Pourquoi la capacité nominale du transformateur est-elle exprimée en puissance apparente, tandis que la capacité nominale du générateur est exprimée en puissance active ?

Récemment, un technicien de maintenance sur le terrain a posé des questions sur le facteur de puissance des transformateurs. Je l'ai expliqué en discutant pourquoi les transformateurs utilisent la puissance apparente pour représenter leur capacité. Ci-dessous, nous explorerons ce sujet en deux parties :

partie 1 : Relation entre la puissance apparente, la puissance active et leurs unités

Pour ceux ayant une compréhension de base, vous pouvez passer cette section et aller directement à la Partie 2.

Tout d'abord, clarifions un concept : W (watt) et VA (volt-ampère) sont des unités dimensionnellement identiques, tout comme var (volt-ampère réactif).

kW est l'unité de la puissance active (P).

kVA est l'unité de la puissance apparente (S).

kvar est l'unité de la puissance réactive (Q).

Dans les systèmes AC :

Le produit scalaire de la tension et du courant représente la puissance active (P), mesurée en W.

Le produit vectoriel de la tension et du courant représente la puissance réactive (Q), mesurée en var.

Le produit des valeurs efficaces de la tension et du courant représente la puissance apparente (S), mesurée en VA, exprimée par S = U × I.

La relation entre ces trois grandeurs est donnée par l'équation : S² = P² + Q².

la puissance active est finalement convertie en différentes formes de dissipation d'énergie, telles que l'énergie mécanique ou thermique.

la puissance réactive est échangée entre inducteurs et condensateurs et n'est pas consommée sous des conditions idéales.

partie 2 : Pourquoi les unités des transformateurs et des générateurs sont-elles différentes ?

​ Transformateurs

fonction : Les transformateurs modifient la tension et le courant, mais pas l'énergie électrique. Ils ont des pertes de puissance active minimales (en ignorant les pertes ferromagnétiques et cuivre), ce qui signifie que la capacité est la même des deux côtés.

caractéristiques de charge : Les charges des transformateurs peuvent être résistives, inductives ou capacitatives, entraînant des facteurs de puissance variables. Cela signifie que la puissance de sortie inclut à la fois une puissance active et une puissance réactive (utilisée pour établir des champs magnétiques ou électriques).

mesure unifiée : Étant donné que les transformateurs peuvent être connectés à différents types de charges, le facteur de puissance varie. La puissance apparente reste une valeur constante, indépendante des caractéristiques de la charge, ce qui en fait une mesure unifiée de la capacité maximale de transmission du transformateur. Par conséquent, l'utilisation de la puissance apparente pour représenter la capacité nominale du transformateur reflète plus précisément sa capacité de charge et ses limites de conception.

Alternativement, si les transformateurs étaient étiquetés avec la puissance active, les caractéristiques de la charge seraient inconnues, rendant une telle étiquetage impraticable.

​ Générateurs

fonction : Les générateurs sont conçus pour produire de la puissance active tout en régulant la puissance réactive. Par conséquent, les générateurs se concentrent principalement sur la puissance active, et leur capacité nominale est exprimée en unités de puissance active.

utilisation pratique : Dans la plupart des applications, les utilisateurs s'intéressent à la quantité de puissance active qu'un générateur peut fournir, car elle détermine directement la charge réelle qu'il peut piloter. C'est similaire au cas des moteurs électriques.

​ Conclusion

Les transformateurs et les générateurs utilisent différents indicateurs de puissance pour représenter leur capacité nominale en raison de leurs rôles distincts dans le système électrique. Cette approche correspond mieux à leurs applications pratiques et aux besoins d'évaluation de leur performance.

transformateurs : Utilisent la puissance apparente (kVA) pour refléter leur capacité à gérer des caractéristiques de charge variées.

générateurs : Utilisent la puissance active (kW) pour indiquer leur capacité à piloter des charges réelles.

Dans les applications pratiques, il est également possible de convertir la capacité nominale des générateurs en puissance apparente ou celle des transformateurs en puissance active selon les besoins.

Faites-moi savoir si une clarification supplémentaire ou des ajustements sont nécessaires !