Što je kvar? Što je kVA i kW - kako pretvoriti kW u kVA Kilovolt reaktivni amper.

U ovom ćemo članku razmotriti što je kVA, kW, kvar? Što koja veličina znači i koje je fizičko značenje tih veličina.
Što je kVA? kVA je najtajanstvenija riječ za potrošača električne energije, ali i najvažnija. Da budemo precizni, trebali bismo odbaciti prefiks kilo- (10 3) i dobiti početnu vrijednost (jedinicu) VA, (VA), Volt-Amperi. Ova vrijednost karakterizira puna električna snaga, koji ima prihvaćenu slovnu oznaku prema sustavu - S. Prividna električna snaga je geometrijski zbroj djelatne i jalove snage, dobiveno iz omjera: S 2 \u003d P 2 + Q 2, ili iz sljedećih relacija: S=P/ ili S=Q/sin(φ). Fizikalni smisao ukupne snage leži u opisu ukupnog utroška električne energije za izvođenje bilo koje radnje električnog uređaja.

Omjer snaga može se prikazati kao trokut snaga. Na trokutu slova S (VA), P (W), Q (VAr) označavaju redom prividnu, radnu i jalovu snagu. φ - kut faznog pomaka između napona U(V) i struje I(A), on je, zapravo, odgovoran za povećanje ukupne snage električne instalacije. Maksimalni učinak električne instalacije bit će na težnja za 1.

Što je kW? kW - ne manje tajanstvene riječi od kVA. Opet odbacujemo prefiks kilo- (10 3) i dobivamo početnu vrijednost (jedinicu) W, (W), Watt. Ova vrijednost karakterizira aktivnu utrošenu električnu snagu, koja ima prihvaćenu slovnu oznaku prema sustavu -P. Aktivna utrošena električna snaga je geometrijska razlika između prividne i jalove snage, dobiveno iz omjera: P 2 \u003d S 2 -Q 2 P=S* .
Aktivna snaga može se opisati kao dio ukupne snage utrošene na izvođenje korisnog djelovanja električnog uređaja. Oni. raditi "koristan" posao.
Ostaje najmanje korištena oznaka - kvar. Opet odbacujemo prefiks kilo- (10 3) i dobivamo početnu vrijednost (jedinicu) VAr, (VAR), reaktivni volt-amper. Ova vrijednost karakterizira jalovu električnu snagu, koja ima prihvaćenu slovnu oznaku prema sustavu - P. Jalova električna snaga je geometrijska razlika između prividne i djelatne snage, dobiveno iz omjera: Q 2 \u003d S 2 -P 2, ili iz sljedeće relacije: Q \u003d S * sin (φ).
Jalova snaga može imati ili karakter.
Tipičan primjer električne instalacije koja reagira: nadzemni vod u odnosu na "zemlju" karakterizira kapacitivna komponenta, može se smatrati ravnim kondenzatorom sa zračnim rasporom između "ploča"; dok rotor motora ima izražen induktivni karakter, javlja nam se kao namotani induktor.
Jalova snaga se može opisati kao dio ukupne snage potrošene na prijelazne procese koji imaju . Za razliku od aktivne snage, jalova snaga ne obavlja "koristan" rad kada električni uređaj radi.
Ukratko: Svaku električnu instalaciju karakteriziraju dva glavna pokazatelja od predstavljenih: snaga (puna (kVA), aktivna (kW)) i kosinus kuta pomaka napona u odnosu na struju - . Omjeri vrijednosti navedeni su u gornjem članku. Fizičko značenje Aktivne moći je obavljanje "korisnog" rada; Reaktivni - utrošak dijela energije za prijelazne pojave, češće su to gubici za preokret magnetizacije.

