Ce este kvar? Ce sunt kVA și kW - cum se transformă kW în kVA Kilovolt amper reactiv.

În acest articol ne vom uita la ce sunt kVA, kW, kVAr? Ce înseamnă fiecare mărime și care este semnificația fizică a acestor mărimi.
Ce este KVA? KVA este cuvântul cel mai misterios pentru consumatorul de energie electrică, precum și cel mai important. Pentru a fi precis, ar trebui să renunțăm la prefixul kilo- (10 3) și să obținem valoarea inițială (unitatea de măsură) VA, (VA), Volt-Amperi. Această valoare caracterizează Putere electrică totală, având o desemnare a literei acceptată conform sistemului - S. Puterea electrică totală este suma geometrică a puterii active și reactive, găsit din relația: S2 =P2+Q2, sau din următoarele relații: S=P/ sau S=Q/sin(φ). Sensul fizic al puterii totale este de a descrie consumul total de energie electrică pentru a efectua orice acțiune a unui aparat electric.

Raportul de putere poate fi reprezentat ca un triunghi de putere. Pe triunghi, literele S(VA), P(W), Q(VAr) indică puterea totală, activă, respectiv reactivă. φ este unghiul de defazare dintre tensiunea U(V) și curentul I(A), care este esențial responsabil pentru creșterea puterii totale a unei instalații electrice. Performanța maximă a instalației electrice va fi la tind spre 1.

Ce este kW? kW nu este un cuvânt mai puțin misterios decât kVA. Din nou, aruncăm prefixul kilo- (10 3) și obținem valoarea inițială (unitatea de măsură) W, (W), Watt. Această valoare caracterizează puterea electrică consumată activă, care are o denumire de litere acceptată conform sistemului -P. Puterea electrică activă consumată este diferența geometrică dintre puterea totală și cea reactivă, găsit din relația: P2 =S2-Q2 P=S* .
Puterea activă poate fi descrisă ca partea din puterea totală cheltuită pentru a efectua o acțiune utilă de către un aparat electric. Acestea. a face o muncă „utilă”.
Cea mai puțin utilizată denumire rămâne - kVAR. Din nou, să renunțăm la prefixul kilo- (10 3) și să obținem valoarea inițială (unitatea de măsură) VAR, (VAR), Volt-amper reactiv. Această valoare caracterizează puterea electrică reactivă, care are o denumire de litere acceptată conform sistemului - Î. Puterea electrică reactivă este diferența geometrică dintre puterea totală și cea activă, găsit din relația: Q2 =S2-P2, sau din următoarea relație: Q =S* sin(φ).
Puterea reactivă poate avea sau caracter.
Un exemplu tipic de reacție a unei instalații electrice: o linie aeriană în raport cu „pământul” este caracterizată de o componentă capacitivă; poate fi considerată ca un condensator plat cu un spațiu de aer între „plăci”; în timp ce rotorul motorului are un caracter inductiv pronunțat, apărându-ne ca un inductor bobinat.
Puterea reactivă poate fi descrisă ca partea din puterea totală cheltuită în procesele tranzitorii care conține . Spre deosebire de puterea activă, puterea reactivă nu efectuează lucrări „utile” atunci când funcționează un aparat electric.
Să rezumăm: Orice instalație electrică este caracterizată de doi indicatori principali dintre următorii: putere (complet (kVA), activ (kW)) și cosinusul unghiului de schimbare a tensiunii în raport cu curentul - . Rapoartele valorice sunt date în articolul de mai sus. Semnificația fizică a puterii active este efectuarea unei lucrări „utile”; Reactiv - cheltuiește o parte din energie pe procese tranzitorii, cel mai adesea acestea sunt pierderi datorate inversării magnetizării.

