O que é kvar? O que são kVA e kW - como converter kW em kVA Quilovolt ampere reativo.

Neste artigo veremos o que são kVA, kW, kVAr? O que significa cada quantidade e qual é o significado físico dessas quantidades.
O que é KVA? KVA é a palavra mais misteriosa para o consumidor de eletricidade, mas também a mais importante. Para ser mais preciso, devemos descartar o prefixo quilo- (10 3) e obter o valor original (unidade de medida) VA, (VA), Volt-Amperes. Este valor caracteriza Energia elétrica total, tendo uma designação de letra aceita de acordo com o sistema -S. A potência elétrica total é a soma geométrica da potência ativa e reativa, encontrado a partir da relação: S 2 =P 2 +Q 2, ou das seguintes relações: S=P/ ou S=Q/sin(φ). O significado físico de Potência total é descrever o consumo total de energia elétrica para realizar qualquer ação de um aparelho elétrico.

A relação de potência pode ser representada como um Triângulo de Potência. No triângulo, as letras S(VA), P(W), Q(VAr) indicam potência Total, Ativa e Reativa, respectivamente. φ é o ângulo de defasagem entre a tensão U(V) e a corrente I(A), que é essencialmente responsável pelo aumento da potência total de uma instalação elétrica. O desempenho máximo da instalação elétrica será de tendendo a 1.

O que é kW? kW não é uma palavra menos misteriosa que kVA. Novamente descartamos o prefixo quilo- (10 3) e obtemos o valor original (unidade de medida) W, (W), Watt. Este valor caracteriza a potência elétrica consumida ativa, que possui uma designação de letra aceita de acordo com o sistema -P. A potência elétrica consumida ativa é a diferença geométrica entre a potência total e reativa, encontrado a partir da relação: P 2 =S 2 -Q 2 P=S* .
A potência ativa pode ser descrita como a parte da potência total gasta para realizar uma ação útil por um aparelho elétrico. Aqueles. para fazer um trabalho "útil".
A designação menos utilizada permanece - kVAR. Novamente, vamos descartar o prefixo quilo- (10 3) e obter o valor original (unidade de medida) VAR, (VAR), Volt-ampere reativo. Este valor caracteriza a Potência Elétrica Reativa, que possui uma designação de letra aceita de acordo com o sistema -Q. A potência elétrica reativa é a diferença geométrica entre a potência total e ativa, encontrado a partir da relação: Q 2 =S 2 -P 2, ou da seguinte relação: Q =S* pecado(φ).
A potência reativa pode ter ou caráter.
Um exemplo típico de Reação de uma instalação elétrica: uma linha aérea em relação ao “terra” é caracterizada por uma componente capacitiva; pode ser considerada como um capacitor plano com um entreferro entre as “placas”; enquanto o rotor do motor tem um caráter indutivo pronunciado, aparecendo-nos como um indutor enrolado.
A potência reativa pode ser descrita como a parte da potência total gasta em processos transitórios contendo. Ao contrário da potência ativa, a potência reativa não realiza trabalho “útil” quando um aparelho elétrico está em operação.
Vamos resumir: Qualquer instalação elétrica é caracterizada por dois indicadores principais: potência (total (kVA), ativa (kW)) e o cosseno do ângulo de mudança de tensão em relação à corrente - . As relações de valor são fornecidas no artigo acima. O significado físico do poder ativo é a realização de trabalho “útil”; Reativo - gasta parte da energia em processos transitórios, na maioria das vezes são perdas por reversão de magnetização.

Exemplos de obtenção de uma quantidade de outra:
Instalação elétrica fornecida com indicadores: potência ativa (P) - 15 kW, Cos(φ)=0,91. Assim, a potência total (S) será - P/Cos(φ)=15/0,91=16,48 kVA. A corrente de funcionamento de uma instalação eléctrica baseia-se sempre na potência total (S) e é para rede monofásica - I=S/U=15/0,22=68,18A, para rede trifásica - I=S/ (U*(3)^0, 5))=15/(0,38*1,73205)=22,81A.
Instalação elétrica fornecida com indicadores: potência total (S) - 10 kVA, Cos(φ)=0,91. Assim, o componente ativo da potência (P) será - S*Cos(φ)=10*0,91=9,1 kW.
Instalação elétrica fornecida- TP 2x630 kVA com indicadores: potência total (S) - 2x630 kVA, deve ser alocada potência ativa. Para habitações com vários apartamentos com fogões elétricos, aplicamos Cos(φ) = 0,92. Assim, o componente ativo da potência (P) será - S*Cos(φ)=2*630*0,92=1159,2 kW.