Primjeri dobivanja jedne vrijednosti iz druge:
Zadana električna instalacija s pokazateljima: aktivna snaga (P) - 15kW, Cos(φ)=0,91. Dakle, ukupna snaga (S) će biti - P / Cos (φ) \u003d 15 / 0,91 \u003d 16,48 kVA. Radna struja električne instalacije uvijek se temelji na prividnoj snazi ​​(S) i iznosi za jednofaznu mrežu - I \u003d S / U \u003d 15 / 0,22 \u003d 68,18A, za trofaznu mrežu - I \u003d S / (U * (3) ^ 0, 5))=15/(0,38*1,73205)=22,81 A.
Zadana električna instalacija s pokazateljima: prividna snaga (S) - 10kVA, Cos(φ)=0,91. Tako će aktivna komponenta snage (P) biti - S*Cos(φ)=10*0,91=9,1kW.
Zadana električna instalacija- TP 2x630kVA s indikatorima: puna snaga (S) - 2x630kVA, potrebno je dodijeliti djelatnu snagu. Za višestambene objekte s električnim štednjacima vrijedi Cos(φ)=0,92. Tako će aktivna komponenta snage (P) biti - S*Cos(φ)=2*630*0,92=1159,2kW.

Osnovna jedinica snage za električnu opremu je kW (kilovat). Ali postoji još jedna jedinica snage, za koju ne znaju svi - kvar.

kvar (kilovar)- mjerna jedinica jalove snage (volt-amper reaktivna - var, kilovolt-amper reaktivna - kvar). U skladu sa zahtjevima međunarodnog standarda za jedinice SI mjernih sustava, jedinica jalove snage piše se "var" (i, sukladno tome, "kvar"). No, naziv kvar je u širokoj uporabi. Ova oznaka je zbog činjenice da je SI jedinica ukupne snage VA. U stranoj literaturi općeprihvaćena oznaka za jedinicu reaktivne snage je " kvar". Jedinica mjerenja jalove snage izjednačena je s izvansustavnim jedinicama koje su prihvatljive za upotrebu zajedno s jedinicama SI.

Prijemnici izmjenične struje troše i aktivnu i jalovu snagu. Omjer snage kruga izmjenične struje može se prikazati kao trokut snaga.

Na trokutu snage, slova P, Q i S označavaju aktivnu, jalovu i prividnu snagu, odnosno, φ je fazni pomak između struje (I) i napona (U).

Vrijednost jalove snage Q (kvar) koristi se za određivanje prividne snage postrojenja S (kVA), koja je potrebna u praksi, na primjer, pri proračunu prividne snage transformatora koji napaja opremu. Ako detaljnije razmotrimo trokut snage, očito je da ćemo kompenzacijom jalove snage smanjiti i prividnu potrošnju energije.

Poduzećima je izuzetno neisplativo trošiti jalovu snagu iz opskrbne mreže, jer to zahtijeva povećanje poprečnih presjeka opskrbnih kabela, povećanje snage generatora i transformatora. Postoje načini da ga primite (generirate) izravno od potrošača. Najčešći i najučinkovitiji način je korištenje kondenzatorskih baterija. Budući da je glavna funkcija koju obavljaju kondenzatorske jedinice kompenzacija jalove snage, općeprihvaćena jedinica njihove snage je kvar, a ne kW kao za svu drugu električnu opremu.

Ovisno o prirodi opterećenja, poduzeća mogu koristiti i neregulirane kondenzatorske jedinice i automatske upravljačke jedinice. U mrežama s oštro promjenjivim opterećenjem koriste se tiristorski upravljane instalacije koje vam omogućuju gotovo trenutno spajanje i odspajanje kondenzatora.

Radni element svake kondenzatorske jedinice je fazni (kosinusni) kondenzator. Glavna karakteristika takvih kondenzatora je snaga (kvar), a ne kapacitet (uF), kao kod drugih vrsta kondenzatora. Međutim, rad kosinusnih i konvencionalnih kondenzatora temelji se na istim fizičkim principima. Stoga se snaga kosinusnih kondenzatora, izražena u kvaru, može pretvoriti u kapacitet, i obrnuto, prema tablicama korespondencije ili formulama za pretvorbu. Snaga u kvar izravno je proporcionalna kapacitetu (µF), frekvenciji (Hz) i kvadratu napona (V) mrežnog napajanja. Standardni raspon nazivne snage kondenzatora za klasu 0,4 kV je od 1,5 do 50 kvar, a za klasu 6-10 kV od 50 do 600 kvar.

