y S indican potencia activa, reactiva y aparente, respectivamente, φ es el desfase entre la corriente (I) y el voltaje (U).

El valor de la potencia reactiva Q (kVAr) se utiliza para determinar la potencia aparente de la instalación S (kVA), que en la práctica se requiere, por ejemplo, al calcular la potencia aparente de un transformador que alimenta un equipo. Si consideramos el triángulo de potencia con más detalle, es obvio que compensando la potencia reactiva también reduciremos el consumo de potencia total.

Es extremadamente rentable para las empresas consumir energía reactiva de la red de suministro, ya que esto requiere aumentar las secciones transversales de los cables de suministro y aumentar la potencia de los generadores y transformadores. Hay formas de recibirlo (generarlo) directamente del consumidor. La forma más común y eficaz es utilizar unidades de condensadores. Dado que la función principal que realizan las unidades de condensadores es la compensación de potencia reactiva, la unidad de potencia generalmente aceptada es kVAR, y no kW, como ocurre con todos los demás equipos eléctricos.

Dependiendo de la naturaleza de la carga, las empresas pueden utilizar tanto unidades de condensadores no regulados como unidades con regulación automática. En redes con cargas muy variables, se utilizan instalaciones controladas por tiristores, que permiten conectar y desconectar condensadores casi instantáneamente.

El elemento de trabajo de cualquier instalación de condensadores es un condensador de fase (coseno). La característica principal de estos condensadores es la potencia (kVAr) y no la capacitancia (μF), como ocurre con otros tipos de condensadores. Sin embargo, el funcionamiento de los condensadores coseno y convencionales se basa en los mismos principios físicos. Por tanto, la potencia de los condensadores de coseno, expresada en kVAr, se puede convertir en capacitancia y viceversa, utilizando tablas de correspondencia o fórmulas de conversión. La potencia en kVAr es directamente proporcional a la capacitancia del condensador (μF), la frecuencia (Hz) y el cuadrado de la tensión (V) de la red de suministro. El rango estándar de potencias nominales de los condensadores para la clase de 0,4 kV oscila entre 1,5 y 50 kVAr, y para la clase de 6 a 10 kV, entre 50 y 600 kVAr.

Un indicador importante de la eficiencia energética es el equivalente económico de la potencia reactiva kE (kW/kVAr). Se define como una reducción de las pérdidas de potencia activa hasta una reducción del consumo de potencia reactiva.

Valores del equivalente económico de potencia reactiva

Características de transformadores y sistemas de suministro de energía.	Con carga máxima del sistema (kW/kVAr)	Con carga mínima del sistema (kW/kVAr)
Transformadores alimentados directamente desde los autobuses de la estación utilizando voltaje del generador.	0,02	0,02
Transformadores de red alimentados por una planta de energía que utiliza voltaje de generador (por ejemplo, transformadores industriales alimentados por plantas de energía de fábrica o ciudad)	0,07	0,04
Transformadores reductores de 110-35 kV, alimentados desde redes distritales.	0,1	0,06
Transformadores reductores de 6-10 kV, alimentados desde redes distritales.	0,15	0,1
Transformadores reductores alimentados desde redes distritales, cuya carga reactiva está cubierta por compensadores síncronos.	0,05	0,03

También existen unidades de medida de potencia reactiva "más grandes", por ejemplo megavar (Mvar). 1 Mvar es igual a 1000 kVAr. Los megavars suelen medir la potencia de sistemas especiales de compensación de potencia reactiva de alto voltaje: bancos de condensadores estáticos (SCB).

Cuando hablamos de potencia de los aparatos eléctricos, normalmente nos referimos a energía activa. Pero muchos dispositivos también consumen energía reactiva. Este artículo explica qué son los kVA y en qué se diferencian los kVA de los kW.

Energía activa y reactiva.

En una red de corriente alterna, la magnitud de la corriente y el voltaje varía de forma sinusoidal con la frecuencia de la red. Esto se puede ver en la pantalla del osciloscopio. Todos los tipos de consumidores se pueden dividir en tres categorías:

• Las resistencias, o resistencias activas, consumen solo corriente activa. Se trata de lámparas incandescentes, estufas eléctricas y dispositivos similares. La principal diferencia es la coincidencia de fases de corriente y voltaje;
• Choques, inductores, transformadores y motores eléctricos asíncronos utilizan energía reactiva y la convierten en campos magnéticos y EMF inversos. En estos dispositivos, la corriente está desfasada 90 grados con respecto al voltaje;
• Condensadores: convierten el voltaje en campos eléctricos. En redes de corriente alterna se utilizan en compensadores de potencia reactiva o como resistencias limitadoras de corriente. En tales dispositivos, la corriente adelanta al voltaje 90 grados.

