Kilovolt ampér reaktivní. Co je kVa a kW - jak převést kW na kVA

Mluvíme-li o výkonu elektrospotřebičů, máme většinou na mysli aktivní energii. Ale mnoho zařízení také spotřebovává reaktivní energii. Tento článek popisuje, co je kVa a jaký je rozdíl mezi kVA a kW.

Aktivní a reaktivní energie

Ve střídavé síti se velikost proudu a napětí mění sinusově s frekvencí sítě. To lze vidět na obrazovce osciloskopu. Všechny typy spotřebitelů lze rozdělit do tří kategorií:

• Rezistory nebo aktivní odpory spotřebovávají pouze aktivní proud. Jedná se o žárovky, elektrické sporáky a podobná zařízení. Hlavním rozdílem je fázová shoda proudu a napětí;
• Tlumivky, induktory, transformátory a indukční motory – využívají reaktivní energii a přeměňují ji na magnetická pole a zpětné EMF. V těchto zařízeních je proud o 90 stupňů mimo fázi s napětím;
• Kondenzátory - převádějí napětí na elektrická pole. Ve střídavých sítích se používají v kompenzátorech jalového výkonu nebo jako odpory omezující proud. V takových zařízeních je proud 90 stupňů před napětím.

Důležité! Kondenzátory a induktory posouvají proud vzhledem k napětí v opačných směrech a při připojení ke stejné síti se vzájemně kompenzují.

Aktivní energie je energie uvolněná na aktivním odporu, jako je žárovka, elektrický ohřívač a další podobné elektrické spotřebiče. V nich se fáze proudu a napětí shodují a veškerou energii spotřebuje elektrický spotřebič. Zároveň mizí rozdíly mezi kilowatty a kilovoltampéry.

Kromě aktivní energie existuje energie reaktivní. Používají ho zařízení, v jejichž konstrukci jsou kondenzátory nebo indukční cívky, elektromotory, transformátory nebo tlumivky. Mají je i kabely dlouhé délky, ale rozdíl oproti zařízení s čistě aktivním odporem je malý a zohledňuje se pouze při projektování dlouhých silových vedení nebo u vysokofrekvenčních zařízení.

Plná síla

V reálném životě jsou čistě aktivní, kapacitní nebo indukční zátěže velmi vzácné. Obvykle všechny elektrické spotřebiče využívají činný výkon (P) spolu s jalovým výkonem (Q). Toto je celkový výkon označený „S“.

Pro výpočet těchto parametrů se používají následující vzorce, které potřebujete znát, abyste je mohli v případě potřeby provést přepočet kVA na kW a naopak:

• Aktivní energie je užitečná energie přeměněná na práci, vyjádřená ve wattech nebo kW.

KVA lze převést na kW pomocí vzorce:

kde „φ“ je úhel mezi proudem a napětím.

Tyto jednotky měří užitečné zatížení elektromotorů a dalších zařízení;

• Kapacitní nebo indukční:

Zobrazuje ztráty energie v elektrických a magnetických polích. Jednotka měření - kVar (kilovolt-ampér reaktivní);

• Úplný:

1. U - síťové napětí,
2. I je proud přes zařízení.

Je to celková spotřeba energie zařízení a je vyjádřena ve VA nebo kVA (kilovoltampérech). V těchto jednotkách jsou parametry transformátorů vyjádřeny např. 1 kVa nebo 1000 kVa.

Pro vaši informaci. Taková zařízení 6000 / 0,4 kV a kapacita 1000 kV patří mezi nejběžnější pro napájení elektrických zařízení podniků a obytných oblastí.

Kvar, kVa a kW souvisí vzorcem podobným slavné Pythagorově větě (Pythagorovy kalhoty):

Důležité! Je třeba poznamenat, že elektromotor o výkonu 10 kW nelze připojit k transformátoru 10 kVa, protože elektřina spotřebovaná tímto zařízením, s přihlédnutím k cosφ, bude asi 14 kilovoltampérů.

