kvar چیست؟ kVA و kW چیست - نحوه تبدیل کیلو وات به کیلوولت آمپر راکتیو کیلوولت آمپر.

در این مقاله، ما در نظر خواهیم گرفت که kVA، kW، kvar چیست؟ هر کمیت به چه معناست و معنای فیزیکی این کمیت ها چیست.
kVA چیست؟ kVA مرموزترین کلمه برای مصرف کننده برق و همچنین مهمترین کلمه است. برای دقیق تر، باید پیشوند kilo- (10 3) را کنار بگذاریم و مقدار اولیه (واحد) VA، (VA)، ولت آمپر را بدست آوریم. این ارزش مشخص می کند برق کامل، که دارای یک نام پذیرفته شده بر اساس سیستم است - اس. توان الکتریکی ظاهری مجموع هندسی توان فعال و راکتیو است، از نسبت: S 2 \u003d P 2 + Q 2، یا از روابط زیر: S=P/ یا S=Q/sin(φ). معنای فیزیکی کل توان در توصیف کل مصرف انرژی الکتریکی برای انجام هر عمل توسط یک دستگاه الکتریکی نهفته است.

نسبت توان را می توان به عنوان یک مثلث قدرت نشان داد. در مثلث، حروف S (VA)، P (W)، Q (VAr) به ترتیب قدرت ظاهری، فعال، راکتیو را نشان می دهند. φ - زاویه تغییر فاز بین ولتاژ U(V) و جریان I(A)، این اوست که در واقع مسئول افزایش توان کل تاسیسات الکتریکی است. حداکثر عملکرد تاسیسات الکتریکی در خواهد بودتلاش برای 1.

کیلو وات چیست؟ kW - کلمات مرموز کمتر از kVA نیست. مجدداً پیشوند kilo- (10 3) را کنار می گذاریم و مقدار اولیه (واحد) W, (W), Watt را می گیریم. این مقدار توان الکتریکی مصرفی فعال را مشخص می کند که مطابق سیستم دارای یک علامت پذیرفته شده است -پ. توان الکتریکی مصرفی اکتیو تفاوت هندسی بین توان ظاهری و راکتیو است، از نسبت: P 2 \u003d S 2 -Q 2 P=S* .
توان اکتیو را می توان به عنوان بخشی از کل توان صرف شده برای انجام یک عمل مفید توسط یک دستگاه الکتریکی توصیف کرد. آن ها برای انجام کارهای «مفید»
کمترین نام استفاده شده باقی مانده است - kvar.دوباره، پیشوند kilo- (10 3) را کنار می گذاریم و مقدار اولیه (واحد) VAR، (VAR)، ولت آمپر راکتیو را می گیریم. این مقدار توان الکتریکی راکتیو را مشخص می کند که مطابق سیستم دارای یک علامت پذیرفته شده است - س توان الکتریکی راکتیو تفاوت هندسی بین توان ظاهری و فعال است، از نسبت: Q 2 \u003d S 2 -P 2، یا از رابطه زیر: Q \u003d S * sin (φ).
توان راکتیو می تواند یا شخصیت داشته باشد.
یک نمونه معمولی از واکنش تاسیسات الکتریکی: یک خط هوایی نسبت به "زمین" با یک جزء خازنی مشخص می شود، می توان آن را به عنوان یک خازن مسطح با شکاف هوا بین "صفحات" در نظر گرفت. در حالی که روتور موتور یک ویژگی القایی مشخص دارد و به عنوان یک سلف زخمی به نظر می رسد.
توان راکتیو را می توان به عنوان بخشی از کل توان صرف شده برای گذرا توصیف کرد. بر خلاف اکتیو توان، توان راکتیو در هنگام کارکرد دستگاه الکتریکی کار "مفید" انجام نمی دهد.
بیایید خلاصه کنیم:هر تاسیسات الکتریکی با دو نشانگر اصلی از موارد ارائه شده مشخص می شود: توان (کامل (kVA)، فعال (kW)) و کسینوس زاویه تغییر ولتاژ نسبت به جریان - . نسبت های ارزش در مقاله بالا آورده شده است. معنای فیزیکی قدرت فعال، انجام کار «مفید» است. واکنشی - مصرف بخشی از انرژی برای گذرا، اغلب این تلفات برای معکوس شدن مغناطش است.