¡Importante! Los condensadores e inductores desplazan la corriente en relación con el voltaje en direcciones opuestas y, cuando se conectan a la misma red, se cancelan entre sí.

Activa es la energía liberada ante una resistencia activa, como una lámpara incandescente, un calentador eléctrico y otros aparatos eléctricos similares. En ellos coinciden las fases de corriente y tensión, y toda la energía es aprovechada por el aparato eléctrico. En este caso, las diferencias entre kilovatios y kilovoltios-amperios desaparecen.

Además de la energía activa, existe la energía reactiva. Es utilizado por dispositivos cuyo diseño contiene condensadores o bobinas con resistencia inductiva, motores eléctricos, transformadores o choques. Los cables largos también lo tienen, pero la diferencia con un dispositivo con resistencia puramente activa es pequeña y se tiene en cuenta sólo a la hora de diseñar líneas eléctricas largas o en dispositivos de alta frecuencia.

Poder completo

En condiciones reales, las cargas puramente resistivas, capacitivas o inductivas son muy raras. Normalmente, todos los aparatos eléctricos utilizan potencia activa (P) junto con potencia reactiva (Q). Esta es la potencia total, denominada “S”.

Para calcular estos parámetros se utilizan las siguientes fórmulas, que es necesario conocer para poder realizar, si es necesario convertir kVA a kW y viceversa:

• Activa es la energía útil convertida en trabajo, expresada en W o kW.

KVA se puede convertir a kW usando la fórmula:

donde “φ” es el ángulo entre la corriente y el voltaje.

Estas unidades miden la carga útil de motores eléctricos y otros dispositivos;

• Capacitivo o inductivo:

Muestra la pérdida de energía debido a campos eléctricos y magnéticos. Unidad de medida – kVar (kilovoltiamperios reactivos);

• Lleno:

1. U – tensión de red,
2. I – corriente a través del dispositivo.

Representa el consumo total de energía eléctrica de un dispositivo y se expresa en VA o kVA (kilovoltios-amperios). Los parámetros del transformador se expresan en estas unidades, por ejemplo, 1 kVA o 1000 kVA.

Para tu información. Estos dispositivos de 6000/0,4 kV y una potencia de 1000 kVA se encuentran entre los más comunes para alimentar equipos eléctricos de empresas y barrios residenciales.

Kvar, kVA y kW están relacionados mediante una fórmula similar al famoso teorema de Pitágoras (pantalones de Pitágoras):

¡Importante! Cabe señalar que un motor eléctrico de 10 kW no se puede conectar a un transformador de 10 kVA, ya que la electricidad consumida por este dispositivo, teniendo en cuenta cosφ, será de unos 14 kilovoltios-amperios.

Llevando cosφ a 1

La energía reactiva utilizada por los consumidores crea una carga adicional en el cable y el equipo de arranque. Además, hay que pagar por él, al igual que por uno activo, y en los generadores portátiles la falta de compensación aumenta el consumo de combustible. Pero esto se puede compensar mediante el uso de dispositivos especiales.

Consumidores que necesitan compensación cosφ

Uno de los principales consumidores de energía reactiva son los motores eléctricos asíncronos, que consumen hasta el 40% de toda la electricidad. El Cosφ de estos dispositivos es de aproximadamente 0,7-0,8 con carga nominal y cae a 0,2-0,4 en reposo. Esto se debe a la presencia en la estructura de devanados que crean un campo magnético.

Otro tipo de dispositivo son los transformadores, cuyo cosφ cae y el consumo de energía reactiva aumenta en los dispositivos descargados.

Dispositivos de compensación

Para la compensación se utilizan diferentes tipos de dispositivos:

• Motores sincrónicos. Cuando se suministra al devanado de excitación una tensión superior a la tensión nominal, compensan la energía inductiva. Esto le permite mejorar los parámetros de la red sin costos adicionales. Al reemplazar algunos motores asíncronos por motores síncronos, las capacidades de compensación aumentarán, pero esto requerirá costos adicionales de instalación y operación. La potencia de estos motores eléctricos alcanza varios miles de kilovoltios;
• Compensadores sincrónicos. Estos motores eléctricos síncronos tienen un diseño simplificado y una potencia de hasta 100 kilovoltios-amperios, no están destinados a accionar ningún mecanismo y funcionan en el modo X.X. Su finalidad es compensar la energía reactiva. Durante el funcionamiento, estos dispositivos utilizan entre el 2 y el 4% de la energía activa de la cantidad de energía compensada. El proceso en sí está automatizado para lograr un valor de cosφ lo más cercano posible a 1;
• Baterías de condensadores. Además de los motores eléctricos, como compensadores se utilizan baterías de condensadores. Se trata de grupos de condensadores conectados en forma de “triángulo”. La capacidad de estos dispositivos se puede cambiar conectando y desconectando elementos individuales. La ventaja de estos dispositivos es su simplicidad y su bajo consumo de energía activa: 0,3-0,4% de la compensada. La desventaja es la imposibilidad de un ajuste fluido.