A unidade básica de medição de potência para equipamentos elétricos é kW (quilowatt). Mas há outra unidade de poder que nem todo mundo conhece - kvar.

kvar (quilovar)– unidade de medida de potência reativa (volt-ampere reativo – var, quilovolt-ampere reativo – kvar). De acordo com os requisitos da Norma Internacional para Unidades de Sistemas de Medição SI, a unidade de medida de potência reativa é escrita “var” (e, consequentemente, “kvar”). No entanto, a designação "kvar" é amplamente utilizada. Esta designação se deve ao fato de que a unidade de medida do SI para potência total é VA. Na literatura estrangeira, a designação geralmente aceita para a unidade de medida de potência reativa é " kvar". A unidade de medida de potência reativa é equiparada a unidades não pertencentes ao sistema, aceitáveis ​​​​para uso em paridade com unidades SI.

Os receptores de energia CA consomem energia ativa e reativa. A relação de potência de um circuito CA pode ser representada como um triângulo de potência.

No triângulo de potência, as letras P, Q e S indicam potência ativa, reativa e aparente, respectivamente, φ é a mudança de fase entre corrente (I) e tensão (U).

O valor da potência reativa Q (kVAr) é utilizado para determinar a potência aparente da instalação S (kVA), que na prática é necessária, por exemplo, no cálculo da potência aparente de um transformador que alimenta um equipamento. Se considerarmos o triângulo de potência com mais detalhes, é óbvio que, ao compensar a potência reativa, também reduziremos o consumo de energia total.

É extremamente pouco lucrativo para as empresas consumir energia reativa da rede de abastecimento, pois isso exige aumentar as seções transversais dos cabos de alimentação e aumentar a potência dos geradores e transformadores. Existem formas de recebê-lo (gerá-lo) diretamente do consumidor. A maneira mais comum e eficaz é usar unidades capacitivas. Como a principal função desempenhada pelas unidades capacitivas é a compensação de potência reativa, a unidade geralmente aceita para sua potência é kVAR, e não kW como para todos os outros equipamentos elétricos.

Dependendo da natureza da carga, as empresas podem utilizar tanto unidades capacitivas não reguladas quanto unidades com regulação automática. Em redes com cargas fortemente variáveis, são utilizadas instalações controladas por tiristores, que permitem conectar e desconectar capacitores quase instantaneamente.

O elemento de trabalho de qualquer instalação de capacitor é um capacitor de fase (cosseno). A principal característica de tais capacitores é a potência (kVAr), e não a capacitância (μF), como acontece com outros tipos de capacitores. No entanto, o funcionamento dos capacitores de cosseno e convencionais é baseado nos mesmos princípios físicos. Portanto, a potência dos capacitores cosseno, expressa em kVAr, pode ser convertida em capacitância, e vice-versa, por meio de tabelas de correspondência ou fórmulas de conversão. A potência em kVAr é diretamente proporcional à capacitância do capacitor (μF), à frequência (Hz) e ao quadrado da tensão (V) da rede de alimentação. A faixa padrão de classificações de potência do capacitor para a classe de 0,4 kV varia de 1,5 a 50 kVAr, e para a classe de 6 a 10 kV, de 50 a 600 kVAr.

Um importante indicador de eficiência energética é o equivalente económico da potência reativa kE (kW/kVAr). É definido como uma redução nas perdas de potência ativa para uma redução no consumo de energia reativa.

Valores do equivalente econômico da potência reativa

Características de transformadores e sistemas de alimentação	Na carga máxima do sistema (kW/kVAr)	Na carga mínima do sistema (kW/kVAr)
Transformadores alimentados diretamente pelos barramentos da estação usando tensão do gerador	0,02	0,02
Transformadores de rede alimentados por uma usina usando tensão de gerador (por exemplo, transformadores industriais alimentados por usinas de fábrica ou cidades)	0,07	0,04
Transformadores abaixadores de 110-35 kV, alimentados por redes distritais	0,1	0,06
Transformadores abaixadores de 6 a 10 kV, alimentados por redes distritais	0,15	0,1
Transformadores abaixadores alimentados por redes distritais, cuja carga reativa é coberta por compensadores síncronos	0,05	0,03

Existem também unidades “maiores” de medida de potência reativa, por exemplo megavar (Mvar). 1 Mvar é igual a 1000 kVAr. Megavars geralmente medem a potência de sistemas especiais de compensação de potência reativa de alta tensão - bancos de capacitores estáticos (SCB).

Quando falamos sobre a potência dos aparelhos elétricos, geralmente nos referimos à energia ativa. Mas muitos dispositivos também consomem energia reativa. Este artigo explica o que é kVA e como o kVA difere do kW.