Snížení cosφ na 1

Jalová energie použitá spotřebiteli zbytečně namáhá kabel a startovací zařízení. Navíc za to musíte platit, stejně jako za aktivní, a u přenosných generátorů nedostatek kompenzace zvyšuje spotřebu paliva. Ale lze to kompenzovat pomocí speciálních zařízení.

Spotřebitelé, kteří potřebují kompenzaci cosφ

Jedním z hlavních spotřebitelů jalové energie jsou asynchronní elektromotory, které spotřebují až 40 % veškeré elektrické energie. Cosφ těchto zařízení je asi 0,7-0,8 při jmenovité zátěži a klesá na 0,2-0,4 při volnoběhu. To je způsobeno přítomností vinutí ve struktuře, které vytvářejí magnetické pole.

Dalším typem zařízení jsou transformátory, jejichž cosφ klesá a u nezatížených zařízení roste spotřeba jalové energie.

Kompenzační zařízení

Pro kompenzaci se používají různé typy zařízení:

• Synchronní motory. Při aplikaci na napětí budícího vinutí vyšší než jmenovité kompenzují indukční energii. To vám umožní zlepšit parametry sítě bez dalších nákladů. Při výměně části asynchronních motorů za synchronní se zvýší možnosti kompenzace, což si však vyžádá dodatečné náklady na instalaci a provoz. Výkon takových elektromotorů dosahuje několika tisíc kilovoltampér;
• Synchronní kompenzátory. Tyto synchronní elektromotory se vyznačují zjednodušenou konstrukcí a výkonem až 100 kilovoltampérů, nejsou určeny k pohonu žádných mechanismů a pracují v režimu X.X. Jejich účelem je kompenzovat reaktivní energii. Při provozu tato zařízení využívají 2-4 % činné energie kompenzovaného množství. Samotný proces je automatizován, aby se dosáhlo hodnoty cosφ co nejblíže 1;
• Kondenzátorové baterie. Kromě elektrických motorů se jako kompenzátory používají kondenzátorové banky. Jedná se o skupiny kondenzátorů zapojených do „trojúhelníku“. Kapacitu těchto zařízení lze měnit připojováním a odpojováním jednotlivých prvků. Výhodou takových zařízení je jednoduchost a nízká spotřeba činného výkonu - 0,3-0,4% kompenzovaného. Nevýhodou je nemožnost plynulého nastavení.

Takže kolik kW v 1 kVA? Na tuto otázku nelze jednoznačně odpovědět. Záleží na různých faktorech, a především na cosφ. K provádění výpočtů a dešifrování výsledků můžete použít online kalkulačku.

Znalost všech složek výkonu, jaký je mezi nimi rozdíl a jak převést kVA na kW, je nezbytná při projektování elektrických sítí.

Video

Základní měrnou jednotkou výkonu ve vztahu k elektrickému zařízení je kW (kilowatt). Existuje však další jednotka síly, o které ne každý ví - kvar.

kvar (kilovar)- jednotka měření jalového výkonu (volt-ampér jalový - var, kilovolt-ampér reaktivní - kvar). V souladu s požadavky mezinárodní normy pro jednotky SI systémů měření se jednotka pro měření jalového výkonu píše "var" (a v souladu s tím "kvar"). Výraz "kvar" je však široce používán. Toto označení je dáno tím, že jednotkou měření zdánlivého výkonu podle SI je VA. V zahraniční literatuře je obecně přijímané označení pro jednotku měření jalového výkonu „ kvar Jednotka měření jalového výkonu se rovná jednotkám mimo systém, které lze použít na stejné úrovni jako jednotky SI.

AC přijímače spotřebovávají aktivní i jalový výkon. Výkonový poměr obvodu střídavého proudu může být reprezentován jako výkonový trojúhelník.

Na výkonovém trojúhelníku písmena P, Q a S označují činný, jalový a zdánlivý výkon, φ je fázový posun mezi proudem (I) a napětím (U).

