چرا ظرفیت نامه ترانسفورمر به صورت قدرت ظاهری بیان می‌شود، در حالی که ظرفیت نامه جنراتور به صورت قدرت فعال بیان می‌شود؟

اخیراً، یک فنی‌کار نگهداری میدانی پرسشی دربارهٔ ضریب قدرت ترانسفورمرها داشت. من آن را توضیح دادم با بحث درباره این که چرا ترانسفورمرها از قدرت ظاهری برای نمایش ظرفیت خود استفاده می‌کنند. در ادامه، این موضوع را در دو بخش بررسی خواهیم کرد:

بخش ۱: ارتباط بین قدرت ظاهری، قدرت فعال و واحد های آنها

برای کسانی که دانش اولیه‌ای دارند، می‌توانند این بخش را نگذارند و به بخش ۲ بروند.

ابتدا، یک مفهوم را روشن می‌کنیم: واحد W (وات) و VA (ولت-آمپر) از لحاظ بعدی یکسان هستند، همچنین واحد var (ولت-آمپر واکنشی) نیز همینطور است.

kW واحد قدرت فعال (P) است.

kVA واحد قدرت ظاهری (S) است.

kvar واحد قدرت واکنشی (Q) است.

در سیستم‌های جریان متناوب:

ضرب داخلی ولتاژ و جریان، قدرت فعال (P) را نشان می‌دهد که به واحدهای W اندازه‌گیری می‌شود.

حاصل‌ضرب تانسوری ولتاژ و جریان نشان‌دهنده قدرت واکنشی (Q) است که به واحدهای وار اندازه‌گیری می‌شود.

حاصل‌ضرب مقادیر RMS ولتاژ و جریان نشان‌دهنده قدرت ظاهری (S) است که به واحدهای وات-آمپر (VA) اندازه‌گیری می‌شود و به صورت S = U × I بیان می‌شود.

رابطه بین این سه نوع قدرت توسط معادله زیر داده می‌شود: S² = P² + Q².

قدرت فعال در نهایت به شکل‌های مختلف از دست‌داده انرژی، مانند انرژی مکانیکی یا حرارتی، تبدیل می‌شود.

قدرت واکنشی بین کاتуш‌ها و خازن‌ها تبادل می‌شود و تحت شرایط ایدئال مصرف نمی‌شود.

بخش ۲: چرا واحد ترانسفورماتورها و تولیدکننده‌ها متفاوت است؟

​ ترانسفورماتورها

وظیفه: ترانسفورماتورها ولتاژ و جریان را تغییر می‌دهند، نه انرژی الکتریکی. آن‌ها دارای ضیعت کم قدرت فعال هستند (با نادیده گرفتن ضیعت‌های آهن و مس)، به این معنا که ظرفیت در هر دو طرف یکسان است.

ویژگی‌های بار: بارهای ترانسفورمر می‌توانند مقاومتی، القایی یا ظرفیتی باشند که منجر به تغییر عامل قدرت می‌شود. این بدان معناست که توان خروجی شامل هم توان فعال و هم توان راکتیو (که برای ایجاد میدان‌های مغناطیسی یا الکتریکی استفاده می‌شود) می‌شود.

اندازه‌گیری یکپارچه: چون ترانسفورمرها می‌توانند به انواع مختلف بار متصل شوند، عامل قدرت تغییر می‌کند. توان ظاهری یک مقدار ثابت است که از ویژگی‌های بار مستقل است، بنابراین آن را به عنوان یک اندازه‌گیری یکپارچه از ظرفیت حداکثر انتقال ترانسفورمر در نظر می‌گیرند. بنابراین، استفاده از توان ظاهری برای نمایش ظرفیت اسمی ترانسفورمر به طور دقیق‌تر ظرفیت تحمل بار و محدودیت‌های طراحی آن را نشان می‌دهد.

البته، اگر ترانسفورمرها با توان فعال برچسب گذاری می‌شدند، ویژگی‌های بار مشخص نبود و این چنین برچسب‌گذاری غیرعملی می‌شد.

​ ژنراتورها

عملکرد: تولیدکننده‌ها برای تولید قدرت فعال طراحی شده‌اند، در حالی که همزمان قدرت راکتیو را نیز تنظیم می‌کنند. بنابراین، تولیدکننده‌ها اصلًا به قدرت فعال مربوط می‌شوند و ظرفیت نامگذاری شده آنها به واحدهای قدرت فعال بیان می‌شود.

استفاده عملی: در بیشتر کاربردها، کاربران علاقه‌مند هستند که یک تولیدکننده چقدر قدرت فعال را فراهم کند، زیرا این موضوع به صورت مستقیم تعیین‌کننده بار واقعی قابل راندمایی است. این موضوع شبیه به مورد موتورهای الکتریکی است.

​ نتیجه گیری

تبدیل‌کننده‌ها و تولیدکننده‌ها به دلیل نقش متفاوت خود در سیستم قدرت، از شاخص‌های قدرت مختلفی برای نمایش ظرفیت نامگذاری خود استفاده می‌کنند. این رویکرد بهتر با کاربردهای عملی و نیازهای ارزیابی عملکرد آنها هماهنگ است.

تبدیل‌کننده‌ها: از قدرت ظاهری (kVA) برای نشان دادن توانایی خود در مقابله با ویژگی‌های بار متغیر استفاده می‌کنند.

تولیدکننده‌ها: از قدرت فعال (kW) برای نشان دادن ظرفیت خود در راندمایی بارهای واقعی استفاده می‌کنند.

در کاربردهای عملی، ممکن است نیاز به تبدیل ظرفیت نامه‌ای جنراتورها به قدرت ظاهری یا تبدیل قدرت فعال ترانسفورماتورها به قدرت فعال باشد.

اگر نیاز به توضیحات بیشتر یا تغییرات دیگری هست، بدانم!