Apa itu kvar? Apa itu kVA dan kW - bagaimana mengkonversi kW ke kVA Kilovolt ampere reaktif.

Pada artikel ini kita akan membahas apa itu kVA, kW, kvar? Apa arti setiap besaran dan apa arti fisis dari besaran tersebut.
Apa itu kVA? kVA adalah kata yang paling misterius bagi konsumen listrik, sekaligus paling penting. Tepatnya, kita harus membuang awalan kilo- (10 3) dan mendapatkan nilai awal (satuan) VA, (VA), Volt-Amps. Nilai ini menjadi ciri daya listrik penuh, yang mempunyai sebutan surat yang diterima menurut sistem - S. Daya listrik semu merupakan jumlah geometri daya aktif dan daya reaktif, ditemukan dari rasio: S 2 = P 2 + Q 2, atau dari relasi berikut: S=P/ atau S=Q/dosa(φ). Arti fisis dari daya total terletak pada gambaran seluruh konsumsi energi listrik untuk melakukan suatu tindakan oleh suatu peralatan listrik.

Rasio daya dapat direpresentasikan sebagai Segitiga Daya. Pada segitiga, huruf S (VA), P (W), Q (VAr) berturut-turut menunjukkan daya semu, aktif, dan reaktif. φ - sudut pergeseran fasa antara tegangan kamu(V) dan arus Saya(A), dialah yang sebenarnya bertanggung jawab untuk meningkatkan daya total instalasi listrik. Kinerja maksimum dari instalasi listrik akan berada pada berjuang untuk 1.

Apa itu kW? kW - kata-kata yang tidak kalah misteriusnya dengan kVA. Sekali lagi, kita membuang awalan kilo- (10 3) dan mendapatkan nilai awal (satuan) W, (W), Watt. Nilai ini mencirikan daya listrik aktif yang dikonsumsi, yang mempunyai sebutan huruf yang diterima menurut sistem -P. Daya listrik yang dikonsumsi aktif adalah perbedaan geometri antara daya semu dan daya reaktif, ditemukan dari rasio: P 2 = S 2 -Q 2 P=S* .
Daya aktif dapat digambarkan sebagai bagian dari total daya yang dikeluarkan untuk melakukan tindakan yang berguna oleh peralatan listrik. Itu. untuk melakukan pekerjaan yang "berguna".
Sebutan yang paling sedikit digunakan tetap ada - kvar. Sekali lagi, kita membuang awalan kilo- (10 3) dan mendapatkan nilai awal (satuan) VAr, (VAR), Volt-ampere reaktif. Nilai ini mencirikan daya listrik reaktif, yang mempunyai sebutan huruf yang diterima menurut sistem - Q. Daya listrik reaktif adalah perbedaan geometri antara daya semu dan daya aktif, ditemukan dari rasio: Q 2 = S 2 -P 2, atau dari relasi berikut: Q = S * dosa (φ).
Kekuatan reaktif dapat memiliki atau karakter.
Contoh tipikal dari instalasi listrik yang bereaksi: saluran udara relatif terhadap "tanah" dicirikan oleh komponen kapasitif, dapat dianggap sebagai kapasitor datar dengan celah udara di antara "pelat"; sedangkan rotor motor memiliki karakter induktif yang jelas, tampak bagi kita sebagai induktor lilitan.
Daya reaktif dapat digambarkan sebagai bagian dari total daya yang dikeluarkan pada transien yang dimilikinya. Berbeda dengan Daya Aktif, Daya Reaktif tidak melakukan pekerjaan "berguna" saat peralatan listrik beroperasi.
Mari kita rangkum: Setiap instalasi listrik dicirikan oleh dua indikator utama dari yang disajikan: Daya (Penuh (kVA), Aktif (kW)) dan kosinus sudut pergeseran tegangan relatif terhadap arus - . Rasio nilai diberikan dalam artikel di atas. Arti fisik dari Tenaga Aktif adalah pelaksanaan pekerjaan yang "bermanfaat"; Reaktif - pengeluaran sebagian energi untuk transien, lebih sering merupakan kerugian akibat pembalikan magnetisasi.