نمونه هایی از گرفتن یک مقدار از مقدار دیگر:
نصب برق داده شده استبا نشانگرها: توان فعال (P) - 15kW، Cos(φ)=0.91. بنابراین ، کل توان (S) خواهد بود - P / Cos (φ) \u003d 15 / 0.91 \u003d 16.48 کیلو ولت آمپر. جریان عملیاتی تاسیسات الکتریکی همیشه بر اساس توان ظاهری (S) است و برای یک شبکه تک فاز است - I \u003d S / U \u003d 15 / 0.22 \u003d 68.18A، برای یک شبکه سه فاز - I \u003d S / (U * (3) ^ 0, 5))=15/(0.38*1.73205)=22.81A.
نصب برق داده شده استبا نشانگرها: قدرت ظاهری (S) - 10kVA، Cos(φ)=0.91. بنابراین، جزء فعال توان (P) خواهد بود - S*Cos(φ)=10*0.91=9.1kW.
نصب برق داده شده است- TP 2x630kVA با نشانگرها: توان کامل (S) - 2x630kVA، برای تخصیص توان فعال مورد نیاز است. برای مسکن چند آپارتمانی با اجاق های برقی، Cos(φ)=0.92 قابل استفاده است. بنابراین، جزء فعال توان (P) خواهد بود - S*Cos(φ)=2*630*0.92=1159.2kW.

واحد اصلی توان تجهیزات الکتریکی کیلووات (کیلووات) است. اما واحد دیگری از قدرت وجود دارد که همه در مورد آن نمی دانند - kvar.

کوار (کیلوار)- واحد اندازه گیری توان راکتیو (ولت-آمپر راکتیو - var، کیلوولت-آمپر راکتیو - kvar). مطابق با الزامات استاندارد بین المللی برای واحدهای سیستم های اندازه گیری SI، واحد توان راکتیو "var" (و بر این اساس، "kvar" نوشته می شود. با این حال، نام "kvar" به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. این نامگذاری به این دلیل است که واحد SI توان کل VA است. در ادبیات خارجی، نام عمومی پذیرفته شده برای واحد توان راکتیو " kvar". واحد اندازه گیری توان راکتیو برابر با واحدهای غیر سیستمی است که برای استفاده همراه با واحدهای SI قابل قبول هستند.

گیرنده های برق AC هم توان اکتیو و هم توان راکتیو را مصرف می کنند. نسبت توان مدار AC را می توان به صورت مثلث قدرت نشان داد.

در مثلث توان، حروف P، Q و S به ترتیب توان فعال، راکتیو و ظاهری را نشان می دهند، φ تغییر فاز بین جریان (I) و ولتاژ (U) است.

مقدار توان راکتیو Q (kvar) برای تعیین توان ظاهری نصب S (kVA) استفاده می شود که در عمل مورد نیاز است، به عنوان مثال، هنگام محاسبه توان ظاهری ترانسفورماتور تامین کننده تجهیزات. اگر مثلث توان را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم، بدیهی است که با جبران توان راکتیو، توان مصرفی ظاهری را نیز کاهش خواهیم داد.

مصرف توان راکتیو از شبکه تامین برای شرکت ها بسیار زیان آور است، زیرا این امر مستلزم افزایش سطح مقطع کابل های تامین، افزایش قدرت ژنراتورها و ترانسفورماتورها است. راه هایی برای دریافت (تولید) مستقیم آن از مصرف کننده وجود دارد. رایج ترین و موثرترین راه استفاده از بانک های خازنی است. از آنجایی که عملکرد اصلی واحدهای خازن، جبران توان راکتیو است، واحد پذیرفته شده توان آنها kvar است و نه کیلووات مانند سایر تجهیزات الکتریکی.