Hodnota jalového výkonu Q (kvar) slouží ke stanovení zdánlivého výkonu instalace S (kVA), který je v praxi vyžadován např. při výpočtu zdánlivého výkonu transformátoru napájejícího zařízení. Pokud budeme výkonový trojúhelník uvažovat podrobněji, je zřejmé, že kompenzací jalového výkonu snížíme i celkový příkon.

Pro podniky je extrémně nerentabilní spotřebovávat jalový výkon z napájecí sítě, protože to vyžaduje zvětšení průřezů napájecích kabelů, zvýšení výkonu generátorů a transformátorů. Existují způsoby, jak jej získat (vygenerovat) přímo od spotřebitele. Nejběžnějším a nejúčinnějším způsobem je použití kondenzátorových bank. Protože hlavní funkcí kondenzátorových jednotek je kompenzace jalového výkonu, obecně uznávanou jednotkou jejich výkonu je kvar, nikoli kW jako u všech ostatních elektrických zařízení.

V závislosti na charakteru zátěže mohou podniky používat jak neregulované kondenzační jednotky, tak jednotky s automatickým řízením. V sítích s ostře proměnlivým zatížením se používají instalace řízené tyristorem, které umožňují téměř okamžité připojení a odpojení kondenzátorů.

Pracovním prvkem jakékoli kondenzátorové jednotky je fázový (kosinusový) kondenzátor. Hlavní charakteristikou těchto kondenzátorů je výkon (kvar), a nikoli kapacita (μF), jako u jiných typů kondenzátorů. Provoz kosinových i konvenčních kondenzátorů je však založen na stejných fyzikálních principech. Proto lze výkon kosinusových kondenzátorů, vyjádřený v kvar, převést na kapacitu a naopak podle srovnávacích tabulek nebo převodních vzorců. Výkon v kvar je přímo úměrný kapacitě kondenzátoru (μF), frekvenci (Hz) a druhé mocnině napětí (V) napájecí sítě. Standardní rozsah jmenovitých výkonů kondenzátorů pro třídu 0,4 kV je od 1,5 do 50 kvar a pro třídu 6-10 kV od 50 do 600 kvar.

Důležitým ukazatelem účinnosti spotřeby energie je ekonomický ekvivalent jalového výkonu k e (kW / kvar). Je definována jako snížení ztrát činného výkonu na snížení spotřeby jalového výkonu.

Hodnoty ekonomického ekvivalentu jalového výkonu

Existují také „větší“ jednotky například pro měření jalového výkonu megawar (mvar)... 1 Mvar se rovná 1000 kvar. V megavarech se zpravidla měří výkon speciálních vysokonapěťových kompenzačních systémů jalového výkonu - statických kondenzátorových bank (BSC).

Jaký je rozdíl mezi kVA a kW, nebo jaký je rozdíl mezi kVA a kW?

Hodnoty kVA a kW jsou výkonové jednotky, první je plná, druhá je aktivní. Při aktivním zatížení (topné těleso, žárovka atd.) Jsou tyto síly stejné (ideálně) a není v tom žádný rozdíl. Při jiné zátěži (elektromotory, počítače, ventilové měniče, indukční elektrické pece, svařovací agregáty a další zátěže) se objevuje reaktivní složka a celkový výkon se stává aktivnějším, protože se rovná druhé odmocnině součtu druhých mocnin činný a jalový výkon.

Voltampér (VA) a kilovoltampér (kVA) jsou jednotky zdánlivého střídavého výkonu, označené VA (kVA) nebo VA (kVA). Zdánlivý střídavý výkon je definován jako součin efektivních hodnot proudu v obvodu (v ampérech) a napětí na jeho svorkách (ve voltech).

Watt (W) nebo kilowatt (kW) je jednotka výkonu. Pojmenováno po J. Wattovi, značeno W nebo W. Watt je výkon, při kterém je vykonána práce rovna 1 joulu za 1 sekundu. Watt jako jednotka elektrického (aktivního) výkonu se rovná výkonu neměnného elektrického proudu 1 A při napětí 1 Volt.