Energia ativa e reativa

Numa rede de corrente alternada, a magnitude da corrente e da tensão varia de forma sinusoidal com a frequência da rede. Isso pode ser visto na tela do osciloscópio. Todos os tipos de consumidores podem ser divididos em três categorias:

• Resistores, ou resistências ativas, consomem apenas corrente ativa. São lâmpadas incandescentes, fogões elétricos e dispositivos similares. A principal diferença é a coincidência de fases de corrente e tensão;
• Bobinas, indutores, transformadores e motores elétricos assíncronos usam energia reativa e a convertem em campos magnéticos e EMF traseiros. Nesses dispositivos, a corrente está 90 graus desfasada da tensão;
• Capacitores – convertem tensão em campos elétricos. Em redes de corrente alternada são utilizados em compensadores de potência reativa ou como resistores limitadores de corrente. Nesses dispositivos, a corrente está adiantada em relação à tensão em 90 graus.

Importante! Capacitores e indutores deslocam a corrente em relação à tensão em direções opostas e, quando conectados à mesma rede, cancelam-se mutuamente.

Ativa é a energia liberada em uma resistência ativa, como uma lâmpada incandescente, aquecedor elétrico e outros aparelhos elétricos similares. Neles, as fases de corrente e tensão coincidem, e toda a energia é utilizada pelo aparelho elétrico. Nesse caso, as diferenças entre quilowatts e quilovolt-amperes desaparecem.

Além da energia ativa, existe a energia reativa. É utilizado por dispositivos cujo projeto contém capacitores ou bobinas com resistência indutiva, motores elétricos, transformadores ou bobinas. Cabos longos também possuem, mas a diferença com um dispositivo com resistência puramente ativa é pequena e é levada em consideração apenas no projeto de linhas de energia longas ou em dispositivos de alta frequência.

Potência total

Em condições reais, cargas puramente resistivas, capacitivas ou indutivas são muito raras. Normalmente, todos os aparelhos elétricos utilizam potência ativa (P) juntamente com potência reativa (Q). Esta é a potência total, designada “S”.

Para calcular estes parâmetros são utilizadas as seguintes fórmulas, que você precisa conhecer para realizar, se necessário convertendo kVA em kW e vice-versa:

• Ativa é a energia útil convertida em trabalho, expressa em W ou kW.

KVA pode ser convertido em kW usando a fórmula:

onde “φ” é o ângulo entre a corrente e a tensão.

Estas unidades medem a carga útil de motores elétricos e outros dispositivos;

• Capacitivo ou indutivo:

Exibe a perda de energia devido a campos elétricos e magnéticos. Unidade de medida – kVar (quilovolt-ampere reativo);

• Completo:

1. você – tensão da rede,
2. I – corrente através do dispositivo.

Representa o consumo total de energia elétrica de um dispositivo e é expresso em VA ou kVA (quilovolt-amperes). Os parâmetros do transformador são expressos nestas unidades, por exemplo, 1 kVA ou 1000 kVA.

Para a sua informação. Tais dispositivos de 6.000/0,4 kV e potência de 1.000 kVA estão entre os mais comuns para alimentação de equipamentos elétricos de empresas e bairros residenciais.

Kvar, kVA e kW estão relacionados por uma fórmula semelhante ao famoso teorema de Pitágoras (calças de Pitágoras):

Importante! Ressalta-se que um motor elétrico de 10 kW não pode ser conectado a um transformador de 10 kVA, pois a energia elétrica consumida por este dispositivo, levando em consideração o cosφ, será de cerca de 14 quilovolts-amperes.

Trazendo cosφ para 1

A energia reativa utilizada pelos consumidores cria uma carga extra no cabo e no equipamento de partida. Além disso, você tem que pagar por ele, assim como por um ativo, e nos geradores portáteis a falta de compensação aumenta o consumo de combustível. Mas pode ser compensado com o uso de dispositivos especiais.

Consumidores que necessitam de compensação cosφ

Um dos principais consumidores de energia reativa são os motores elétricos assíncronos, que consomem até 40% de toda a eletricidade. O Cosφ desses dispositivos é de cerca de 0,7-0,8 em carga nominal e cai para 0,2-0,4 em modo inativo. Isso se deve à presença de enrolamentos no projeto que criam um campo magnético.

Outro tipo de dispositivo são os transformadores, cujo cosφ cai e o consumo de energia reativa aumenta em dispositivos descarregados.