Važan pokazatelj učinkovitosti potrošnje energije je ekonomski ekvivalent jalove snage u e (kW/kvar). Definira se kao smanjenje gubitaka djelatne snage do smanjenja potrošnje jalove snage.

Ekonomski ekvivalenti jalove snage

Karakteristike transformatora i sustava napajanja	Pri maksimalnom opterećenju sustava (kW/kvar)	Pri minimalnom opterećenju sustava (kW/kvar)
Transformatori koji se napajaju izravno iz sabirnica stanica na napon generatora	0,02	0,02
Mrežni transformatori koje napaja elektrana koja koristi generatorski napon (na primjer, transformatori industrijskih postrojenja koje napajaju tvorničke ili gradske elektrane)	0,07	0,04
Step-down transformatori 110-35 kV, napajani iz okružnih mreža	0,1	0,06
Step-down transformatori 6-10 kV, napajani iz okružnih mreža	0,15	0,1
Snižavajući transformatori koji se napajaju iz okružnih mreža, čije je reaktivno opterećenje pokriveno sinkronim kompenzatorima	0,05	0,03

Postoje i "veće" jedinice jalove snage, npr megarat (Mwar). 1 Mvar je jednak 1000 kvar. U megavarima se u pravilu mjeri snaga posebnih visokonaponskih sustava kompenzacije jalove snage - statičkih kondenzatorskih baterija (SCB).

Kada se govori o snazi ​​električnih uređaja, obično se misli na aktivnu energiju. Ali mnogi uređaji također troše jalovu snagu. Ovaj članak objašnjava što je kVA i kako se kVA razlikuje od kW.

Aktivna i jalova energija

U mreži izmjenične struje, veličina struje i napona varira sinusno s frekvencijom mreže. To se može vidjeti na ekranu osciloskopa. Sve vrste potrošača mogu se podijeliti u tri kategorije:

• Otpornici ili aktivni otpornici troše samo aktivnu struju. To su žarulje sa žarnom niti, električni štednjaci i slični uređaji. Glavna razlika je fazno podudaranje struje i napona;
• Prigušnice, induktori, transformatori i asinkroni motori - koriste jalovu energiju i pretvaraju je u magnetska polja i povratni EMF. U ovim uređajima, struja je 90 stupnjeva izvan faze s naponom;
• Kondenzatori - pretvaraju napon u električna polja. U AC mrežama koriste se u kompenzatorima jalove snage ili kao otpornici za ograničenje struje. U takvim uređajima struja vodi napon za 90 stupnjeva.

Važno! Kondenzatori i induktori pomiču struju u odnosu na napon u suprotnim smjerovima i, kada su spojeni na istu mrežu, međusobno se poništavaju.

Djelatnom energijom naziva se energija oslobođena na aktivnom otporu, kao što je žarulja sa žarnom niti, električni grijač i drugi slični električni uređaji. U njima se faze struje i napona podudaraju, a svu energiju koristi električni uređaj. U tom slučaju nestaju razlike između kilovata i kilovolt-ampera.

Osim aktivne, postoji i jalova energija. Koriste ga uređaji u čijem dizajnu postoje kondenzatori ili zavojnice s induktivnim otporom, elektromotori, transformatori ili prigušnice. Također ih posjeduju kabeli velike duljine, ali razlika u odnosu na uređaj s čisto aktivnim otporom je mala i uzima se u obzir samo pri projektiranju dugih vodova ili u visokofrekventnim uređajima.

Puna moć

U stvarnim uvjetima, čisto otporna, kapacitivna ili induktivna opterećenja vrlo su rijetka. Obično svi električni uređaji koriste djelatnu snagu (P) zajedno s reaktivnom snagom (Q). Ovo je puna snaga, označena sa "S".