Kosinus phi (cos φ) je účiník, což je poměr činného výkonu ke zdánlivému výkonu, souhrnný indikátor, který indikuje přítomnost lineárních a nelineárních zkreslení v síti, které se objevují při připojení zátěže. Maximální možná hodnota kosinového „fyzického“ je jedna.
Účiník dekódování (cos φ):

• 1 optimální hodnota
• 0,95 je dobrý ukazatel
• 0,90 uspokojivý výkon
• 0,80 průměr (typické pro moderní elektromotory)
• Nízká 0,70
• 0,60 špatný výkon

Online kalkulačka pro přepočet kVA na kW:

Zadejte číslo do požadovaného pole a stiskněte "Přenos", kliknutím na "Vymazat" vymažete obě vstupní pole pro hodnotu výkonu Při zadávání zlomkových čísel do polí kVA a kW použijte místo čárky tečku jako oddělovač.

Jednodušeji řečeno, kW je čistý výkon a kVA je zdánlivý výkon.

kVA-20% = kW nebo 1kVA = 0,8kW. Aby bylo možné převést kVA na kW, je nutné odečíst 20% od kVA a získáte kW s malou chybou, kterou lze ignorovat.
Příklad: UPS CyberPower má hodnocení 1000 VA, ale musíte zjistit, kolik energie bude v kW přitahovat.

Pro toto 1000VA * 0,8 (průměr) = 800 W (0,8 kW) nebo 1000 VA - 20 % = 800 W (0,8 kW). Pro převod kVA na kW tedy platí vzorec:

P = S * Сosf, kde
P-činný výkon (kW), S-zdánlivý výkon (kVA), Сos f-účiník.
Jak převést kW na kVA
Nyní se podíváme na to, jak získat celkový výkon (S) udávaný v kVA. Předpokládejme, že na generátoru je uveden výkon 4 kW a tyto údaje potřebujete převést na kVA, pak 4 kW / 0,8 = 5 kVA. Pro převod kW na kVA tedy platí vzorec:

S = P / Сos f, kde
S-zdánlivý výkon (kVA), P-činný výkon (kW), Сos f-účiník.

VŠE JE JEDNODUCHÉ!

Společnost "systémové inženýrství" se zabývá výrobou a prodejem energetických zařízení.

Poskytujeme komplexní služby v oblasti dodávky, instalace a údržby systémů nepřerušitelného napájení za nejlepší ceny v Moskvě.

Jaký je rozdíl mezi kVA a kW?

Voltampér (VA nebo VA)- jednotka používaná k označení zdánlivého výkonu střídavého proudu, definovaného jako součin proudu působícího v obvodu (měřeno v ampérech, zkráceně A) a napětí na svorkách obvodu (měřeno ve voltech, zkráceně B) .

Watt (W nebo W) Je jednotka používaná k měření výkonu. Tato jednotka vděčí za své jméno skotsko-irskému vynálezci Jamesi Wattovi. 1 watt - výkon, při kterém po dobu rovnající se 1s. práce se provádí za 1J. Watt je jednotka činného výkonu, což znamená, že 1 watt je výkon stejnosměrného elektrického proudu 1A při napětí 1V.

Při výběru dieselového generátoru je třeba si uvědomit, že celkový výkon spotřebovaný zařízením se měří v kVA a činný výkon vynaložený na užitečnou práci se měří v kW. Zdánlivý výkon se vypočítá jako součet dvou členů jalového výkonu a činného výkonu. Poměr celkových a činných výkonů má poměrně často různé hodnoty pro různé spotřebiče, proto, abychom našli celkový výkon všech spotřebovávaných zařízení, je nutné shrnout celkové, nikoli činné výkony zařízení.

Jmenovitý výkon

Výkon většiny průmyslových elektrických spotřebičů je definován ve wattech činný výkon která vynikne na odporové zátěži (žárovka, topná tělesa, lednice atd.).