Dispositivos de compensação

Diferentes tipos de dispositivos são usados ​​para compensação:

• Motores síncronos. Quando uma tensão superior à tensão nominal é fornecida ao enrolamento de excitação, eles compensam a energia indutiva. Isso permite melhorar os parâmetros da rede sem custos adicionais. Ao substituir alguns motores assíncronos por motores síncronos, as capacidades de compensação aumentarão, mas isso exigirá custos adicionais de instalação e operação. A potência desses motores elétricos atinge vários milhares de quilovolts-amperes;
• Compensadores síncronos. Esses motores elétricos síncronos possuem design simplificado e potência de até 100 quilovolts-amperes, não se destinam ao acionamento de nenhum mecanismo e operam no modo X.X. Sua finalidade é compensar a energia reativa. Durante a operação, esses dispositivos utilizam 2 a 4% da energia ativa da quantidade de energia compensada. O próprio processo é automatizado para atingir um valor de cosφ o mais próximo possível de 1;
• Baterias de capacitores. Além dos motores elétricos, as baterias capacitivas são utilizadas como compensadores. São grupos de capacitores conectados em um “triângulo”. A capacidade destes dispositivos pode ser alterada conectando e desconectando elementos individuais. A vantagem de tais dispositivos é sua simplicidade e baixo consumo de energia ativa - 0,3-0,4% do compensado. A desvantagem é a impossibilidade de ajuste suave.

Então, quantos kW equivalem a 1 kVA? Esta questão não pode ser respondida de forma inequívoca. Isto depende de vários fatores e, sobretudo, do cosφ. Para realizar cálculos e interpretar os resultados, você pode usar uma calculadora online.

Conhecer todos os componentes da potência, quais as diferenças entre eles e como converter kVA em kW é essencial no projeto de redes elétricas.

Vídeo

Ao adquirir uma usina a diesel, a primeira coisa que o consumidor enfrenta é escolher a potência do grupo gerador a diesel. Nas especificações, os fabricantes sempre indicam duas unidades de medida de potência.

kVA – potência total do equipamento;

kW – potência ativa do equipamento;

Ao escolher um gerador ou estabilizador de tensão, é necessário distinguir o consumo total de energia (kVA) da potência ativa (kW) que é gasta para realizar trabalhos úteis.

A potência é uma quantidade física igual à razão entre o trabalho realizado durante um determinado período de tempo e esse período de tempo.

A potência pode ser aparente, reativa e ativa:

• S – a potência total é medida em kVA (kiloVolt Amperes)

Caracteriza a potência elétrica total da corrente alternada. Para obter a potência total, somam-se os valores das potências reativa e ativa. Ao mesmo tempo, a relação entre potência total e ativa pode diferir para diferentes consumidores de eletricidade. Assim, para determinar o poder total dos consumidores, deve ser somado o seu poder total, e não o seu poder ativo.

kVA caracteriza a potência elétrica total, que tem a designação de letra aceita de acordo com o sistema SI - S: é a soma geométrica da potência ativa e reativa, encontrada a partir da razão: S=P/cos(ph) ou S=Q/ pecado (ph).

• Q – a potência reativa é medida em kVar (kiloVar)

A energia reativa consumida nas redes elétricas causa perdas ativas adicionais (para cobrir a energia consumida nas usinas) e perdas de tensão (piora das condições de regulação de tensão).

• P – a potência ativa é medida em kW (quilowatts)

Esta é uma grandeza física e técnica que caracteriza a energia elétrica útil. Com uma carga arbitrária, um componente de corrente ativa atua no circuito de corrente alternada. Esta parte da potência total, que é determinada pelo fator de potência e é útil (usada).

O fator de potência unificado é denotado por Cos φ.

Este é o fator de potência, que mostra a relação entre (perdas) kW e kVA ao conectar cargas indutivas.

Fatores de potência comuns e sua interpretação (cos φ):

1 – melhor valor

0,95 é um excelente indicador

0,90 – valor satisfatório

0,80 – indicador médio mais comum

0,70 é um indicador ruim

0,60 – valor muito baixo

kW caracteriza a potência elétrica ativa consumida, que tem a designação de letra aceita P: é a diferença geométrica entre a potência total e reativa, encontrada a partir da relação: P=S*cos(f).

Em termos de consumo: kW é líquido (potência líquida) e kVA é bruto (potência total).

1 kW = 1,25 kVA

1 kVA = 0,8 kW

Como converter potência kVA em kW?

Para converter rapidamente kVA em kW, você precisa subtrair 20% de kVA e obter kW com um pequeno erro que pode ser desprezado. Ou use a fórmula para converter kVA em kW:

P=S * Сos f

Onde P é a potência ativa (kW), S é a potência aparente (kVA), Cos f é o fator de potência.

Por exemplo, para converter uma potência de 400 kVA em kW, você precisa de 400 kVA * 0,8 = 320 kW ou 400 kVA-20% = 320 kW.

Como converter potência kW em kVA?

Para converter kW em kVA, a seguinte fórmula é aplicável:

Onde S é a potência aparente (kVA), P é a potência ativa (kW), Cos f é o fator de potência.

Por exemplo, para converter uma potência de 1.000 kW em kVA, você deve ter 1.000 kW / 0,8 = 1.250 kVA.