Za izračun ovih parametara koriste se sljedeće formule koje morate znati kako biste ih izvršili ako je potrebno pretvorba kVA u kW i obrnuto:

• Aktivno - ovo je korisna energija pretvorena u rad, izražena u W ili kW.

KVA se može pretvoriti u kW pomoću formule:

gdje je "φ" kut između struje i napona.

Ove jedinice mjere nosivost elektromotora i drugih uređaja;

• Kapacitivni ili induktivni:

Prikazuje gubitke energije zbog električnih i magnetskih polja. Mjerna jedinica - kvar (kilovolt-amper reaktivni);

• Puno:

1. U - mrežni napon,
2. I je struja kroz uređaj.

Predstavlja ukupnu potrošnju energije uređaja i izražava se u VA ili kVA (kilovolt-amperima). U ovim jedinicama izraženi su parametri transformatora, npr. 1 kVA ili 1000 kVA.

Za tvoju informaciju. Takvi uređaji 6000 / 0,4 kV i 1000 kVA među najčešćim su za napajanje električne opreme poduzeća i stambenih područja.

Kvar, kVA i kW međusobno su povezani formulom sličnom poznatom Pitagorinom teoremu (Pitagorine hlače):

Važno! Treba napomenuti da se elektromotor od 10 kW ne može spojiti na transformator od 10 kVA, jer će električna energija koju troši ovaj uređaj, uzimajući u obzir cosφ, biti oko 14 kilovolt-ampera.

Dovođenje cosφ na 1

Jalova energija koju koriste potrošači stvara nepotrebno opterećenje kabela i opreme za pokretanje. Osim toga, morate ga platiti, kao i za aktivne, au prijenosnim generatorima nedostatak naknade povećava potrošnju goriva. Ali to se može nadoknaditi korištenjem posebnih uređaja.

Potrošači koji zahtijevaju naknadu cosφ

Jedan od glavnih potrošača jalove energije su asinkroni elektromotori koji troše do 40% ukupne električne energije. Cosφ ovih uređaja je oko 0,7-0,8 pri nazivnom opterećenju i pada na 0,2-0,4 u praznom hodu. To je zbog prisutnosti u dizajnu namota koji stvaraju magnetsko polje.

Druga vrsta uređaja su transformatori, čiji cosφ pada, a potrošnja jalove energije raste u neopterećenim uređajima.

Kompenzacijski uređaji

Za kompenzaciju se koriste različite vrste uređaja:

• Sinkroni motori. Kada se na uzbudni namot dovede napon veći od nazivnog, oni kompenziraju induktivnu energiju. To vam omogućuje poboljšanje mrežnih parametara bez dodatnih troškova. Zamjenom dijela asinkronih motora sinkronim povećavaju se mogućnosti kompenzacije, ali će to zahtijevati dodatne troškove ugradnje i rada. Snaga takvih elektromotora doseže nekoliko tisuća kilovolt-ampera;
• Sinkroni kompenzatori. Ove sinkrone elektromotore karakterizira pojednostavljena konstrukcija i snaga do 100 kilovolt-ampera, nisu predviđeni za pogon bilo kakvih mehanizama i rade u X.X. Njihova je svrha kompenzirati jalovu energiju. Tijekom rada ovi uređaji koriste 2-4% aktivne energije od kompenzirane količine. Sam proces je automatiziran kako bi se postigla vrijednost cosφ što bliža 1;
• kondenzatorske baterije. Osim elektromotora, kao kompenzatori koriste se baterije kondenzatora. To su skupine kondenzatora povezanih u "trokut". Kapacitet ovih uređaja može se mijenjati pričvršćivanjem i odvajanjem pojedinih elemenata. Prednost takvih uređaja je jednostavnost i niska potrošnja aktivne snage - 0,3-0,4% kompenzirane. Nedostatak je nemogućnost glatke prilagodbe.

Dakle, koliko kW u 1 kVA? Na ovo se pitanje ne može jednoznačno odgovoriti. Ovisi o raznim čimbenicima, a prije svega o cosφ. Za izračune i dešifriranje rezultata možete koristiti online kalkulator.

