Hvorfor udtrykkes transformatorrens kapacitet i synligt effekt, mens generatorrens kapacitet udtrykkes i aktiv effekt?

For nylig spurgt en tekniker til stedet om transformatorernes effektfactor. Jeg forklarede det ved at drøfte, hvorfor transformatorer bruger synlig effekt for at repræsentere deres kapacitet. Herunder vil vi udforske dette emne i to dele:

del 1: Forholdet mellem synlig effekt, aktiv effekt og deres enheder

For dem med en grundlæggende forståelse kan du springe denne sektion over og gå videre til Del 2.

Først skal vi klargøre et begreb: W (watt) og VA (volt-ampere) er dimensionelt de samme enheder, ligesom var (volt-ampere reaktiv).

kW er enheden for aktiv effekt (P).

kVA er enheden for synlig effekt (S).

kvar er enheden for reaktiv effekt (Q).

I AC-systemer:

Skalarproduktet af spænding og strøm repræsenterer aktiv effekt (P), målt i W.

Krydsproduktet af spænding og strøm repræsenterer reaktivt effekt (Q), målt i var.

Produktet af de RMS-værdier for spænding og strøm repræsenterer synligt effekt (S), målt i VA, udtrykt som S = U × I.

Forholdet mellem disse tre angives af ligningen: S² = P² + Q².

aktivt effekt konverteres til sidst i forskellige former for energiforbrug, såsom mekanisk eller termisk energi.

reaktivt effekt udveksles mellem induktører og kondensatorer og forbruges ikke under ideale forhold.

del 2: Hvorfor er enhederne for transformatorer og generatører forskellige?

​ Transformatorer

funktion: Transformatorer ændrer spænding og strøm, ikke elektrisk energi. De har minimale aktive effekttab (medmindre jern- og koppertab ignoreres), hvilket betyder at kapaciteten på begge sider er den samme.

belastningskarakteristika: Transformerbelastninger kan være modstands-, induktiv- eller kapacitiv, hvilket resulterer i forskellige styrkefaktorer. Dette betyder, at den udgangsdyd indeholder både aktiv dyd og reaktiv dyd (brugt til at oprette magnetiske eller elektriske felter).

forenet måling: Da transformer kan forbinde sig til forskellige typer af belastninger, varierer styrkefaktoren. Skyningsdyden forbliver en konstant værdi, uafhængig af belastningskarakteristikkerne, hvilket gør det til en forenet måleenhed for transformers maksimale overførelseskapacitet. Derfor afspejler brugen af skyningsdyd som repræsentation af transformers nominelle kapacitet mere nøjagtigt dets lastevne og designgrænser.

Alternativt ville det, hvis transformer blev mærket med aktiv dyd, være ukendt, hvad belastningskarakteristikkerne var, hvilket gør sådan et mærkat upraktisk.

​ Generatorer

funktion: Generatører er designet til at producere aktivt effekt, samtidig med at de også regulerer reaktivt effekt. Derfor handler generatører først og fremmest om aktivt effekt, og deres nominelle kapacitet udtrykkes i enheder for aktivt effekt.

praktisk anvendelse: I de fleste applikationer interesserer brugere sig for, hvor meget aktivt effekt en generatør kan levere, da det direkte bestemmer den faktiske belastning, den kan drevne. Dette ligner tilfældet med elektriske motorer.

​ Konklusion

Transformatorer og generatører bruger forskellige effekttal for at repræsentere deres nominelle kapacitet på grund af deres forskellige roller i strømningsystemet. Denne tilgang stemmer bedre overens med deres praktiske anvendelser og ydelsesevalueringstilbehør.

transformatorer: Bruger sagnomt effekt (kVA) for at afspejle deres evne til at håndtere variabel belastningskarakteristika.

generatører: Bruger aktivt effekt (kW) for at indikere deres kapacitet til at drevne faktiske belastninger.

I praktiske anvendelser er det også muligt at konvertere den nominelle kapacitet af generatører til synlig effekt eller transformatorer til aktiv effekt, hvis det er nødvendigt.

Lad mig vide, hvis der kræves yderligere forklaring eller justeringer!