Dlaczego pojemność transformatora jest wyrażana w mocy pozornej, podczas gdy pojemność generatora jest wyrażana w mocy czynnej?

Ostatnio technik serwisujący na miejscu zapytał o współczynnik mocy transformatorów. Wyjaśniłem to, omawiając, dlaczego transformatory używają mocy pozornej do reprezentowania swojej pojemności. Poniżej rozważymy ten temat w dwóch częściach:

część 1: Związek między mocą pozorną, mocą czynną i ich jednostkami

Dla tych, którzy mają podstawowe zrozumienie, mogą pominąć tę sekcję i przejść do Części 2.

Najpierw wyjaśnijmy jeden koncept: W (wat) i VA (wolt-amper) są wymiarowo takimi samymi jednostkami, jak i var (wolt-amper reaktywny).

kW to jednostka dla mocy czynnej (P).

kVA to jednostka dla mocy pozornej (S).

kvar to jednostka dla mocy reaktywnej (Q).

W układach prądu przemiennego:

Iloczyn skalarny napięcia i prądu reprezentuje moc czynną (P), która jest mierzona w W.

Iloczyn wektorowy napięcia i prądu reprezentuje moc czynną (Q), mierzoną w warach.

Iloczyn wartości skutecznych napięcia i prądu reprezentuje moc pozorną (S), mierzoną w VA, wyrażaną jako S = U × I.

Związek między tymi trzema danymi jest opisany równaniem: S² = P² + Q².

moc czynna ostatecznie przekształca się w różne formy dyssypacji energii, takie jak energia mechaniczna lub cieplna.

moc bierna wymienia się między cewnikami a kondensatorami i nie jest zużywana w idealnych warunkach.

część 2: Dlaczego jednostki dla transformatorów i generatorów są różne?

​ Wyroby z tworzyw sztucznych

funkcja: Transformatory zmieniają napięcie i prąd, nie energię elektryczną. Mają minimalne straty mocy czynnej (pomijając straty żelazne i miedziane), co oznacza, że pojemność po obu stronach jest taka sama.

właściwości obciążenia: Obciążenie transformatora może być opornościowe, indukcyjne lub pojemnościowe, co prowadzi do różnych współczynników mocy. Oznacza to, że moc wyjściowa obejmuje zarówno moc czynną, jak i moc bierną (używaną do tworzenia pól magnetycznych lub elektrycznych).

jednolite pomiarowanie: Ponieważ transformatory mogą być podłączone do różnych rodzajów obciążeń, współczynnik mocy zmienia się. Moc pozorna pozostaje stałą wartością, niezależną od charakterystyk obciążenia, co czyni ją jednolitym wskaźnikiem maksymalnej zdolności transmisji transformatora. Dlatego używanie mocy pozornej do reprezentowania nominalnej pojemności transformatora dokładniej oddaje jego zdolność nośną i granice projektowe.

Alternatywnie, gdyby transformatory były oznaczone mocą czynną, charakterystyki obciążenia byłyby nieznane, co czyniłoby takie oznakowanie niemożliwym do zastosowania.

​ Generatory

funkcja: Generatory są projektowane do wy tworzania mocy czynnej, jednocześnie regulując moc bierną. Dlatego generatory koncentrują się przede wszystkim na mocy czynnej, a ich nominalna pojemność wyrażana jest w jednostkach mocy czynnej.

użytkowanie praktyczne: W większości zastosowań użytkownicy interesują się tym, ile mocy czynnej generator może dostarczyć, ponieważ bezpośrednio to określa rzeczywiste obciążenie, które może napędzać. To podobne do przypadku silników elektrycznych.

​ Wnioski

Transformatorzy i generatory używają różnych wskaźników mocy do reprezentowania swojej nominalnej pojemności ze względu na swoje różne role w systemie elektroenergetycznym. Ten sposób lepiej odpowiada ich praktycznym zastosowaniom i potrzebom oceny wydajności.

transformatorzy: Używają mocy pozornej (kVA), aby odzwierciedlić ich zdolność do obsługi różnych charakterystyk obciążenia.

generatory: Używają mocy czynnej (kW) do wskazania ich zdolności do napędu rzeczywistych obciążeń.

W praktycznych zastosowaniach można również przeliczyć nominalną moc generatorów na moc pozorną lub transformatorów na moc czynną, jeśli jest to potrzebne.

Daj mi znać, jeśli potrzebna jest dalsza wyjaśnienie lub korekty!