Poznavanje svih komponenti snage, koja je razlika između njih i kako pretvoriti kVA u kW potrebno je prilikom projektiranja električnih mreža.

Video

Prilikom kupnje dizelske elektrane, prva stvar s kojom se potrošač suočava je izbor DGU snage. U specifikacijama proizvođači uvijek navode dvije jedinice snage.

kVA je ukupna snaga opreme;

kW je aktivna snaga opreme;

Pri izboru generatora ili stabilizatora napona potrebno je razlikovati ukupnu potrošnju snage (kVA) od djelatne snage (kW) koja se troši na koristan rad.

Snaga je fizikalna veličina koja je jednaka omjeru rada obavljenog u određenom vremenskom razdoblju prema tom vremenskom razdoblju.

Snaga je puna, reaktivna i aktivna:

• S - prividna snaga se mjeri u kVA (kilovolt amperima)

Karakterizira ukupnu električnu snagu izmjenične struje. Da bi se dobila ukupna snaga, zbrajaju se vrijednosti jalove i aktivne snage. Istodobno, omjer ukupne i djelatne snage za različite potrošače električne energije može se razlikovati. Dakle, za određivanje ukupne snage potrošača potrebno je zbrojiti njihove ukupne, a ne djelatne snage.

kVA karakterizira ukupnu električnu snagu, koja ima prihvaćenu slovnu oznaku u SI sustavu - S: ovo je geometrijski zbroj aktivne i jalove snage, dobiven iz omjera: S=P/cos(f) ili S=Q/sin (f).

• Q - reaktivna snaga se mjeri u kvar (kilovar)

Jalova snaga potrošena u električnim mrežama uzrokuje dodatne aktivne gubitke (za pokriće energije koja se troši u elektranama) i gubitke napona (lošiji uvjeti regulacije napona).

• P - aktivna snaga se mjeri u kW (kilovatima)

Ovo je fizikalna i tehnička veličina koja karakterizira korisnu električnu snagu. Uz proizvoljno opterećenje, aktivna komponenta struje djeluje u krugu izmjenične struje. Ovaj dio prividne snage, koji je određen faktorom snage i koristan je (iskorišten).

Pojedinačni faktor snage označava se Cos φ.

Ovo je faktor snage koji pokazuje omjer (gubitaka) kW prema kVA pri spajanju induktivnih trošila.

Uobičajeni faktori snage i njihovo tumačenje (cos φ):

1 je najbolja vrijednost

0,95 je odličan pokazatelj

0,90 - zadovoljavajuća vrijednost

0,80 je prosječni najčešći pokazatelj

0,70 je loš pokazatelj

0,60 - vrlo niska vrijednost

kW karakterizira aktivnu potrošenu električnu energiju, koja ima prihvaćenu slovnu oznaku P: ovo je geometrijska razlika između ukupne i jalove snage, dobivena iz omjera: P \u003d S * cos (f).

Na jeziku potrošača: kW je neto (neto snaga), a kVA je bruto (bruto snaga).

1 kW = 1,25 kVA

1 kVA = 0,8 kW

Kako pretvoriti kVA u kW?

Da biste brzo pretvorili kVA u kW, morate od kVA oduzeti 20% i dobiti kW s malom greškom koja se može zanemariti. Ili upotrijebite formulu za pretvaranje kVA u kW:

P=S * Cos f

Gdje je P djelatna snaga (kW), S prividna snaga (kVA), Cos f faktor snage.

Na primjer, da biste pretvorili snagu od 400kVA u kW, potrebno vam je 400kVA * 0,8 = 320kW ili 400kVA-20% = 320kW.

Kako pretvoriti kW u kVA?

Za pretvorbu kW u kVA primjenjiva je formula:

Gdje je S prividna snaga (kVA), P aktivna snaga (kW), Cos f faktor snage.

Na primjer, za pretvaranje snage od 1000 kW u kVA treba koristiti 1000 kW / 0,8 = 1250 kVA.