Vorbind despre puterea aparatelor electrice, de obicei se înțelege energia activă. Dar multe dispozitive consumă și putere 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 potrivirea de fază a curentului și a tensiunii;
• Choke, inductori, transformatoare și motoare cu inducție - folosește energia reactivă și transformă-o 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, acestea sunt utilizate în compensatoare de putere reactivă sau ca rezistențe de limitare a curentului. 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.

Energia activă se referă la energia eliberată pe rezistența 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 energie activă, există energie reactivă. Este utilizat de dispozitivele în proiectarea cărora există condensatoare sau bobine cu rezistență inductivă, motoare electrice, transformatoare sau bobine. De asemenea, sunt deținute de cabluri de mare lungime, dar diferența cu un dispozitiv cu o rezistență pur activă este mică și este luată în considerare doar la proiectarea liniilor electrice lungi 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 maximă, notată cu „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 - aceasta 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 este curentul prin dispozitiv.

Reprezintă puterea totală consumată a dispozitivului și este exprimată în VA sau kVA (kilovolt-amperi). În aceste unități, parametrii transformatoarelor sunt exprimați, de exemplu, 1 kVA sau 1000 kVA.

Notă. Astfel de dispozitive 6000 / 0,4 kV și 1000 kVA sunt printre cele mai comune pentru alimentarea echipamentelor electrice ale întreprinderilor și zonelor rezidențiale.

Kvar, kVA și kW sunt interconectate printr-o formulă similară cu celebra teoremă a lui Pitagora (Pythagore pantaloni):

Important! De remarcat 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 kilovolti-amperi.

Aducerea cosφ la 1

Energia reactivă utilizată de consumatori creează o sarcină inutilă asupra cablului și echipamentului de pornire. În plus, trebuie să plătiți pentru el, precum și pentru activ, iar în generatoarele portabile, lipsa compensației crește consumul de combustibil. Dar poate fi compensată prin utilizarea unor dispozitive speciale.

Consumatorii care necesită compensare cosφ

Unul dintre principalii consumatori de energie reactivă este motoarele electrice asincrone, care consumă 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 în proiectarea înfășurărilor care creează un câmp magnetic.

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

Dispozitive de compensare

Pentru compensare sunt utilizate diferite tipuri de dispozitive:

• Motoare sincrone. Atunci când înfășurării de excitație este aplicată o tensiune mai mare decât tensiunea nominală, acestea compensează energia inductivă. Acest lucru vă permite să îmbunătățiți parametrii rețelei fără costuri suplimentare. Prin înlocuirea unei părți din motoarele cu inducție cu altele sincrone, posibilitățile de compensare vor crește, dar acest lucru va necesita costuri suplimentare pentru instalare și exploatare. Puterea unor astfel de motoare electrice ajunge la câteva mii de kilovolti-amperi;
• Compensatoare sincrone. Aceste motoare electrice sincrone se caracterizează printr-un design simplificat și o putere de până la 100 kilovolt-amperi, nu sunt proiectate pentru a conduce niciun mecanism și funcționează 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 compensată. Procesul în sine este automatizat pentru a obține valoarea cosφ cât mai aproape de 1;
• bănci de condensatoare. Pe lângă motoarele electrice, băncile de condensatoare sunt folosite ca compensatoare. Acestea sunt grupuri de condensatoare conectate într-un „triunghi”. Capacitatea acestor dispozitive poate fi modificată prin atașarea și detașarea elementelor individuale. Avantajul unor astfel de dispozitive este simplitatea și consumul redus de putere activă - 0,3-0,4% din cea compensată. Dezavantajul este imposibilitatea ajustării fără probleme.

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

Cunoașterea tuturor componentelor puterii, care este diferența dintre ele și cum se transformă kVA în kW este necesară atunci când se proiectează rețele electrice.