Contoh mendapatkan satu nilai dari nilai lainnya:
Diberikan instalasi listrik dengan indikator: daya aktif (P) - 15kW, Cos(φ)=0,91. Jadi, daya total (S) adalah - P / Cos (φ) = 15 / 0,91 = 16,48 kVA. Arus operasi suatu instalasi listrik selalu didasarkan pada daya semu (S) dan untuk jaringan satu fasa - I = S / U = 15 / 0,22 = 68,18A, untuk jaringan tiga fasa - I = S / (U * (3) ^ 0, 5))=15/(0,38*1,73205)=22,81A.
Diberikan instalasi listrik dengan indikator: daya semu (S) - 10kVA, Cos(φ)=0,91. Jadi, komponen aktif daya (P) adalah - S*Cos(φ)=10*0.91=9.1kW.
Diberikan instalasi listrik- TP 2x630kVA dengan indikator : daya penuh (S) - 2x630kVA, diperlukan alokasi daya aktif. Untuk perumahan multi-apartemen dengan kompor listrik, Cos(φ)=0,92 dapat diterapkan. Jadi, komponen aktif daya (P) adalah - S*Cos(φ)=2*630*0.92=1159.2kW.

Satuan dasar daya untuk peralatan listrik adalah kW (kilowatt). Tetapi ada satuan daya lain yang tidak diketahui semua orang - kvar.

kvar (kilovar)- satuan pengukuran daya reaktif (volt-ampere reaktif - var, kilovolt-ampere reaktif - kvar). Sesuai dengan persyaratan Standar Internasional untuk Satuan Sistem Pengukuran SI, satuan daya reaktif ditulis "var" (dan karenanya, "kvar"). Namun, sebutan "kvar" banyak digunakan. Penunjukan ini disebabkan oleh fakta bahwa satuan SI untuk daya total adalah VA. Dalam literatur asing, sebutan yang umum diterima untuk satuan daya reaktif adalah " kvar". Satuan ukuran daya reaktif disamakan dengan satuan non sistem yang dapat diterima untuk digunakan bersama dengan satuan SI.

Penerima daya AC mengkonsumsi daya aktif dan reaktif. Rasio daya rangkaian AC dapat direpresentasikan sebagai segitiga daya.

Pada segitiga daya, huruf P, Q dan S masing-masing melambangkan daya aktif, reaktif, dan semu, φ adalah pergeseran fasa antara arus (I) dan tegangan (U).

Nilai daya reaktif Q (kvar) digunakan untuk menentukan daya semu instalasi S (kVA), yang diperlukan dalam praktik, misalnya saat menghitung daya semu transformator yang mensuplai peralatan. Jika kita mempertimbangkan segitiga daya secara lebih rinci, jelas bahwa dengan mengkompensasi daya reaktif, kita juga akan mengurangi konsumsi daya yang nyata.

Sangat tidak menguntungkan bagi perusahaan untuk mengkonsumsi daya reaktif dari jaringan pasokan, karena hal ini memerlukan peningkatan penampang kabel pasokan, peningkatan daya generator dan transformator. Ada cara untuk menerima (menghasilkannya) langsung dari konsumen. Cara yang paling umum dan efektif adalah dengan menggunakan bank kapasitor. Karena fungsi utama yang dilakukan oleh unit kapasitor adalah kompensasi daya reaktif, satuan daya yang diterima secara umum adalah kvar, dan bukan kW seperti untuk semua peralatan listrik lainnya.

Tergantung pada sifat bebannya, perusahaan dapat menggunakan unit kapasitor yang tidak diatur dan unit kontrol otomatis. Dalam jaringan dengan beban variabel tajam, instalasi yang dikontrol thyristor digunakan, yang memungkinkan Anda menghubungkan dan melepaskan kapasitor hampir secara instan.

Elemen kerja dari setiap unit kapasitor adalah kapasitor fasa (kosinus). Ciri utama kapasitor tersebut adalah daya (kvar), dan bukan kapasitansi (uF), seperti pada kapasitor jenis lainnya. Namun, pengoperasian kapasitor kosinus dan konvensional didasarkan pada prinsip fisika yang sama. Oleh karena itu, kekuatan kapasitor kosinus, yang dinyatakan dalam kvar, dapat diubah menjadi kapasitansi, dan sebaliknya, menurut tabel korespondensi atau rumus konversi. Daya dalam kvar berbanding lurus dengan kapasitansi (µF), frekuensi (Hz), dan kuadrat tegangan (V) sumber listrik. Kisaran standar peringkat daya kapasitor untuk kelas 0,4 kV adalah dari 1,5 hingga 50 kvar, dan untuk kelas 6-10 kV dari 50 hingga 600 kvar.