Exemple de obținere a unei cantități de la alta:
Instalatie electrica data cu indicatoare: putere activa (P) - 15 kW, Cos(φ)=0,91. Astfel, puterea totală (S) va fi - P/Cos(φ)=15/0,91=16,48 kVA. Curentul de funcționare al unei instalații electrice se bazează întotdeauna pe puterea totală (S) și este pentru o rețea monofazată - I=S/U=15/0,22=68,18A, pentru o rețea trifazată - I=S/ (U*(3)^0, 5))=15/(0,38*1,73205)=22,81A.
Instalatie electrica data cu indicatoare: putere totala (S) - 10 kVA, Cos(φ)=0,91. Astfel, componenta activă a puterii (P) va fi - S*Cos(φ)=10*0,91=9,1 kW.
Instalatie electrica data- TP 2x630 kVA cu indicatoare: putere totala (S) - 2x630 kVA, trebuie alocata putere activa. Pentru locuințe cu mai multe apartamente cu sobe electrice, aplicăm Cos(φ) = 0,92. Astfel, componenta activă a puterii (P) va fi - S*Cos(φ)=2*630*0,92=1159,2 kW.

Unitatea de bază de măsură a puterii pentru echipamentele electrice este kW (kilowatt). Dar există o altă unitate de putere despre care nu toată lumea o știe - kvar.

kvar (kilovar)– unitatea de măsură a puterii reactive (volt-amper reactiv – var, kilovolt-amper reactiv – kvar). În conformitate cu cerințele Standardului internațional pentru unitățile de măsură ale sistemelor SI, unitatea de măsură a puterii reactive se scrie „var” (și, în consecință, „kvar”). Cu toate acestea, denumirea „kvar” este utilizată pe scară largă. Această desemnare se datorează faptului că unitatea de măsură SI pentru puterea totală este VA. În literatura străină, denumirea general acceptată pentru unitatea de măsură a puterii reactive este " kvar„. Unitatea de măsură a puterii reactive este echivalată cu unitățile non-sistem, acceptabile pentru utilizare la egalitate cu unitățile SI.

Receptoarele de curent alternativ consumă atât putere activă, cât și putere reactivă. Raportul de putere al unui circuit de curent alternativ poate fi reprezentat ca un triunghi de putere.

Pe triunghiul puterii, literele P, Q și S indică puterea activă, reactivă și respectiv aparentă, φ este defazarea dintre curent (I) și tensiune (U).

Valoarea puterii reactive Q (kVAr) este utilizată pentru a determina puterea aparentă a instalației S (kVA), care în practică este necesară, de exemplu, la calcularea puterii aparente a unui echipament de alimentare cu transformator. Dacă luăm în considerare triunghiul puterii mai detaliat, este evident că prin compensarea puterii reactive, vom reduce și consumul de putere totală.

Este extrem de neprofitabil pentru întreprinderi să consume energie reactivă din rețeaua de alimentare, deoarece aceasta necesită creșterea secțiunilor transversale ale cablurilor de alimentare și creșterea puterii generatoarelor și transformatoarelor. Există modalități de a-l primi (genera) direct de la consumator. Cea mai comună și eficientă modalitate este utilizarea unităților de condensatoare. Deoarece funcția principală îndeplinită de unitățile condensatoare este compensarea puterii reactive, unitatea general acceptată a puterii lor este kVAR și nu kW ca pentru toate celelalte echipamente electrice.

În funcție de natura sarcinii, întreprinderile pot utiliza atât unități de condensatoare nereglate, cât și unități cu reglare automată. În rețelele cu sarcini puternic variabile, se folosesc instalații controlate cu tiristoare, care permit conectarea și deconectarea condensatoarelor aproape instantaneu.

Elementul de lucru al oricărei instalații de condensator este un condensator de fază (cosinus). Principala caracteristică a unor astfel de condensatoare este puterea (kVAr) și nu capacitatea (μF), ca și în cazul altor tipuri de condensatoare. Cu toate acestea, funcționarea atât a condensatoarelor cosinus, cât și a condensatoarelor convenționale se bazează pe aceleași principii fizice. Prin urmare, puterea condensatoarelor cosinus, exprimată în kVAr, poate fi convertită în capacitate și invers, folosind tabele de corespondență sau formule de conversie. Puterea în kVAr este direct proporțională cu capacitatea condensatorului (μF), frecvența (Hz) și pătratul tensiunii (V) a rețelei de alimentare. Gama standard de putere nominală a condensatorului pentru clasa 0,4 kV variază de la 1,5 la 50 kVAr, iar pentru clasa 6-10 kV de la 50 la 600 kVAr.