Obvykle pod spotřeba energie přesně chápou činný výkon, který je zcela využit pro užitečnou práci. Pokud mluvíme o aktivním spotřebiteli (rychlovarná konvice, žárovka), pak je na něm zpravidla napsáno jmenovité napětí a jmenovitý výkon ve W, tato informace stačí k výpočtu kosinus "phi".

Phi je úhel mezi napětím a proudem. Pro aktivní spotřebitele je úhel „phi“ 0, a jak víte, cos (0) = 1. Abyste mohli vypočítat činný výkon (označený P), musíte najít součin tří faktorů: proud přes spotřebitel, napětí na spotřebiteli, cosinus "phi", to znamená provést výpočty pomocí vzorce

P = I × U × cos (φ) = I × U × cos (0) = I × U

Zvažte příklad topného článku. Protože se jedná o aktivní spotřebič, cos (0) = 1. Zdánlivý výkon (označený S) bude roven 10 kVA. Proto P = 10 × cos (0) = 10 kW - činný výkon.

Pokud mluvíme o spotřebitelích, kteří mají nejen aktivní, ale i reaktanci, pak zpravidla udávají P ve W (činný výkon) a hodnotu kosinového „phi“.

Uveďme příklad pro motor, na jehož štítku je napsáno: P = 5 kW, cos (φ) = 0,8, z toho vyplývá, že tento motor, pracující ve jmenovitém režimu, bude spotřebovávat S = P / cos (φ ) = 5 / 0,8 = 6,25 kVA - zdánlivý (činný) výkon a Q = (U × I) / sin (φ) - jalový výkon.

Najít jmenovitý proud motoru, je nutné jeho celkový výkon S vydělit provozním napětím rovným 220 V.

Chcete -li v praxi vidět rozdíl mezi kVA a kW, podívejte se na produkty v této sekci Dieselové generátory >>

Proč je výkon na generátorech uveden ve VA?

Odpověď je následující: nechť je výkon stabilizátoru napětí uvedený na štítku 10 000 VA, pokud je k tomuto transformátoru připojen určitý počet topných prvků, pak výkon dodávaný transformátorem (transformátor pracuje ve jmenovitém režimu) nepřekročí 10 000 W.

V tomto příkladu všechno do sebe zapadá. Pokud však ke stabilizátoru napětí připojíte induktor (mnoho cívek) nebo elektromotor s hodnotou cos (φ) = 0,8. V důsledku toho bude výkon dodávaný stabilizátorem roven 8 000 wattů. Pokud pro elektromotor cos (f) = 0,85, pak dodaný výkon bude roven 8500 W. Z toho vyplývá, že nápis 10000Va na štítku transformátoru nebude odpovídat skutečnosti. Proto je výkon generátorů (stabilizátorů a transformátorů napětí) stanoven v plném výkonu (pro uvažovaný příklad 1000 kVA).

Faktor síly se vypočítá jako poměr průměrného střídavého výkonu a součinu hodnot proudu a napětí v obvodu. Maximální hodnota, kterou může účiník nabývat, je 1.

Revizí sinusový střídavý proud, pro určení účiníku se používá vzorec:

сos (φ) = r / Z

r a Z- aktivní a celkový odpor obvodu a úhel φ Je fázový rozdíl mezi napětím a proudem. Všimněte si, že účiník může nabývat hodnot menších než 1, a to i v obvodech s pouze aktivním odporem, pokud mají nelineární úseky, protože se mění tvar křivek proudu a napětí.

Účiník je rovněž roven kosinu fázového úhlu mezi bázemi křivek proudu a napětí. Účiník je poměr činného výkonu ke zdánlivému výkonu: cos (φ) = činný výkon / zdánlivý výkon = P / S (W / VA). Účiník je komplexní charakteristika harmonického a lineárního zkreslení zaváděného do sítě zátěží.

