Почему номинальная мощность трансформатора выражается в видимой мощности, а номинальная мощность генератора — в активной мощности?

Недавно техник, занимающийся обслуживанием на месте, задал вопрос о коэффициенте мощности трансформаторов. Я объяснил это, обсуждая, почему трансформаторы используют видимую мощность для представления своей мощности. Ниже мы рассмотрим эту тему в двух частях:

часть 1: Взаимосвязь между видимой мощностью, активной мощностью и их единицами

Для тех, кто имеет базовое понимание, можно пропустить этот раздел и перейти к Части 2.

Прежде всего, давайте проясним одно понятие: Вт (ватт) и В·А (вольт-ампер) являются измерительными единицами одного порядка, так же как и ВАр (вольт-ампер реактивный).

кВт — это единица измерения активной мощности (P).

кВ·А — это единица измерения видимой мощности (S).

кВАр — это единица измерения реактивной мощности (Q).

В системах переменного тока:

Скалярное произведение напряжения и тока представляет собой активную мощность (P), измеряемую в ваттах (Вт).

Векторное произведение напряжения и тока представляет собой реактивную мощность (Q), измеряемую в варах.

Произведение среднеквадратичных значений напряжения и тока представляет видимую мощность (S), измеряемую в ВА, выражаемую как S = U × I.

Связь между этими тремя величинами задается уравнением: S² = P² + Q².

активная мощность в конечном итоге преобразуется в различные формы диссипации энергии, такие как механическая или тепловая энергия.

реактивная мощность обменивается между индукторами и конденсаторами и не потребляется при идеальных условиях.

часть 2: Почему единицы измерения для трансформаторов и генераторов различаются?

​ Трансформаторы

функция: Трансформаторы изменяют напряжение и ток, но не электрическую энергию. У них минимальные потери активной мощности (не учитывая потери на железо и медь), что означает, что мощность с обеих сторон одинакова.

характеристики нагрузки: Нагрузки трансформаторов могут быть резистивными, индуктивными или емкостными, что приводит к различным коэффициентам мощности. Это означает, что выходная мощность включает как активную мощность, так и реактивную мощность (используемую для создания магнитных или электрических полей).

единый измеритель: Поскольку трансформаторы могут подключаться к разным типам нагрузок, коэффициент мощности изменяется. Показанная мощность остается постоянным значением, не зависящим от характеристик нагрузки, делая ее единым показателем максимальной пропускной способности трансформатора. Следовательно, использование показанной мощности для обозначения номинальной мощности трансформатора более точно отражает его грузоподъемность и проектные ограничения.

Альтернативно, если бы трансформаторы маркировались активной мощностью, характеристики нагрузки были бы неизвестны, что делало бы такую маркировку непрактичной.

​ Генераторы

функция: Генераторы предназначены для производства активной мощности, а также регулирования реактивной мощности. Таким образом, генераторы в первую очередь ориентированы на активную мощность, и их номинальная мощность выражается в единицах активной мощности.

практическое применение: В большинстве случаев пользователей интересует, сколько активной мощности может выдать генератор, так как это напрямую определяет реальную нагрузку, которую он может обеспечить. Это схоже с примером электродвигателей.

​ Заключение

Трансформаторы и генераторы используют различные показатели мощности для представления своей номинальной мощности из-за своих различных ролей в электросистеме. Такой подход лучше соответствует их практическому применению и потребностям в оценке производительности.

трансформаторы: Используют видимую мощность (кВА) для отражения их способности обрабатывать разнообразные характеристики нагрузки.

генераторы: Используют активную мощность (кВт) для указания их способности приводить реальные нагрузки.

На практике также возможно переводить номинальную мощность генераторов в полную мощность или трансформаторов в активную мощность по мере необходимости.

Дайте знать, если нужны дополнительные разъяснения или корректировки!