Indikator penting efisiensi konsumsi energi adalah ekuivalen ekonomis daya reaktif dengan e (kW/kvar). Hal ini didefinisikan sebagai pengurangan rugi-rugi daya aktif hingga pengurangan konsumsi daya reaktif.

Nilai Setara Ekonomi Daya Reaktif

Karakteristik trafo dan sistem catu daya	Pada beban sistem maksimum (kW/kvar)	Pada beban sistem minimum (kW/kvar)
Transformator diumpankan langsung dari busbar stasiun pada tegangan generator	0,02	0,02
Trafo listrik yang ditenagai oleh pembangkit listrik yang menggunakan tegangan generator (misalnya trafo pabrik industri yang ditenagai oleh pembangkit listrik pabrik atau kota)	0,07	0,04
Trafo step-down 110-35 kV, ditenagai oleh jaringan distrik	0,1	0,06
Trafo step-down 6-10 kV, ditenagai oleh jaringan distrik	0,15	0,1
Trafo step-down ditenagai dari jaringan distrik, yang beban reaktifnya ditanggung oleh kompensator sinkron	0,05	0,03

Ada juga satuan daya reaktif yang "lebih besar", misalnya megawar (Mwar). 1 Mvar sama dengan 1000 kvar. Dalam megavar, sebagai suatu peraturan, kekuatan sistem kompensasi daya reaktif tegangan tinggi khusus - bank kapasitor statis (SCB) diukur.

Berbicara tentang kekuatan peralatan listrik, biasanya yang dimaksud adalah energi aktif. Namun banyak perangkat juga mengonsumsi daya reaktif. Artikel ini menjelaskan apa itu kVA dan perbedaan kVA dengan kW.

Energi aktif dan reaktif

Dalam jaringan arus bolak-balik, besarnya arus dan tegangan bervariasi secara sinusoidal terhadap frekuensi jaringan. Hal ini dapat dilihat pada layar osiloskop. Semua jenis konsumen dapat dibagi menjadi tiga kategori:

• Resistor, atau resistansi aktif, hanya mengkonsumsi arus aktif. Ini adalah lampu pijar, kompor listrik dan perangkat serupa. Perbedaan utamanya adalah pencocokan fasa arus dan tegangan;
• Tersedak, induktor, transformator, dan motor asinkron - menggunakan energi reaktif dan mengubahnya menjadi medan magnet dan EMF balik. Pada perangkat ini, arus berbeda fasa 90 derajat dengan tegangan;
• Kapasitor - mengubah tegangan menjadi medan listrik. Dalam jaringan AC, mereka digunakan dalam kompensator daya reaktif atau sebagai resistor pembatas arus. Pada perangkat seperti itu, arus mendahului tegangan sebesar 90 derajat.

Penting! Kapasitor dan induktor menggeser arus relatif terhadap tegangan dalam arah yang berlawanan dan, ketika dihubungkan ke jaringan yang sama, saling menghilangkan.

Energi aktif disebut energi yang dilepaskan pada hambatan aktif, misalnya lampu pijar, pemanas listrik, dan peralatan listrik sejenis lainnya. Di dalamnya, fase arus dan tegangan bertepatan, dan semua energi digunakan oleh peralatan listrik. Dalam hal ini, perbedaan antara kilowatt dan kilovolt-ampere hilang.

Selain energi aktif, ada energi reaktif. Ini digunakan oleh perangkat yang desainnya terdapat kapasitor atau kumparan dengan resistansi induktif, motor listrik, transformator atau tersedak. Mereka juga dimiliki oleh kabel yang sangat panjang, tetapi perbedaannya dengan perangkat dengan resistansi aktif murni kecil dan hanya diperhitungkan saat merancang saluran listrik yang panjang atau pada perangkat frekuensi tinggi.

Kekuatan penuh

Dalam kondisi nyata, beban resistif murni, kapasitif atau induktif sangat jarang terjadi. Biasanya semua peralatan listrik menggunakan daya aktif (P) sama dengan daya reaktif (Q). Ini adalah kekuatan penuh, dilambangkan dengan “S”.