بسته به ماهیت بار، شرکت ها می توانند از واحدهای خازن غیر تنظیم شده و واحدهای کنترل خودکار استفاده کنند. در شبکه هایی با بار بسیار متغیر، از تاسیسات کنترل شده با تریستور استفاده می شود که به شما امکان می دهد خازن ها را تقریباً بلافاصله وصل و جدا کنید.

عنصر کار هر واحد خازن یک خازن فاز (کسینوس) است. مشخصه اصلی این گونه خازن ها قدرت (kvar) است و نه ظرفیت خازن (uF) مانند سایر انواع خازن ها. با این حال، عملکرد هر دو خازن کسینوس و معمولی بر اساس اصول فیزیکی یکسان است. بنابراین، توان خازن‌های کسینوس که بر حسب kvar بیان می‌شود، با توجه به جداول مطابقت یا فرمول‌های تبدیل می‌تواند به ظرفیت خازن تبدیل شود و بالعکس. توان بر حسب kvar مستقیماً با ظرفیت (µF)، فرکانس (Hz) و مجذور ولتاژ (V) منبع تغذیه تناسب دارد. محدوده استاندارد قدرت خازن برای کلاس 0.4 کیلو ولت از 1.5 تا 50 کیلو ولت و برای کلاس 6 تا 10 کیلو ولت از 50 تا 600 کیلو ولت است.

یک شاخص مهم بازده مصرف انرژی، معادل اقتصادی توان راکتیو به e (kW/kvar) است. به عنوان کاهش تلفات توان اکتیو تا کاهش مصرف توان راکتیو تعریف می شود.

مقادیر معادل اقتصادی توان راکتیو

ویژگی های ترانسفورماتورها و سیستم های منبع تغذیه	در حداکثر بار سیستم (kW/kvar)	در حداقل بار سیستم (kW/kvar)
ترانسفورماتورهایی که مستقیماً از باسبارهای ایستگاه ها در ولتاژ ژنراتور تغذیه می شوند	0,02	0,02
ترانسفورماتورهای اصلی که توسط یک نیروگاه با استفاده از ولتاژ ژنراتور تغذیه می شوند (به عنوان مثال، ترانسفورماتورهای نیروگاه صنعتی که توسط نیروگاه های کارخانه یا شهری تغذیه می شوند)	0,07	0,04
ترانسفورماتورهای کاهنده 110-35 کیلو ولت که توسط شبکه های ناحیه تغذیه می شوند	0,1	0,06
ترانسفورماتورهای کاهنده 6-10 کیلو ولت که توسط شبکه های ناحیه تغذیه می شوند	0,15	0,1
ترانسفورماتورهای کاهنده تغذیه شده از شبکه های ناحیه ای که بار راکتیو آنها توسط جبران کننده های سنکرون پوشش داده می شود.	0,05	0,03

برای مثال، واحدهای "بزرگتر" توان راکتیو نیز وجود دارد مگاوار (Mwar). 1 Mvar برابر با 1000 kvar است. در مگاوارها، به عنوان یک قاعده، قدرت سیستم های جبران توان راکتیو ولتاژ بالا - بانک های خازن استاتیک (SCB) اندازه گیری می شود.

صحبت در مورد قدرت وسایل الکتریکی، معمولاً منظور از انرژی فعال است. اما بسیاری از دستگاه ها توان راکتیو را نیز مصرف می کنند. این مقاله توضیح می‌دهد که kVA چیست و kVA چگونه با kW متفاوت است.

انرژی فعال و راکتیو

در شبکه جریان متناوب، مقدار جریان و ولتاژ به صورت سینوسی با فرکانس شبکه تغییر می کند. این را می توان در صفحه اسیلوسکوپ مشاهده کرد. همه انواع مصرف کنندگان را می توان به سه دسته تقسیم کرد:

• مقاومت ها یا مقاومت های فعال فقط جریان اکتیو مصرف می کنند. اینها لامپ های رشته ای، اجاق های برقی و وسایل مشابه هستند. تفاوت اصلی تطبیق فاز جریان و ولتاژ است.
• چوک ها، سلف ها، ترانسفورماتورها و موتورهای ناهمزمان - از انرژی راکتیو استفاده کرده و آن را به میدان های مغناطیسی و EMF پشتی تبدیل می کنند. در این دستگاه ها جریان 90 درجه با ولتاژ خارج از فاز است.
• خازن - تبدیل ولتاژ به میدان های الکتریکی. در شبکه های AC، آنها در جبران کننده های توان راکتیو یا به عنوان مقاومت های محدود کننده جریان استفاده می شوند. در چنین دستگاه هایی، جریان ولتاژ را 90 درجه هدایت می کند.

