Чому номінальна потужність трансформатора виражається у видимій потужності, тоді як номінальна потужність генератора виражається у активній потужності?

Недавно технік, що займається обслуговуванням на місці, запитав про коефіцієнт ступеня використання трансформатора. Я пояснив це, обговорюючи, чому трансформатори використовують умовну потужність для представлення своєї потужності. Ниже ми розглянемо цю тему у двох частинах:

частина 1: Взаємозв'язок між умовною потужністю, активною потужністю та їхніми одиницями

Для тих, хто має базове уявлення, можна пропустити цей розділ і перейти до Части 2.

Спочатку необхідно прояснити одну концепцію: W (ват) і VA (вольт-ампер) є однаковими за розмірністю одиницями, так само як і var (вольт-ампер реактивних).

kW - це одиниця виміру активної потужності (P).

kVA - це одиниця виміру умовної потужності (S).

kvar - це одиниця виміру реактивної потужності (Q).

У системах змінного струму:

Скалярний добуток напруги та струму представляє активну потужність (P), яка вимірюється в ватах (W).

Добуток напруги та струму представляє реактивну потужність (Q), яка вимірюється в var.

Добуток ефективних значень напруги та струму представляє видиму потужність (S), яка вимірюється в ВА, і виражається як S = U × I.

Зв'язок між цими трьома задається рівнянням: S² = P² + Q².

активна потужність остаточно перетворюється на різні форми дисипації енергії, такі як механічна або теплова енергія.

реактивна потужність обмінюється між індукторами та конденсаторами і не споживається у ідеальних умовах.

частина 2: Чому одиниці виміру для трансформаторів та генераторів відрізняються?

​ Трансформатори

функція: Трансформатори змінюють напругу та струм, але не електричну енергію. Вони мають мінімальні втрати активної потужності (не враховуючи втрати на залізо та мідь), що означає, що ємність з обох сторін однакова.

характеристики навантаження: Навантаження трансформаторів може бути опорним, індуктивним або ємнісним, що призводить до різних коефіцієнтів потужності. Це означає, що вихідна потужність включає як активну, так і реактивну потужність (використовується для створення магнітних або електричних полів).

єдиний вимір: Оскільки трансформатори можуть підключатися до різних типів навантажень, коефіцієнт потужності змінюється. Повна потужність залишається сталою величиною, не залежною від характеристик навантаження, що робить її єдиною мірою максимальної передавальної здатності трансформатора. Тому використання повної потужності для представлення номінальної потужності трансформатора точніше відображає його навантажувальну здатність та проектні обмеження.

Альтернативно, якщо трансформатори були позначені активною потужністю, характеристики навантаження були б невідомими, що робило таке маркування непрактичним.

​ Генератори

функція: Генератори призначені для виробництва активної потужності, а також для регулювання реактивної потужності. Отже, генератори головним чином пов'язані з активною потужністю, і їх номінальна місткість виражається в одиницях активної потужності.

практичне використання: У більшості застосувань користувачі цікавляться тим, скільки активної потужності може надати генератор, оскільки це безпосередньо визначає фактичну навантаження, яке він може приводити. Це схоже на випадок електромоторів.

​ Висновок

Трансформатори та генератори використовують різні показники потужності для представлення своєї номінальної місткості через їх різні ролі у системі електропостачання. Цей підхід краще відповідає їх практичним застосуваням та потребам оцінки продуктивності.

трансформатори: Використовують видиму потужність (кВА) для відображення їх здатності обробляти різні характеристики навантаження.

генератори: Використовують активну потужність (кВт) для вказівки їх здатності приводити фактичні навантаження.

На практиці також можливо перетворювати номінальну мощність генераторів на видиму потужність або трансформаторів на активну потужність за необхідності.

Дайте знати, чи потрібні додаткові пояснення або коректи!