Untuk menghitung parameter ini, digunakan rumus berikut, yang perlu Anda ketahui agar dapat dilakukan jika diperlukan konversi kVA ke kW dan sebaliknya:

• Aktif - ini adalah energi berguna yang diubah menjadi kerja, dinyatakan dalam W atau kW.

KVA dapat diubah menjadi kW menggunakan rumus:

dimana “φ” adalah sudut antara arus dan tegangan.

Unit-unit ini mengukur muatan motor listrik dan perangkat lainnya;

• Kapasitif atau induktif:

Menampilkan kehilangan energi akibat medan listrik dan magnet. Satuan ukuran - kvar (kivolt-ampere reaktif);

• Penuh:

1. U - tegangan jaringan,
2. Saya adalah arus yang melalui perangkat.

Mewakili total konsumsi daya perangkat dan dinyatakan dalam VA atau kVA (kilovolt-amps). Dalam satuan ini parameter trafo dinyatakan, misalnya 1 kVA atau 1000 kVA.

Untuk informasi anda. Perangkat semacam itu 6000/0,4 kV dan 1000 kVA termasuk yang paling umum untuk memberi daya pada peralatan listrik di perusahaan dan kawasan perumahan.

Kvar, kVA dan kW saling berhubungan dengan rumus yang mirip dengan teorema Pythagoras yang terkenal (celana Pythagoras):

Penting! Perlu dicatat bahwa motor listrik 10 kW tidak dapat dihubungkan ke trafo 10 kVA, karena listrik yang dikonsumsi oleh perangkat ini, dengan memperhitungkan cosφ, akan menjadi sekitar 14 kilovolt-ampere.

Membawa cosφ menjadi 1

Energi reaktif yang digunakan oleh konsumen menimbulkan beban yang tidak perlu pada kabel dan peralatan start. Selain itu, Anda harus membayarnya, baik untuk generator aktif maupun portabel, kurangnya kompensasi meningkatkan konsumsi bahan bakar. Namun hal itu bisa dikompensasikan dengan menggunakan perangkat khusus.

Konsumen yang memerlukan kompensasi cosφ

Salah satu konsumen utama energi reaktif adalah motor listrik asinkron, yang mengkonsumsi hingga 40% dari seluruh listrik. Cosφ perangkat ini adalah sekitar 0,7-0,8 pada beban terukur dan turun menjadi 0,2-0,4 saat idle. Hal ini disebabkan adanya desain belitan yang menciptakan medan magnet.

Jenis perangkat lainnya adalah transformator, yang cosφnya turun, dan konsumsi energi reaktif meningkat pada perangkat tanpa beban.

Perangkat kompensasi

Berbagai jenis perangkat digunakan untuk kompensasi:

• Motor sinkron. Ketika tegangan lebih tinggi dari tegangan nominal diterapkan pada belitan eksitasi, mereka mengkompensasi energi induktif. Hal ini memungkinkan Anda untuk meningkatkan parameter jaringan tanpa biaya tambahan. Dengan mengganti sebagian motor induksi dengan motor sinkron, kemungkinan kompensasi akan meningkat, namun hal ini memerlukan biaya tambahan untuk pemasangan dan pengoperasian. Kekuatan motor listrik tersebut mencapai beberapa ribu kilovolt-ampere;
• Kompensator sinkron. Motor listrik sinkron ini memiliki ciri desain yang disederhanakan dan daya hingga 100 kilovolt-ampere, tidak dirancang untuk menggerakkan mekanisme apa pun dan beroperasi dalam mode X.X. Tujuannya adalah untuk mengkompensasi energi reaktif. Selama pengoperasian, perangkat ini menggunakan 2-4% energi aktif dari jumlah yang dikompensasi. Prosesnya sendiri diotomatisasi untuk mencapai nilai cosφ sedekat mungkin dengan 1;
• bank kapasitor. Selain motor listrik, bank kapasitor digunakan sebagai kompensator. Ini adalah kelompok kapasitor yang dihubungkan dalam “segitiga”. Kapasitas perangkat ini dapat diubah dengan memasang dan melepaskan elemen individual. Keuntungan dari perangkat tersebut adalah kesederhanaan dan konsumsi daya aktif yang rendah - 0,3-0,4% dari kompensasi. Kerugiannya adalah ketidakmungkinan penyesuaian yang mulus.

Jadi berapa kW dalam 1 kVA? Pertanyaan ini tidak dapat dijawab dengan jelas. Itu tergantung pada berbagai faktor, dan terutama pada cosφ. Untuk melakukan perhitungan dan menguraikan hasilnya, Anda dapat menggunakan kalkulator online.