Un indicator important al eficienței energetice este echivalentul economic al puterii reactive kE (kW/kVAr). Este definită ca o reducere a pierderilor de putere activă până la o reducere a consumului de putere reactivă.

Valorile echivalentului economic al puterii reactive

Caracteristicile transformatoarelor și sistemelor de alimentare	La sarcina maximă a sistemului (kW/kVAr)	La sarcina minimă a sistemului (kW/kVAr)
Transformatoare alimentate direct de la autobuzele stației folosind tensiunea generatorului	0,02	0,02
Transformatoare de rețea alimentate de o centrală electrică care utilizează tensiunea generatorului (de exemplu, transformatoare industriale alimentate de fabrici sau centrale electrice din oraș)	0,07	0,04
Transformatoare descendente 110-35 kV, alimentate din rețele raionale	0,1	0,06
Transformatoare descendente 6-10 kV, alimentate din rețele raionale	0,15	0,1
Transformatoare descendente alimentate din rețele districtuale, a căror sarcină reactivă este acoperită de compensatoare sincrone	0,05	0,03

Există și unități „mai mari” de măsură a puterii reactive, de exemplu megavar (Mvar). 1 Mvar este egal cu 1000 kVAr. Megavarurile măsoară de obicei puterea sistemelor speciale de compensare a puterii reactive de înaltă tensiune - bănci de condensatoare statice (SCB).

Când vorbim despre puterea aparatelor electrice, de obicei ne referim la energie activă. Dar multe dispozitive consumă și energie reactivă. Acest articol explică ce este kVA și cum diferă kVA de kW.

Energie activă și reactivă

Într-o rețea de curent alternativ, mărimea curentului și a tensiunii variază într-o manieră sinusoidală cu frecvența rețelei. Acest lucru poate fi văzut pe ecranul osciloscopului. Toate tipurile de consumatori pot fi împărțite în trei categorii:

• Rezistoarele sau rezistențele active consumă numai curent activ. Acestea sunt lămpi cu incandescență, sobe electrice și dispozitive similare. Principala diferență este coincidența de fază a curentului și a tensiunii;
• Choke-urile, inductoarele, transformatoarele și motoarele electrice asincrone folosesc energie reactivă și o convertesc în câmpuri magnetice și invers EMF. În aceste dispozitive, curentul este defazat cu 90 de grade față de tensiune;
• Condensatoare - transformă tensiunea în câmpuri electrice. În rețelele de curent alternativ sunt utilizate în compensatoare de putere reactivă sau ca rezistențe limitatoare de curent. În astfel de dispozitive, curentul conduce tensiunea cu 90 de grade.

Important! Condensatorii și inductoarele schimbă curentul în raport cu tensiunea în direcții opuse și, atunci când sunt conectate la aceeași rețea, se anulează reciproc.

Activ este energia eliberată la o rezistență activă, cum ar fi o lampă cu incandescență, un încălzitor electric și alte aparate electrice similare. În ele, fazele de curent și tensiune coincid, iar toată energia este folosită de aparatul electric. În acest caz, diferențele dintre kilowați și kilovolt-amperi dispar.

Pe lângă energia activă, există și energia reactivă. Este utilizat de dispozitivele al căror design conține condensatoare sau bobine cu rezistență inductivă, motoare electrice, transformatoare sau bobine. O au și cablurile lungi, dar diferența cu un dispozitiv cu rezistență pur activă este mică și se ține cont doar la proiectarea liniilor lungi de alimentare sau la dispozitivele de înaltă frecvență.

Toata puterea

În condiții reale, sarcinile pur rezistive, capacitive sau inductive sunt foarte rare. De obicei, toate aparatele electrice folosesc puterea activă (P) împreună cu puterea reactivă (Q). Aceasta este puterea totală, desemnată „S”.

Pentru a calcula acești parametri, se folosesc următoarele formule, pe care trebuie să le cunoașteți pentru a le efectua, dacă este necesar conversia kVA în kW și invers:

• Activ este energia utilă convertită în muncă, exprimată în W sau kW.

