Proč je kapacita transformátoru vyjádřena v zdánlivé výkonu, zatímco kapacita generátoru je vyjádřena v aktivním výkonu?

Nedávno se technik pro údržbu na místě ptal na faktor využití transformátorů. Vysvětlil jsem to diskusí o tom, proč transformátory používají viditelnou výkonostnost k reprezentaci své kapacity. Níže si tuto problematiku rozdělíme do dvou částí:

část 1: Vztah mezi viditelnou výkonností, aktivní výkonností a jejich jednotkami

Pokud máte základní pochopení, můžete tuto sekci přeskočit a pokračovat v Části 2.

Nejprve bychom měli vyjasnit jeden koncept: W (watt) a VA (volt-ampér) jsou dimenzionálně stejné jednotky, stejně jako var (volt-ampér reaktivní).

kW je jednotkou pro aktivní výkon (P).

kVA je jednotkou pro viditelný výkon (S).

kvar je jednotkou pro reaktivní výkon (Q).

V systémech střídavého proudu:

Skalární součin napětí a proudu představuje aktivní výkon (P), který se měří v W.

Součin napětí a proudu představuje reaktivní výkon (Q), měřený v var.

Součin efektivních hodnot napětí a proudu představuje zdánlivý výkon (S), měřený v VA, vyjádřen jako S = U × I.

Vztah mezi těmito třemi je dáván rovnicí: S² = P² + Q².

činný výkon se nakonec převede na různé formy úbytku energie, jako je mechanická nebo tepelná energie.

reaktivní výkon je vyměňován mezi induktory a kondenzátory a v ideálních podmínkách není spotřebován.

část 2: Proč jsou jednotky pro transformátory a generátory různé?

​ Transformátory

funkce: Transformátory mění napětí a proud, nikoli elektrickou energii. Mají minimální ztráty činného výkonu (bez ohledu na železné a měděné ztráty), což znamená, že kapacita na obou stranách je stejná.

vlastnosti zátěže: Zátěž transformátoru může být odporová, indukční nebo kapacitní, což vede k různým stupňům mocninného činitele. To znamená, že výstupní výkon zahrnuje jak aktivní, tak reaktivní výkon (používaný pro vytvoření magnetických nebo elektrických polí).

jednotné měření: Protože transformátory mohou být připojeny k různým typům zátěží, liší se jejich mocninný činitel. Jmenovaný výkon zůstává konstantní hodnotou, která není ovlivněna charakteristikami zátěže, čímž poskytuje jednotnou míru maximální průchodnosti transformátoru. Proto je použití jmenovaného výkonu jako reprezentace nominální kapacity transformátoru přesnějším odrazem jeho nosných schopností a návrhových limitů.

Alternativně, pokud by transformátory byly označeny podle aktivního výkonu, charakteristiky zátěže by zůstaly neznámé, což by takové označování činilo nep praktickým.

​ Generátory

funkce: Generátory jsou navrženy tak, aby vyráběly aktivní výkon, zatímco současně regulují reaktivní výkon. Proto se generátory hlavně zabývají aktivním výkonem a jejich jmenovitá kapacita je vyjádřena v jednotkách aktivního výkonu.

praktické použití: Ve většině aplikací jsou uživatelé zajímáni o to, kolik aktivního výkonu může generátor poskytnout, protože to přímo určuje skutečnou zátěž, kterou může pohánět. To je podobné případu elektromotorů.

​ Závěr

Transformátory a generátory používají různé ukazatele výkonu pro vyjádření své jmenovité kapacity kvůli svým odlišným rolím v elektrickém systému. Tento přístup lépe odpovídá jejich praktickému použití a potřebám hodnocení výkonu.

transformátory: Používají zdánlivý výkon (kVA) k odrazu jejich schopnosti zpracovávat různé charakteristiky zátěže.

generátory: Používají aktivní výkon (kW) k označení jejich kapacity pohánět skutečné zátěže.

Ve praktickém využití je také možné převést nominální kapacitu generátorů na zdánlivou výkon nebo transformátorů na činný výkon podle potřeby.

Dejte mi vědět, pokud je třeba další vysvětlení nebo úpravy!