مهم!خازن ها و سلف ها جریان را نسبت به ولتاژ در جهت های مخالف تغییر می دهند و هنگامی که به یک شبکه متصل می شوند، یکدیگر را خنثی می کنند.

انرژی فعال انرژی آزاد شده بر روی مقاومت فعال مانند لامپ رشته ای، بخاری برقی و سایر وسایل الکتریکی مشابه نامیده می شود. در آنها، فازهای جریان و ولتاژ بر هم منطبق هستند و تمام انرژی توسط دستگاه الکتریکی مصرف می شود. در این حالت، تفاوت بین کیلووات و کیلوولت آمپر از بین می رود.

علاوه بر فعال، انرژی واکنشی نیز وجود دارد. این توسط دستگاه هایی استفاده می شود که در طراحی آنها خازن ها یا سیم پیچ هایی با مقاومت القایی، موتورهای الکتریکی، ترانسفورماتورها یا چوک ها وجود دارد. آنها همچنین دارای کابل هایی با طول زیاد هستند، اما تفاوت آنها با دستگاهی با مقاومت کاملاً فعال ناچیز است و فقط هنگام طراحی خطوط برق طولانی یا در دستگاه های با فرکانس بالا مورد توجه قرار می گیرد.

قدرت کامل

در شرایط واقعی، بارهای صرفاً مقاومتی، خازنی یا القایی بسیار نادر هستند. معمولاً همه وسایل الکتریکی از توان اکتیو (P) همراه با توان راکتیو (Q) استفاده می کنند. این توان کامل است که با "S" نشان داده می شود.

برای محاسبه این پارامترها از فرمول های زیر استفاده می شود که برای انجام در صورت لزوم باید آن ها را بدانید تبدیل kVA به kW و بالعکس:

• فعال - این انرژی مفید است که به کار تبدیل می شود که در W یا kW بیان می شود.

KVA را می توان با استفاده از فرمول به کیلووات تبدیل کرد:

که در آن "φ" زاویه بین جریان و ولتاژ است.

این واحدها بار موتورهای الکتریکی و سایر وسایل را اندازه گیری می کنند.

• خازنی یا القایی:

تلفات انرژی ناشی از میدان های الکتریکی و مغناطیسی را نشان می دهد. واحد اندازه گیری - kvar (کیلوولت آمپر راکتیو)؛

• پر شده:

1. U - ولتاژ شبکه،
2. من جریان از طریق دستگاه است.

کل توان مصرفی دستگاه را نشان می دهد و بر حسب VA یا kVA (کیلوولت آمپر) بیان می شود. در این واحدها پارامترهای ترانسفورماتورها به عنوان مثال 1 کیلو ولت آمپر یا 1000 کیلو ولت آمپر بیان می شود.

جهت اطلاع شماچنین دستگاه هایی با ولتاژ 6000 / 0.4 کیلوولت و 1000 کیلوولت آمپر از رایج ترین تجهیزات برق رسانی شرکت ها و مناطق مسکونی هستند.

Kvar، kVA و kW با فرمولی شبیه به قضیه معروف فیثاغورث (شلوار فیثاغورث) به هم مرتبط هستند:

مهم!لازم به ذکر است که یک موتور الکتریکی 10 کیلو وات نمی تواند به ترانسفورماتور 10 کیلو ولت آمپر متصل شود، زیرا برق مصرفی این دستگاه با احتساب cosφ حدود 14 کیلو ولت آمپر خواهد بود.