Entonces, ¿cuántos kW hay en 1 kVA? Esta pregunta no puede responderse sin ambigüedades. Esto depende de varios factores y, sobre todo, del cosφ. Para realizar cálculos e interpretar los resultados, puedes utilizar una calculadora online.

Conocer todos los componentes de la potencia, cuáles son las diferencias entre ellos y cómo convertir kVA a kW es fundamental a la hora de diseñar redes eléctricas.

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Al comprar una central eléctrica diésel, lo primero que enfrenta el consumidor es elegir la potencia del grupo electrógeno diésel. En las especificaciones, los fabricantes siempre indican dos unidades de medida de potencia.

kVA – potencia total del equipo;

kW – potencia activa del equipo;

Al elegir un generador o estabilizador de voltaje, es necesario distinguir el consumo total de energía (kVA) de la potencia activa (kW) que se gasta para realizar un trabajo útil.

La potencia es una cantidad física igual a la relación entre el trabajo realizado durante un cierto período de tiempo y este período de tiempo.

La potencia puede ser aparente, reactiva y activa:

• S: la potencia total se mide en kVA (kilovoltios amperios)

Caracteriza la potencia eléctrica total de la corriente alterna. Para obtener la potencia total se suman los valores de las potencias reactiva y activa. Al mismo tiempo, la relación entre potencia total y activa puede diferir para diferentes consumidores de electricidad. Por lo tanto, para determinar el poder total de los consumidores, se debe resumir su poder total, más que su poder activo.

kVA caracteriza la potencia eléctrica total, que tiene la designación de letras aceptada según el sistema SI - S: es la suma geométrica de la potencia activa y reactiva, que se obtiene a partir de la relación: S=P/cos(ph) o S=Q/ pecado(ph).

• Q – la potencia reactiva se mide en kVar (kiloVar)

La potencia reactiva consumida en las redes eléctricas provoca pérdidas activas adicionales (para cubrir la energía que se consume en las centrales eléctricas) y pérdidas de tensión (empeoramiento de las condiciones de regulación de tensión).

• P – la potencia activa se mide en kW (kilovatios)

Es una cantidad física y técnica que caracteriza la energía eléctrica útil. Con una carga arbitraria, un componente de corriente activo actúa en el circuito de corriente alterna. Esta parte de la potencia total, que está determinada por el factor de potencia y es útil (utilizada).

El factor de potencia unificado se denota por Cos φ.

Este es el factor de potencia, que muestra la relación de (pérdidas) kW a kVA al conectar cargas inductivas.

Factores de potencia comunes y su interpretación (cos φ):

1 – mejor valor

0,95 es un excelente indicador

0,90 – valor satisfactorio

0,80 – indicador promedio más común

0,70 es un mal indicador

0,60 – valor muy bajo

kW caracteriza la potencia eléctrica activa consumida, que tiene la designación de letra aceptada P: esta es la diferencia geométrica entre la potencia total y reactiva, que se obtiene a partir de la relación: P=S*cos(f).

En términos de consumo: kW es neto (potencia neta) y kVA es bruto (potencia total).

1 kW = 1,25 kVA

1kVA = 0,8kW

¿Cómo convertir kVA de potencia a kW?

Para convertir rápidamente kVA a kW, debe restar el 20 % de los kVA y obtendrá kW con un pequeño error que puede despreciarse. O use la fórmula para convertir kVA a kW:

P=S * Сos f

Donde P es la potencia activa (kW), S es la potencia aparente (kVA), Cos f es el factor de potencia.

Por ejemplo, para convertir una potencia de 400 kVA en kW, necesitas 400 kVA * 0,8 = 320 kW o 400 kVA-20% = 320 kW.

¿Cómo convertir kW de potencia a kVA?

Para convertir kW a kVA, se aplica la siguiente fórmula:

Donde S es la potencia aparente (kVA), P es la potencia activa (kW), Cos f es el factor de potencia.

Por ejemplo, para convertir una potencia de 1000 kW a kVA, deberías tener 1000 kW / 0,8 = 1250 kVA.