Mengetahui semua komponen daya, apa perbedaannya, dan cara mengubah kVA menjadi kW diperlukan saat merancang jaringan listrik.

Video

Saat membeli pembangkit listrik tenaga diesel, hal pertama yang dihadapi konsumen adalah pilihan tenaga DGU. Dalam spesifikasinya, pabrikan selalu mencantumkan dua unit tenaga.

kVA adalah total daya peralatan;

kW adalah daya aktif peralatan;

Saat memilih generator atau penstabil tegangan, perlu dibedakan antara total konsumsi daya (kVA) dan daya aktif (kW) yang dihabiskan untuk pekerjaan yang bermanfaat.

Daya adalah besaran fisis yang sama dengan perbandingan usaha yang dilakukan selama suatu periode waktu tertentu dengan periode waktu tersebut.

Kekuasaan penuh, reaktif dan aktif:

• S - daya semu diukur dalam kVA (kilovolt ampere)

Mencirikan total daya listrik arus bolak-balik. Untuk memperoleh daya total, nilai daya reaktif dan aktif dijumlahkan. Pada saat yang sama, rasio daya total dan daya aktif untuk konsumen listrik yang berbeda mungkin berbeda. Jadi, untuk menentukan kekuatan total konsumen, perlu untuk menjumlahkan kekuatan total mereka, dan bukan kekuatan aktif.

kVA mencirikan daya listrik total, yang memiliki sebutan huruf yang diterima dalam sistem SI - S: ini adalah jumlah geometri daya aktif dan reaktif, ditemukan dari rasio: S=P/cos(f) atau S=Q/sin (F).

• Q - daya reaktif diukur dalam kvar (kilovar)

Daya reaktif yang dikonsumsi dalam jaringan listrik menyebabkan rugi-rugi aktif tambahan (untuk menutupi energi yang dihabiskan di pembangkit listrik) dan rugi-rugi tegangan (kondisi pengaturan tegangan yang lebih buruk).

• P - daya aktif diukur dalam kW (kilowatt)

Ini adalah besaran fisik dan teknis yang menjadi ciri daya listrik yang berguna. Dengan beban sewenang-wenang, komponen arus aktif bekerja pada rangkaian arus bolak-balik. Ini bagian dari daya semu, yang ditentukan oleh faktor daya dan berguna (digunakan).

Faktor daya tunggal dilambangkan Cos φ.

Ini adalah faktor daya yang menunjukkan rasio (kerugian) kW terhadap kVA saat menghubungkan beban induktif.

Faktor daya persekutuan dan interpretasinya (cos φ):

1 adalah nilai terbaik

0,95 adalah indikator yang sangat baik

0,90 - nilai memuaskan

0,80 adalah rata-rata indikator yang paling umum

0,70 adalah indikator yang buruk

0,60 - nilai yang sangat rendah

kW mencirikan daya listrik aktif yang dikonsumsi, yang memiliki sebutan huruf P yang diterima: ini adalah perbedaan geometrik antara daya total dan daya reaktif, ditemukan dari rasio: P \u003d S * cos (f).

Dalam bahasa konsumen: kW adalah neto (net power), dan kVA adalah bruto (gross power).

1 kW = 1,25 kVA

1 kVA = 0,8 kW

Bagaimana cara mengubah kVA ke kW?

Untuk mengubah kVA ke kW dengan cepat, Anda perlu mengurangi 20% dari kVA dan mendapatkan kW dengan kesalahan kecil yang dapat diabaikan. Atau gunakan rumus untuk mengubah kVA ke kW:

P=S * Karena f

Dimana P adalah daya aktif (kW), S adalah daya semu (kVA), Cos f adalah faktor daya.

Misalnya, untuk mengubah daya 400kVA menjadi kW, Anda memerlukan 400kVA * 0,8 = 320kW atau 400kVA-20% = 320kW.

Bagaimana cara mengubah kW ke kVA?

Untuk mengubah kW ke kVA, berlaku rumus:

Dimana S adalah daya semu (kVA), P adalah daya aktif (kW), Cos f adalah faktor daya.

Misalnya, untuk mengubah daya 1000 kW menjadi kVA, harus digunakan 1000 kW / 0,8 = 1250 kVA.