KVA poate fi convertit în kW folosind formula:

unde „φ” este unghiul dintre curent și tensiune.

Aceste unități măsoară sarcina utilă a motoarelor electrice și a altor dispozitive;

• Capacitiv sau inductiv:

Afișează pierderile de energie din cauza câmpurilor electrice și magnetice. Unitatea de măsură – kVar (kilovolt-amperi reactiv);

• Deplin:

1. U – tensiunea rețelei,
2. I – curent prin dispozitiv.

Reprezintă consumul total de energie electrică al unui dispozitiv și este exprimat în VA sau kVA (kilovolt-amperi). Parametrii transformatorului sunt exprimați în aceste unități, de exemplu, 1 kVA sau 1000 kVA.

Pentru informația dumneavoastră. Astfel de dispozitive de 6000/0,4 kV și o putere de 1000 kVA sunt printre cele mai comune pentru alimentarea echipamentelor electrice ale întreprinderilor și cartierelor rezidențiale.

Kvar, kVA și kW sunt legate printr-o formulă similară cu celebra teoremă a lui Pitagora (Pantalonii pitagoreici):

Important! De menționat că un motor electric de 10 kW nu poate fi conectat la un transformator de 10 kVA, deoarece energia electrică consumată de acest dispozitiv, ținând cont de cosφ, va fi de aproximativ 14 kilovolt-amperi.

Aducerea cosφ la 1

Energia reactivă utilizată de consumatori creează o sarcină suplimentară asupra cablului și echipamentului de pornire. În plus, trebuie să plătești pentru el, la fel ca pentru unul activ, iar la generatoarele portabile lipsa compensației crește consumul de combustibil. Dar poate fi compensată prin utilizarea unor dispozitive speciale.

Consumatorii care au nevoie de compensare cosφ

Unul dintre principalii consumatori de energie reactivă sunt motoarele electrice asincrone, consumând până la 40% din toată energia electrică. Cosφ al acestor dispozitive este de aproximativ 0,7-0,8 la sarcina nominală și scade la 0,2-0,4 la ralanti. Acest lucru se datorează prezenței înfășurărilor în design care creează un câmp magnetic.

Un alt tip de dispozitiv sunt transformatoarele, al căror cosφ scade, iar consumul de energie reactivă crește la dispozitivele descărcate.

Dispozitive de compensare

Pentru compensare sunt utilizate diferite tipuri de dispozitive:

• Motoare sincrone. Când înfășurării de excitație este furnizată o tensiune mai mare decât tensiunea nominală, acestea compensează energia inductivă. Acest lucru vă permite să îmbunătățiți parametrii rețelei fără costuri suplimentare. La înlocuirea unor motoare asincrone cu motoare sincrone, capacitățile de compensare vor crește, dar acest lucru va necesita costuri suplimentare pentru instalare și exploatare. Puterea unor astfel de motoare electrice atinge câteva mii de kilovolti-amperi;
• Compensatoare sincrone. Aceste motoare electrice sincrone au un design simplificat și o putere de până la 100 kilovolți-amperi, nu sunt destinate să acționeze niciun mecanism și să funcționeze în modul X.X. Scopul lor este de a compensa energia reactivă. În timpul funcționării, aceste dispozitive folosesc 2-4% din energia activă din cantitatea de energie compensată. Procesul în sine este automatizat pentru a obține o valoare cosφ cât mai apropiată de 1;
• Baterii condensatoare. Pe lângă motoarele electrice, bateriile condensatoare sunt folosite ca compensatoare. Acestea sunt grupuri de condensatoare conectate într-un „triunghi”. Capacitatea acestor dispozitive poate fi modificată prin conectarea și deconectarea elementelor individuale. Avantajul unor astfel de dispozitive este simplitatea și consumul redus de putere activă - 0,3-0,4% din cel compensat. Dezavantajul este imposibilitatea ajustării fără probleme.

