Warum wird die Nennleistung von Transformern in Scheinleistung ausgedrückt, während die Nennleistung von Generatoren in Wirkleistung ausgedrückt wird?

Kürzlich fragte ein Feldwartungsingenieur nach dem Leistungs faktor von Transformern. Ich erklärte es, indem ich diskutierte, warum Transformatoren Scheinleistung verwenden, um ihre Kapazität darzustellen. Im Folgenden werden wir dieses Thema in zwei Teilen untersuchen:

​Teil 1: Beziehung zwischen Scheinleistung, Wirkleistung und ihren Einheiten

Für diejenigen mit grundlegendem Verständnis könnt ihr diesen Abschnitt überspringen und direkt zu Teil 2 gehen.

Zuerst klären wir einen Begriff: ​W (Watt) und ​VA (Volt-Ampere) sind dimensionsmäßig dieselbe Einheit, genauso wie ​var (reaktive Volt-Ampere).

​kW ist die Einheit für ​Wirkleistung (P).

​kVA ist die Einheit für ​Scheinleistung (S).

​kvar ist die Einheit für ​Reaktive Leistung (Q).

In Wechselstromsystemen:

Das ​Skalarprodukt von Spannung und Strom stellt die ​Wirkleistung (P) dar, gemessen in ​W.

Das Kreuzprodukt von Spannung und Strom stellt blindes Leistung (Q) dar, gemessen in Var.

Das Produkt der effektiven Werte von Spannung und Strom stellt scheinbare Leistung (S) dar, gemessen in VA, ausgedrückt als S = U × I.

Die Beziehung zwischen diesen dreien wird durch die Gleichung gegeben: S² = P² + Q².

wirkleistung wird letztendlich in verschiedene Formen der Energieumwandlung umgewandelt, wie mechanische oder thermische Energie.

blindleistung wird zwischen Spulen und Kondensatoren ausgetauscht und unter idealen Bedingungen nicht verbraucht.

teil 2: Warum unterscheiden sich die Einheiten für Transformator und Generator?

​ Mit einem Leistungsumfang von mehr als 50 W

funktion: Transformator ändern Spannung und Strom, nicht elektrische Energie. Sie haben minimale Wirkleistungsverluste (ohne Berücksichtigung von Eisen- und Kupferverlusten), was bedeutet, dass die Kapazität auf beiden Seiten gleich ist.

lastcharakteristiken: Transformatorlasten können widerständig, induktiv oder kapazitiv sein, was zu unterschiedlichen Leistungsfaktoren führt. Dies bedeutet, dass die Ausgangsleistung sowohl aktive Leistung als auch reaktive Leistung (zur Erstellung von Magnet- oder Elektrizitätsfeldern) umfasst.

einheitliche Messung: Da Transformatoren mit verschiedenen Arten von Lasten verbunden werden können, variiert der Leistungsfaktor. Scheinleistung bleibt ein konstanter Wert, unbeeinflusst von den Lastcharakteristiken, wodurch sie eine einheitliche Maßeinheit für die maximale Übertragungskapazität des Transformators darstellt. Daher spiegelt die Verwendung der Scheinleistung zur Darstellung der Nennkapazität des Transformators genauer dessen Tragfähigkeit und Designgrenzen wider.

Alternativ wäre es unpraktisch, Transformatoren mit aktiver Leistung zu kennzeichnen, da die Lastcharakteristiken dann unbekannt wären.

​ Generatoren

funktion: Generatoren sind darauf ausgelegt, aktive Leistung zu erzeugen, während sie gleichzeitig die reaktive Leistung regeln. Daher konzentrieren sich Generatoren hauptsächlich auf aktive Leistung, und ihre Nennkapazität wird in Einheiten der aktiven Leistung angegeben.

praktische Anwendung: In den meisten Fällen interessieren sich Nutzer dafür, wie viel aktive Leistung ein Generator liefern kann, da dies direkt bestimmt, welche Last er antreiben kann. Dies ist ähnlich wie beim Fall von Elektromotoren.

​ Schlussfolgerung

Transformator und Generatoren verwenden unterschiedliche Leistungsindikatoren, um ihre Nennkapazität darzustellen, aufgrund ihrer unterschiedlichen Rollen im Stromnetz. Dieser Ansatz deckt sich besser mit ihren praktischen Anwendungen und Bewertungsanforderungen.

transformator: Verwenden scheinbare Leistung (kVA), um ihre Fähigkeit widerzuspiegeln, variierende Lastcharakteristiken zu bewältigen.

generatoren: Verwenden aktive Leistung (kW), um ihre Kapazität anzugeben, tatsächliche Lasten antreiben zu können.

In praktischen Anwendungen ist es auch möglich, die Nennleistung von Generatoren in Scheinleistung oder von Transformern in Wirkleistung umzurechnen, je nach Bedarf.

Lassen Sie mich wissen, ob weitere Aufklärung oder Anpassungen erforderlich sind!