Video

La calcularea puterii consumate de dispozitiv trebuie luată în considerare așa-numita putere aparentă. Puterea aparentă este toată puterea consumată de un aparat electric, este formată din putere activă și putere reactivă, în funcție de tipul de sarcină. Puterea activă este întotdeauna indicată în wați (W), puterea aparentă în volți-amperi (VA). Dispozitive - consumatorii de energie electrică au adesea atât componente active, cât și reactive ale sarcinii.

Volt-Amp (VA sau V A)- unitate toata puterea, respectiv, 1kVA \u003d 10³ VA, adică 1000 VA.

Watt (W și, de asemenea, W)- unitate putere activă, respectiv, 1kW = 10³ W, i.e. 1000 W.

Cu o sarcină activă, toată energia electrică consumată este convertită în alte tipuri de energie (termică, luminoasă etc.). Pentru unele dispozitive, această componentă este cea principală. Puterea consumată de o astfel de sarcină se numește activă. Exemple sunt lămpile cu incandescență, încălzitoarele, sobele electrice, fiarele de călcat etc. Dacă consumul lor de putere indicat este de 1 kW, un stabilizator de 1 kVA este suficient pentru a le alimenta.

Puterea care nu a fost transferată la sarcină, dar a fost cheltuită pentru încălzire și radiație, se numește putere reactiva. Un exemplu sunt dispozitivele care conțin un motor electric, electronice, electrocasnice.

Puterea aparentă în volți-amperi și puterea activă în wați sunt legate de coeficient Cos φ.

Cos φ factor de putere care caracterizează calitatea echipamentelor electrice din punct de vedere al economisirii energiei electrice. Cu atât mai mult cosinus φ, cu atât mai multă energie electrică de la sursă merge la sarcină. Pentru a calcula puterea aparentă în VA, trebuie să împărțiți puterea activă în W la Cos φ.

Care este diferența dintre kVA și kW? Atunci când alegeți un UPS, trebuie reținut că kVA este puterea aparentă (consumată de echipament), iar kW este puterea activă (adică cheltuită pentru muncă utilă).

Toata puterea(kVA) este suma activ(kW) și putere reactiva.

S=A+P

S- puterea aparentă se măsoară în kVA (kilovolt amperi)

A- puterea activa se masoara in kW (kilowati)

P- puterea reactiva se masoara in kvar (kilovar)

Diferite aparate electrice de consum au un raport diferit între puterea activă și aparentă, în funcție de categorie.

1. Pentru a determina puterea totală a tuturor consumatorilor pentru dispozitivele active, este suficient să adunăm toate puterile active (kW). Adică, dacă, conform pașaportului, dispozitivul (activ) consumă, de exemplu, 1 kW, atunci 1 kW este suficient pentru a-l alimenta.

2. Pentru dispozitivele reactive este necesară adăugarea puterii totale a tuturor echipamentelor electrice, deoarece. la consumatorii reactivi, o parte din energie este transformată în lumină sau căldură.

Din toate cele de mai sus, putem concluziona că orice instalație electrică se caracterizează prin doi indicatori principali: putere(total (kVA), activ (kW)) și Cos φ(cosinusul unghiului de deplasare a tensiunii în raport cu curentul). Rapoartele valorilor lor sunt prezentate mai jos:

S= A/ Cos φ

Luați în considerare un exemplu de caracteristici electrice.

UPS-ul propus este prezentat cu un indice de putere activă P = 1600 W și un factor de putere Cos φ = 0,8. Astfel, puterea totală S va fi:

S \u003d P / Cos φ \u003d 1600 / 0,8 \u003d 2000 Va \u003d 2 kVA

Toate cele bune pentru tine și putere neîntreruptă pentru echipamentul tău!

Kilovolt-amperul este unitatea SI a puterii electrice și este egal cu 1000 volți-amperi. Este folosit ca unitate care fixează mărimea puterii absolute a unui curent alternativ (sau electric).

