트랜스포머의 정격 용량은 왜 시정전력으로 표현하고, 발전기의 정격 용량은 유공전력으로 표현됩니까?

최근에 현장 유지보수 기술자가 트랜스포머의 전력인수에 대해 질문했습니다. 저는 그 설명을 트랜스포머가 어떻게 시정전력을 사용하여 용량을 나타내는지 논의하면서 설명했습니다. 아래에서 우리는 이를 두 부분으로 나누어 살펴보겠습니다:

부분 1: 시정전력, 유공전력 및 단위 간의 관계

기본적인 이해가 있으신 분은 이 섹션을 건너뛰고 부문 2로 넘어갈 수 있습니다.

먼저 개념을 명확히 하겠습니다: W(와트)와 VA(볼트-암페어)는 차원적으로 같은 단위입니다. 또한 var(볼트-암페어 리액티브)도 마찬가지입니다.

kW는 유공전력(P)의 단위입니다.

kVA는 시정전력(S)의 단위입니다.

kvar는 무공전력(Q)의 단위입니다.

교류 시스템에서는:

전압과 전류의 내적은 유공전력(P)을 나타내며, W로 측정됩니다.

전압과 전류의 외적은 무효전력(Q)을 나타내며, var 단위로 측정됩니다.

전압과 전류의 RMS 값의 곱은 시상전력(S)을 나타내며, VA 단위로 측정되며 S = U × I로 표현됩니다.

이 세 가지 간의 관계는 방정식 S² = P² + Q²로 주어집니다.

유공전력은 결국 기계적 에너지나 열에너지와 같은 다양한 형태의 에너지 소산으로 변환됩니다.

무효전력은 감응기와 커패시터 사이에서 교환되며 이상적인 조건에서는 소비되지 않습니다.

부분 2: 트랜스포머와 발전기의 단위가 다른 이유는 무엇인가요?

​ 변압기

기능: 트랜스포머는 전압과 전류를 변화시키지만 전기 에너지는 변화시키지 않습니다. 그들은 매우 적은 유공전력 손실을 가지고 있으며(철손 및 구리손을 무시하면), 양쪽의 용량은 동일합니다.

부하 특성: 변압기 부하는 저항성, 전류성 또는 용량성일 수 있으며, 이는 다양한 전력 인수를 초래합니다. 이는 출력 전력이 유공 전력과 무공 전력을 모두 포함한다는 것을 의미합니다(자기장이나 전기장을 형성하기 위해 사용됨).

통합된 측정: 변압기가 다양한 종류의 부하에 연결될 수 있기 때문에 전력 인수는 변동합니다. 겉보기 전력은 부하 특성에 영향을 받지 않는 일정한 값으로, 변압기의 최대 전송 능력을 통합적으로 나타내는 척도입니다. 따라서 변압기의 정격 용량을 나타낼 때 겉보기 전력을 사용하면 그 부하 지지 능력과 설계 한계를 더 정확히 반영합니다.

다른 방법으로, 만약 변압기에 유공 전력을 표시한다면 부하 특성을 알 수 없게 되어 이러한 라벨링은 실용적이지 않을 것입니다.

​ 발전기

기능: 발전기는 활성 전력을 생산하는 동시에 무공전력을 조절하도록 설계되었습니다. 따라서 발전기는 주로 활성 전력에 초점이 맞춰져 있으며, 그 정격 용량은 활성 전력 단위로 표현됩니다.

실제 사용: 대부분의 응용 사례에서 사용자는 발전기가 얼마나 많은 활성 전력을 제공할 수 있는지에 관심을 가지며, 이는 실제 구동 가능한 부하를 직접 결정합니다. 이는 전기 모터의 경우와 유사합니다.

​ 결론

변압기와 발전기는 전력 시스템에서 서로 다른 역할을 하기 때문에 정격 용량을 나타내는 데 다른 전력 지표를 사용합니다. 이러한 접근 방식은 그들의 실질적인 응용과 성능 평가 요구사항에 더 잘 맞춰져 있습니다.

변압기: 다양한 부하 특성을 처리할 수 있는 능력을 반영하기 위해 시전력 (kVA)을 사용합니다.

발전기: 실제 부하를 구동할 수 있는 능력을 나타내기 위해 활성 전력 (kW)을 사용합니다.

실제 응용에서 발전기의 정격 용량을 필요에 따라 시정 전력으로 변환하거나 변압기를 유공 전력으로 변환할 수도 있습니다.

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