1000 kVA transformatoriaus maksimalios kW apkrovos nustatymas

Kaip apskaičiuoti 1000 kVA transformatoriaus apkrovos koeficientą kW pagal galios koeficientą

 

 

Ar senesnio tipo 1000 kVA transformatorius, šiuo metu apdorojantis maždaug 200 kW apkrovą, gali patenkinti padidėjusią paklausą, jei planuojame pridėti naują maždaug 600 kW apkrovą? Šis klausimas pirmiausia susijęs su pagrindine sąvoka: kVA ir kW santykiu ir skirtumu.

 

 

kVA ir kW santykis ir skirtumas

 

 

kVA (kilovolt-amperai) yra tariamosios galios vienetas, o kW (kilovatas) – aktyviosios galios vienetas. Be tariamosios ir aktyviosios galios, taip pat yra reaktyvioji galia, matuojama kvar (kilovarais).

 

 

 

Kuo skiriasi aktyvioji galia, reaktyvioji galia ir tariamoji galia?

 

 

Aktyvioji galia: matuojama vatais (W), ji rodo faktiškai suvartojamą energiją arba naudingą darbą, kurį atlieka grandinė (pvz., šildymas, apšvietimas).

 

 

 

Reaktyvioji galia: matuojama reaktyviąja galia voltamperais (VAR). Ji palaiko magnetinius laukus indukcinėse apkrovose (pvz., varikliuose), bet realiai neveikia. Pavyzdžiui, jei elektros įrenginyje yra kondensatorių arba ričių, šie komponentai nuolat krausis ir išsikraus, kol įrenginys veiks. Kadangi kondensatoriai / ritės šio įkrovimo / iškrovimo proceso metu iš tikrųjų nevartoja elektros energijos, susijusi galia vadinama reaktyviąja galia.

 

 

 

Tariamoji galia: matuojama voltamperais (VA), tai aktyviosios ir reaktyviosios galios derinys, rodantis bendrą grandinės galią. Maitinimo šaltinis (dažniausiai transformatorius arba generatorius) turi tiekti ne tik aktyviąją, bet ir reaktyviąją galią elektros prietaisams. Taip yra todėl, kad nors prietaiso kondensatoriai nevartoja aktyviosios galios, jų nuolatinis įkrovimas ir iškrovimas vis tiek reikalauja, kad maitinimo šaltinis skirtų dalį savo talpos šiam procesui palaikyti.

 

 

 

Išsiaiškinę šias sąvokas, galime išnagrinėti jų tarpusavio ryšius, o tai veda prie kitos svarbios sąvokos: galios koeficiento. Aktyviosios galios kiekis, kurį gali tiekti maitinimo šaltinis, tiesiogiai priklauso nuo galios koeficiento.

 

 

 

Jei elektros energijos kaina yra 1 USD už kilovatvalandę (kWh), transformatorius, veikiantis esant 0,6 galios koeficientui, gali generuoti 600 USD/val. ekonominių pajamų. Kai galios koeficientas pagerėja iki 0,9, tas pats transformatorius gali generuoti 900 GBP/val. pajamų45. Nors finansinė galios koeficiento pagerinimo nauda akivaizdi, platesnės techninės pasekmės (pvz., tinklo stabilumo optimizavimas ir energijos nuostolių mažinimas) yra daug platesnės nei ši tiesioginė nauda.

 

 

 

Kiek kilovatų (kW) gali atlaikyti 1000 kVA transformatorius?

 

 

 

 

Turėdami aukščiau nustatytas pagrindines žinias, dabar galime aiškiai ir tiksliai atsakyti į pagrindinį šio straipsnio klausimą.

 

 

 

Transformatoriaus galia matuojama kVA (kilovolt-amperais), o elektros įrangos energijos suvartojimas – kW (kilovatais). Pagrindinis skirtumas yra tas, kad norint apskaičiuoti įrenginio aktyviąją galią (kW), reikia padauginti jo tariamąją galią (kVA) iš galios koeficiento (cosφ). Pavyzdžiui, 1000 kVA transformatorius gali tiekti tik 1000 kW pilnos apkrovos galią, kai galios koeficientas yra 1,0. Tačiau realiomis sąlygomis pasiekti šią idealią būseną (PF = 1,0) praktiškai neįmanoma.

 

 

 

 

 

 

 

Projektavimo etape, jei įdiegsime galios koeficiento kompensaciją, kad pasiektume 0,95 galios koeficientą, transformatoriaus aktyvioji išėjimo galia turėtų būti apskaičiuota kaip 1000 × 0,95 = 950 kW. Svarbus pranešimas: elektros energijos tiekėjai reikalauja, kad galios koeficientas (PF) būtų ≥ 0,9, kad būtų išvengta baudų; tačiau viršijus PF = 1,0, gali padidėti sistemos įtampa ir pakenkti tinklo stabilumui.

 

 

 

1000 kVA transformatorius iš pradžių tiekia 200 kW elektros apkrovą. Pridėjus naują 600 kW apkrovą, bendras aktyviosios galios poreikis pasiekia 800 kW, o tai neviršija apskaičiuotos transformatoriaus saugios eksploatavimo ribos.

 

 

 

Todėl 1000 kVA transformatorius, iš pradžių tiekiantis 200 kW elektros apkrovą, gali saugiai veikti ilgą laiką net ir pridėjus naują 600 kW apkrovą (iš viso 800 kW), jei galios koeficientas yra optimizuotas iki reikiamo lygio.