رساندن cosφ به 1

انرژی واکنشی که توسط مصرف کنندگان استفاده می شود، بار غیرضروری بر روی کابل و تجهیزات راه اندازی ایجاد می کند. علاوه بر این، برای آن و همچنین برای ژنراتورهای فعال باید هزینه پرداخت کنید و در ژنراتورهای قابل حمل، عدم پرداخت خسارت باعث افزایش مصرف سوخت می شود. اما با استفاده از دستگاه های مخصوص می توان آن را جبران کرد.

مصرف کنندگانی که به غرامت cosφ نیاز دارند

یکی از مصرف کنندگان اصلی انرژی راکتیو موتورهای الکتریکی ناهمزمان هستند که تا 40 درصد کل برق را مصرف می کنند. cosφ این دستگاه ها در بار نامی حدود 0.7-0.8 است و در حالت بیکار به 0.2-0.4 کاهش می یابد. این به دلیل وجود سیم پیچ هایی در طراحی است که میدان مغناطیسی ایجاد می کنند.

نوع دیگر ترانسفورماتورها هستند که cosφ آنها سقوط می کند و مصرف انرژی راکتیو در دستگاه های بدون بار افزایش می یابد.

دستگاه های جبران کننده

انواع مختلفی از دستگاه ها برای جبران استفاده می شود:

• موتورهای سنکرون هنگامی که ولتاژی بالاتر از ولتاژ اسمی به سیم پیچ تحریک اعمال می شود، انرژی القایی را جبران می کنند. این به شما امکان می دهد تا پارامترهای شبکه را بدون هزینه اضافی بهبود بخشید. با جایگزینی بخشی از موتورهای القایی با موتورهای سنکرون، امکان جبران افزایش می یابد، اما این امر مستلزم هزینه های اضافی برای نصب و راه اندازی است. قدرت چنین موتورهای الکتریکی به چندین هزار کیلوولت آمپر می رسد.
• جبران کننده های سنکرون این موتورهای الکتریکی سنکرون با طراحی ساده و توان تا 100 کیلو ولت آمپر مشخص می شوند، آنها برای هدایت هیچ مکانیزمی طراحی نشده اند و در حالت X.X کار می کنند. هدف آنها جبران انرژی راکتیو است. در حین کار، این دستگاه ها 2-4 درصد از انرژی فعال مقدار جبران شده را مصرف می کنند. خود فرآیند به منظور دستیابی به مقدار cosφ تا حد امکان به 1 خودکار می شود.
• بانک های خازنی علاوه بر موتورهای الکتریکی، از بانک های خازن نیز به عنوان جبران کننده استفاده می شود. اینها گروه هایی از خازن ها هستند که در یک "مثلث" متصل شده اند. ظرفیت این دستگاه ها را می توان با اتصال و جدا کردن عناصر جداگانه تغییر داد. مزیت چنین دستگاه هایی سادگی و مصرف کم توان فعال - 0.3-0.4٪ از جبران شده است. نقطه ضعف عدم امکان تنظیم صاف است.

بنابراین چند کیلو وات در 1 کیلو ولت آمپر؟ این سوال را نمی توان بدون ابهام پاسخ داد. این به عوامل مختلفی بستگی دارد، و مهمتر از همه، به cosφ. برای انجام محاسبات و رمزگشایی نتایج، می توانید از یک ماشین حساب آنلاین استفاده کنید.

دانستن تمامی اجزای قدرت، تفاوت آنها و نحوه تبدیل kVA به کیلووات در طراحی شبکه های الکتریکی ضروری است.

ویدئو

هنگام خرید نیروگاه دیزل، اولین چیزی که مصرف کننده با آن روبرو می شود، انتخاب برق DGU است. در مشخصات، سازندگان همیشه دو واحد قدرت را نشان می دهند.

kVA قدرت کل تجهیزات است.

کیلو وات توان فعال تجهیزات است.

هنگام انتخاب یک ژنراتور یا تثبیت کننده ولتاژ، لازم است کل توان مصرفی (کیلو ولت آمپر) را از توان فعال (کیلووات) که برای کار مفید صرف می شود، تشخیص دهید.