Un kilowatt este egal cu cantitatea de energie consumată (produsă) de un dispozitiv cu o putere de un kilowatt timp de 60 de minute și este un criteriu de evaluare a puterii mecanice a unui dispozitiv. Electricienii se confruntă adesea cu sarcina de a traduce un tip de putere în coordonatele altuia. De exemplu, să încercăm să convertim kVA în kW.

Navigare rapidă în articole

Terminologie

• Experții numesc kVA o unitate care caracterizează puterea activă a unei unități electrice.
• kW reflectă caracteristicile reactive ale dispozitivului care transmite energie consumatorilor.

La transmiterea energiei electrice către convertoarele mecanice apar pierderi, care pentru diferite dispozitive au indicatori diferiți și determină pierderea totală de curent în sistem.

Calcule

Când calculați consumul de energie, ar trebui să convertiți o unitate de măsură în alta pentru a determina pierderile așteptate și pentru a afla caracteristicile finale ale puterii.

In cazul centralelor diesel, prin calcul se poate determina puterea in kW, cunoscand valorile in kVA. Puteți converti o valoare în alta (mai ales că factorul de corecție este cunoscut - 0,8).

Exemplu

Folosind exemplul unei centrale diesel, a cărei putere în kVA este de 86 de unități, aceste valori pot fi convertite în kW după cum urmează: 86x0,8 = 68,8. În acest caz, 68,8 este indicatorul în kW.

Puteți converti kVA generați în kW consumați folosind o formulă simplă. Vă va ajuta să alegeți o sursă de alimentare care va fi suficientă pentru dispozitivele consumatoare de energie.

Companie „Ingineria sistemului” angajat în producția și vânzarea de echipamente electrice.

Oferim servicii complete pentru furnizarea, instalarea și întreținerea sistemelor de alimentare neîntreruptibilă la cele mai bune preturi din Moscova.

Care este diferența dintre kVA și kW?

Volt-amper (VA sau VA) este o unitate folosită pentru a desemna puterea aparentă a unui curent alternativ, definită ca produsul dintre curentul care acționează în circuit (măsurat în amperi, prescurtat A) și tensiunea la bornele circuitului (măsurată în volți, prescurtat B).

Watt (W sau W) este unitatea folosită pentru măsurarea puterii. Această unitate își datorează numele inventatorului scoțian-irlandez James Watt. 1 watt este puterea la care pentru un timp egal cu 1 s. se lucrează în 1 J. Watt este o unitate de putere activă, ceea ce înseamnă că 1 watt este puterea curentului electric continuu cu o forță de 1A la o tensiune de 1V.

Atunci când alegeți un generator diesel, trebuie să vă amintiți că puterea totală consumată de dispozitiv este măsurată în kVA, iar puterea activă cheltuită pentru a efectua lucrări utile este măsurată în kW. Puterea aparentă este calculată ca suma celor doi termeni putere reactivă și putere activă. Destul de des, raportul dintre puterea aparentă și cea activă are valori diferite pentru diferiți consumatori, prin urmare, pentru a găsi puterea totală a tuturor echipamentelor consumatoare, este necesar să se însumeze totalul și nu puterile active ale echipamentului. .

Putere nominală

Puterea majorității aparatelor electrice industriale este măsurată în wați. putere activă, care se remarcă la o sarcină rezistivă (bec, încălzitoare, frigider etc.).

De obicei sub consumul de energieînțelegeți exact puterea activă, care este complet utilizată pentru munca utilă. Dacă vorbim despre un consumator activ (fierbător, lampă incandescentă), atunci, de regulă, tensiunea nominală și puterea nominală în W sunt scrise pe el, aceste informații sunt suficiente pentru a calcula cosinusul "phi".