Hodnoty získané účiníkem:

• 1.00 - velmi dobrý ukazatel;
• 0.95 - dobrá hodnota;
• 0.90 - uspokojivá hodnota;
• 0.80 - znamenat;
• 0.70 - nízká hodnota;
• 0.60 - špatná hodnota.

Chcete -li vidět rozdíly mezi kVA a kW v konkrétním příkladu, přejděte do sekce

Při nákupu dieselové elektrárny je první věcí, kterou spotřebitel čelí, výběr výkonu dieselagregátu. V charakteristikách výrobci vždy uvádějí dvě jednotky měření výkonu.

kVA je celkový výkon zařízení;

kW je činný výkon zařízení;

Při výběru generátoru nebo stabilizátoru napětí je nutné rozlišovat celkový příkon (kVA) od činného výkonu (kW), který se vynakládá na vykonávání užitečné práce.

Výkon je fyzikální veličina, která se rovná poměru práce vykonané za určité časové období k tomuto časovému úseku.

Výkon může být plný, reaktivní a aktivní:

• S - zdánlivý výkon se měří v kVA (kilovoltampérech)

Charakterizuje celkový elektrický výkon střídavého proudu. Pro získání plného výkonu se hodnoty jalového a činného výkonu sečtou. Zároveň se může lišit poměr plného a činného výkonu pro různé spotřebitele elektřiny. Pro určení celkového výkonu spotřebičů by tedy měl být sečten jejich celkový a neaktivní výkon.

kVA charakterizuje celkový elektrický výkon, který má přijaté označení písmenem podle soustavy SI - S: jedná se o geometrický součet činného a jalového výkonu, zjištěný z poměru: S = P / cos (f) nebo S = Q / hřích (f).

• Q - jalový výkon se měří v kvar (kilovarech)

Jalový výkon spotřebovaný v elektrických sítích způsobuje další aktivní ztráty (na pokrytí toho, která energie je spotřebována v elektrárnách) a ztráty napětí (zhoršení podmínek regulace napětí).

• P - činný výkon se měří v kW (kilowattech)

Jedná se o fyzikální a technickou veličinu, která charakterizuje užitečný elektrický výkon. Při libovolném zatížení v obvodu střídavého proudu působí aktivní složka proudu. Jedná se o část zdánlivého výkonu, která je určena účiníkem a je použitelná (použitelná).

Jednotný účiník je označen Сos φ.

Je to účiník, který udává poměr (ztrátu) kW ku kVA při připojení indukčních zátěží.

Společné mocniny a jejich interpretace (cos φ):

1 je nejlepší hodnota

0,95 je vynikající ukazatel

0,90 - vyhovující hodnota

0,80 je průměr nejběžnějšího ukazatele

0,70 je špatný indikátor

0,60 - velmi nízká hodnota

kW charakterizuje aktivní spotřebovanou elektrickou energii, která má přijaté označení písmenem P: toto je geometrický rozdíl mezi celkovým a jalovým výkonem, zjištěný z poměru: P = S * cos (f).

Z hlediska spotřebitele: kW je čistý (čistý výkon) a kVA je hrubý (plný výkon).

1 kW = 1,25 kVA

1 kVA = 0,8 kW

Jak převést výkon kVA na kW?

Pro rychlý převod kVA na kW je třeba odečíst 20 % od kVA a získáte kW s malou chybou, kterou lze zanedbat. Nebo použijte vzorec pro převod kVA na kW:

P = S * Сos f

Kde P je činný výkon (kW), S je zdánlivý výkon (kVA), Cos f je účiník.

Například pro přeměnu výkonu 400 kVA na kW potřebujete 400 kVA * 0,8 = 320 kW nebo 400 kVA-20 % = 320 kW.

Jak převést výkon kW na kVA?

Pro převod kW na kVA platí vzorec:

Kde S je zdánlivý výkon (kVA), P je činný výkon (kW), Cos f je účiník.

Například pro převod výkonu 1000 kW na kVA by mělo být 1000 kW / 0,8 = 1250 kVA.