Deci câți kW sunt în 1 kVA? La această întrebare nu se poate răspunde fără ambiguitate. Aceasta depinde de diverși factori și, mai ales, de cosφ. Pentru a efectua calcule și a interpreta rezultatele, puteți utiliza un calculator online.

Cunoașterea tuturor componentelor puterii, care sunt diferențele dintre ele și cum să convertiți kVA în kW este esențială atunci când proiectați rețele electrice.

Video

La achiziționarea unei centrale electrice diesel, primul lucru cu care se confruntă un consumator este alegerea puterii grupului generator diesel. În specificații, producătorii indică întotdeauna două unități de măsură a puterii.

kVA – puterea totală a echipamentului;

kW – puterea activă a echipamentului;

Atunci când alegeți un generator sau un stabilizator de tensiune, este necesar să se distingă puterea totală consumată (kVA) de puterea activă (kW), care este cheltuită pentru a efectua lucrări utile.

Puterea este o cantitate fizică egală cu raportul dintre munca efectuată într-o anumită perioadă de timp și această perioadă de timp.

Puterea poate fi aparentă, reactivă și activă:

• S – puterea totală este măsurată în kVA (kiloVolt Amperi)

Caracterizează puterea electrică totală a curentului alternativ. Pentru a obține puterea totală, se însumează valorile puterilor reactive și active. În același timp, raportul dintre puterea totală și cea activă poate diferi pentru diferiți consumatori de energie electrică. Astfel, pentru a determina puterea totală a consumatorilor, ar trebui însumate puterile totale, mai degrabă decât cele active.

kVA caracterizează puterea electrică totală, care are denumirea de litere acceptată conform sistemului SI - S: aceasta este suma geometrică a puterii active și reactive, găsită din raportul: S=P/cos(ph) sau S=Q/ păcat(ph).

• Q – puterea reactivă este măsurată în kVar (kiloVar)

Puterea reactivă consumată în rețelele electrice provoacă pierderi active suplimentare (pentru a acoperi energia care este consumată la centralele electrice) și pierderi de tensiune (înrăutățirea condițiilor de reglare a tensiunii).

• P – puterea activă se măsoară în kW (kilowați)

Aceasta este o mărime fizică și tehnică care caracterizează puterea electrică utilă. Cu o sarcină arbitrară, o componentă de curent activă acționează în circuitul de curent alternativ. Această parte a puterii totale, care este determinată de factorul de putere și este utilă (utilizată).

Factorul de putere unificat este notat cu Cos φ.

Acesta este factorul de putere, care arată raportul dintre (pierderi) kW și kVA la conectarea sarcinilor inductive.

Factori de putere comuni și interpretarea lor (cos φ):

1 – cea mai bună valoare

0,95 este un indicator excelent

0,90 – valoare satisfăcătoare

0,80 – cel mai frecvent indicator mediu

0,70 este un indicator prost

0,60 – valoare foarte mică

kW caracterizează puterea electrică activă consumată, care are denumirea de literă acceptată P: aceasta este diferența geometrică dintre puterea totală și puterea reactivă, găsită din relația: P=S*cos(f).

În termeni de consum: kW este net (putere netă), iar kVA este brut (putere totală).

1 kW = 1,25 kVA

1 kVA = 0,8 kW

Cum se transformă puterea kVA în kW?

Pentru a converti rapid kVA în kW, trebuie să scădeți 20% din kVA și obțineți kW cu o mică eroare care poate fi neglijată. Sau utilizați formula pentru a converti kVA în kW:

P=S * Сos f

Unde P este puterea activă (kW), S este puterea aparentă (kVA), Cos f este factorul de putere.

De exemplu, pentru a converti o putere de 400 kVA în kW, aveți nevoie de 400 kVA * 0,8 = 320 kW sau 400 kVA-20% = 320 kW.

Cum se transformă puterea kW în kVA?

Pentru a converti kW în kVA, se aplică următoarea formulă:

Unde S este puterea aparentă (kVA), P este puterea activă (kW), Cos f este factorul de putere.

De exemplu, pentru a converti o putere de 1000 kW în kVA, ar trebui să aveți 1000 kW / 0,8 = 1250 kVA.