Unghiul „phi” este unghiul dintre tensiune și curent. Pentru consumatorii activi, unghiul „phi” este egal cu 0 și, după cum știți, cos (0) = 1. Pentru a calcula puterea activă (notată cu P), trebuie să găsiți produsul a trei factori: curent prin consumator, tensiune la consumator, cosinus "phi", adică pentru a efectua calcule conform formulei

P=I×U×cos(φ)= I×U×cos(0)=I×U

Luați în considerare un exemplu pentru un element de încălzire. Deoarece acesta este un consumator activ, atunci cos(0) = 1. Puterea aparentă (notată cu S) va fi egală cu 10kVA. Prin urmare, P=10× cos(0)=10 kW este puterea activă.

Dacă vorbim de consumatori care au nu numai rezistență activă, ci și reactivă, atunci ei, de regulă, indică P în W (putere activă) și valoarea cosinusului „phi”.

Să dăm un exemplu pentru un motor, pe eticheta căruia scrie: P=5 kW, cos(φ)=0,8, rezultă că acest motor, funcționând în regim nominal, va consuma S = P/cos(φ) =5/0,8= 6,25 kVA - putere aparentă (activă) și Q = (U × I) / sin (φ) - putere reactivă.

A găsi curent nominal motor, este necesar să se împartă puterea sa totală S la tensiunea de funcționare egală cu 220 V.

Pentru a vedea diferența dintre kVA și kW în practică, explorați produsele din secțiune Generatoare diesel >>

De ce este indicată puterea generatoarelor în VA?

Răspunsul este următorul: puterea stabilizatorului de tensiune indicată pe etichetă să fie de 10.000 VA, dacă un anumit număr de elemente de încălzire sunt conectate la acest transformator, atunci puterea de ieșire a transformatorului (transformatorul funcționează în modul nominal) va fi nu depășește 10.000 W.

În acest exemplu, totul converge. Cu toate acestea, dacă conectați un inductor (multe bobine) sau un motor electric cu o valoare de cos (φ) = 0,8 la stabilizatorul de tensiune. Ca rezultat, puterea de ieșire a stabilizatorului va fi egală cu 8000 de wați. Dacă pentru motorul electric cos (f) \u003d 0,85, atunci puterea de ieșire va fi egală cu 8500 W. Rezultă că inscripția 10000VA de pe eticheta transformatorului nu va corespunde realității. De aceea se determină puterea generatoarelor (stabilizatoare și transformatoare de tensiune) la putere maximă (pentru exemplul considerat 1000 kVA).

Factor de putere se calculează ca raport dintre puterea medie AC și produsul valorilor curentului și tensiunii din circuit. Valoarea maximă pe care o poate lua factorul de putere este 1.

Prin revizuire curent alternativ sinusoidal, pentru a determina factorul de putere, se utilizează formula:

cos(φ) = r/Z

rși Z sunt rezistențele active și, respectiv, totale ale circuitului și unghiul φ este diferența de fază dintre tensiune și curent. Rețineți că factorul de putere poate lua valori mai mici de 1, chiar și în circuitele cu doar rezistență activă, dacă acestea conțin secțiuni neliniare, deoarece forma curbelor de curent și tensiune se modifică.

Factorul de putere este, de asemenea, egal cu cosinusul unghiului de fază dintre bazele curbelor de curent și tensiune. Factorul de putere este raportul dintre puterea activă și puterea aparentă: cos(φ) = putere activă/putere aparentă = P/S (W/VA). Factorul de putere este o caracteristică complexă a distorsiunilor neliniare și liniare care sunt introduse în rețea de sarcină.

Valori luate de factorul de putere:

• 1.00 - un indicator foarte bun;
• 0.95 - de valoare;
• 0.90 - valoare satisfăcătoare;
• 0.80 - Rău;
• 0.70 - valoare mica;
• 0.60 - valoare proastă.

Pentru a vedea diferențele dintre kVA și kW pe un exemplu specific, mergeți la secțiune

Puterea este setată în kVA, iar pe amplasament site-ul sortează centralele electrice (generatoare) în kW. Cum se transformă kVA în kW și se alege generatorul diesel potrivit?

Caracteristicile generatoarelor (centralelor electrice) conțin ambele unități de măsură a puterii - atât kW, cât și kVA pentru confortul selectării echipamentelor de închiriat de către clienții noștri.