قدرت یک کمیت فیزیکی است برابر با نسبت کار انجام شده در یک دوره زمانی معین به این دوره زمانی.

توان کامل، راکتیو و فعال است:

• S - توان ظاهری بر حسب کیلوولت آمپر (کیلوولت آمپر) اندازه گیری می شود.

مجموع توان الکتریکی جریان متناوب را مشخص می کند. برای به دست آوردن توان کل، مقادیر توان راکتیو و اکتیو خلاصه می شوند. در همان زمان، نسبت کل و توان فعال برای مصرف کنندگان مختلف برق ممکن است متفاوت باشد. بنابراین، برای تعیین توان کل مصرف کنندگان، لازم است مجموع توان آنها، و نه فعال، جمع شود.

kVA کل توان الکتریکی را مشخص می کند که دارای علامت پذیرفته شده در سیستم SI است - S: این مجموع هندسی توان فعال و راکتیو است که از نسبت S=P/cos(f) یا S=Q/sin به دست می آید. (و).

• Q - توان راکتیو بر حسب kvar (کیلوار) اندازه گیری می شود.

توان راکتیو مصرف شده در شبکه های الکتریکی باعث تلفات فعال اضافی (برای پوشش دادن انرژی در نیروگاه ها) و تلفات ولتاژ (شرایط بدتر برای تنظیم ولتاژ) می شود.

• P - توان فعال بر حسب کیلووات (کیلووات) اندازه گیری می شود.

این یک کمیت فیزیکی و فنی است که توان الکتریکی مفید را مشخص می کند. با یک بار دلخواه، جزء فعال جریان در مدار جریان متناوب عمل می کند. این قسمت از توان ظاهری که با ضریب توان تعیین می شود و مفید (استفاده می شود).

ضریب توان واحد Cos φ نشان داده می شود.

این یک ضریب توان است که نسبت (تلفات) kW به kVA را هنگام اتصال بارهای القایی نشان می دهد.

عوامل توان مشترک و تفسیر آنها (cos φ):

1 بهترین ارزش است

0.95 یک شاخص عالی است

0.90 - ارزش رضایت بخش

0.80 میانگین رایج ترین شاخص است

0.70 یک شاخص بد است

0.60 - مقدار بسیار پایین

کیلووات توان الکتریکی مصرفی فعال را مشخص می کند که دارای علامت پذیرفته شده P است: این تفاوت هندسی بین توان کل و راکتیو است که از نسبت: P \u003d S * cos (f) بدست می آید.

به زبان مصرف کننده: kW خالص (قدرت خالص) و kVA ناخالص (قدرت ناخالص) است.

1 کیلو وات = 1.25 کیلو ولت آمپر

1 کیلو ولت آمپر = 0.8 کیلو وات

چگونه kVA را به کیلووات تبدیل کنیم؟

برای تبدیل سریع کیلوولت آمپر به کیلووات، باید 20% را از کیلوولت آمپر کم کنید و با یک خطای کوچک که می توان از آن صرف نظر کرد، کیلو وات بدست آورید. یا از فرمول برای تبدیل kVA به kW استفاده کنید:

P=S * Cos f

جایی که P توان فعال (کیلووات)، S توان ظاهری (کیلو ولت آمپر) و Cos f ضریب توان است.

به عنوان مثال، برای تبدیل توان 400 کیلو ولت آمپر به کیلو وات، به 400 کیلو ولت آمپر * 0.8 = 320 کیلو وات یا 400 کیلو ولت آمپر تا 20% = 320 کیلو وات نیاز دارید..

چگونه کیلو وات را به کیلو ولت آمپر تبدیل کنیم؟

برای تبدیل کیلو وات به کیلوولت آمپر، فرمول زیر قابل اجرا است:

جایی که S توان ظاهری (kVA)، P توان فعال (کیلووات)، Cos f ضریب توان است.

به عنوان مثال برای تبدیل توان 1000 کیلو وات به کیلوولت آمپر باید از 1000 کیلو وات / 0.8 = 1250 کیلو ولت آمپر استفاده کرد.