Conversia aproximativă a kVA în kW

kW este puterea netă și kVA este puterea aparentă.

kVA - 20% = kW sau 1kVA = 0,8 kW.

Este necesar să scazi 20% din kVA și obții kW cu o mică eroare, care poate fi ignorată.

De exemplu, având o putere de 200 kVA pentru a converti în kW, aveți nevoie de 200 kVA x 0,8 \u003d 160 kW sau 200 kVA - 20% \u003d 160 kW.

Conversia aproximativă a kW în kVA

1 kW = 1,25 kVA sau kW = kVA / 0,8

De exemplu, generatorul arată o putere de 80 kW și trebuie să convertiți citirile în kVA, ar trebui să fie 80kW / 0,8 = 100kVA

Formula exactă de conversie pentru conversia kVA în kW

P=S * Сosf, unde

P-putere activă (kW), S-putere aparentă (kVA), Cos f- factor de putere.

Formula de conversie precisă pentru conversia kW în kVA

S=P/ Сos f, unde

Putere aparentă S (kVA),

Putere activă P (kW),

Cos f - factor de putere

Explicația formulelor pentru conversia kVA în kW / kW în kVA

Putere- o cantitate fizică egală cu raportul dintre munca prestată pentru o anumită perioadă de timp și această perioadă de timp. În Sistemul Internațional de Unități (SI), unitatea de putere este watul, care este egal cu un joule pe secundă.

Puterea este plină, reactivă și activă.

S - puterea aparentă se măsoară în kVA (kilovolt amperi)

A - puterea activă se măsoară în kW (kilowați)

P - puterea reactivă se măsoară în kvar (kilovar)

Pentru că "phi"- acesta este factorul de putere, care este raportul dintre puterea activă și puterea aparentă, un indicator agregat care indică prezența distorsiunilor liniare și neliniare în rețeaua de alimentare care apar atunci când sarcina este conectată.

Valoarea maximă posibilă este unu. 0,9/0,95 este un indicator bun, 0,8 este un indicator mediu (de exemplu, motoare electrice), 0,7 este un indicator scăzut, 0,6 este un indicator slab.

S este suma geometrică a puterii active și reactive, găsită din raportul: S=P/cos(f) sau S=Q/sin(f). kVA caracterizează puterea electrică totală.

P este diferența geometrică dintre puterea totală și puterea reactivă, găsită din relația: P=S*cos(f). kW caracterizează puterea electrică activă consumată.

Kilowați (kW)- o unitate de putere, un multiplu al unității derivate de putere în sistemul SI, watt.

Un wat este definit ca puterea la care se efectuează un joule de lucru sau se consumă energia într-o secundă.

Un wat poate fi definit și ca rata de lucru efectuată la care se menține o viteză constantă a corpului de un metru pe secundă, dacă este necesar să se depășească o forță de un newton care acționează în direcția opusă direcției de mișcare a corpului. . În electromagnetism, un watt este definit ca rata de lucru sau de conversie a energiei electrice dacă un curent de un amper trece printr-o secțiune a unui circuit electric cu o diferență de potențial de un volt.

Kilovolt-amperi (kVA, kVA)- o unitate de măsură a puterii aparente, un multiplu al volt-amperului - o unitate de măsură a puterii electrice aparente în sistemul SI și egală cu produsul valorilor efective ale tensiunii și curentului.

Volți-amperii sunt utilizați numai atunci când este necesar să se estimeze puterea în circuitele de curent alternativ în care volți-amperii și wați au valori diferite. În circuitele de curent continuu, puterea exprimată în volți-amperi este egală cu puterea activă în wați. Acest convertor realizează conversia pentru circuitele DC.

Pentru unele dispozitive, în special pentru sursele de alimentare neîntreruptibilă (UPS), puterea maximă este indicată atât în ​​wați, cât și în volți-amperi.