Что такое кВАр? Чем отличаются ква и квт

Нужно узнать мощность электротехники, которая будут работать от генератора. Чтобы это сделать нужно вычислить и сложить мощности техники потребляемой энергии , которые будут работать одновременно. Учтите, что мощности нужно складывать в вольт-амперах (ВА или КВА).

Простая раскладка:

Различия между кВа и квт

В характеристиках часто указываются обе единицы измерения мощности (кВт и кВа), но не каждый знает, что они обозначают:

• кВа – полная мощность оборудования;
• кВт – активная мощность оборудования;

По сути, это одно и то же и говоря языком потребителя: кВт – нетто (полезная мощность), а кВа брутто (полная мощность).

кВа - 20% = кВт

1 кВа = 0,8 х кВт

Для того чтобы перевести кВа в кВт , требуется от кВа отнять 20% и получиться кВт с малой погрешностью, которую можно не учитывать.

К примеру, что бы мощность 400кВа перевести в кВт, необходимо 400кВа*0,8=320кВт или 400кВа-20%=320кВт.

Подробная раскладка:

кВА - это единица измерения полной электромощности. Полная электромощность – это сумма активной и реактивной мощности. Активная мощность – это скорость превращения электроэнергии в другие виды энергии (тепловую или световую). Реактивная мощность – скорость передачи электрической энергии от источника к потребителю и обратно. Полная мощность равна S2=A2+R2, эта мощность и представлена в качестве характеристики генераторов.

кВт – это единица измерения активной мощности . Определяется как мощность , выделяемая, в нагрузке при приложенном к ней напряжении 1 V и силе тока в 1 А. Мерой реактивности является, cos (0,8-1). Каждый бензиновый или дизельный генератор имеет индивидуальный cos, который обязательно нужно учитывать. Пример, если он равен 0,8, то для работы дрели от генератора необходимо 833 Вт: 0,8 = 1041 В*А. К сведению: если по паспорту генератор выдает 1000 ВА, то реальных Вт будет только 800.

Самый верный способ определения мощности какой-либо технике - это посмотреть в инструкции или непосредственно на самом генераторе должна быть наклейка. Также мощность можно узнать у производителя или продавца.

К сведению:

Пусковой ток - это ток, требуемый для старта электрического двигателя. Двигатель без системы понижения пусковых токов может брать на себя в 4-7 раз больше номинального значения. Сравнение, пусковые токи в простой ситуации. Предположим, что вы передвигаетесь на велосипеде и вам нужно разогнаться до нужной скорости. Вы начинаете движение, и на первом этапе прикладываете гораздо больше сил, чем тогда, когда вы едите в нормальном режиме, при средней скорость. Точно так же и электрическому двигателю для раскрутки ротора нужно приложить больше энергии, чем для нормальной работы с постоянным количеством оборотов.

Основной единицей измерения мощности применительно к электрооборудованию является кВт (киловатт). Но существует и другая единица мощности, о которой знают далеко не все - кВАр .

кВАр (киловар) – единица измерения реактивной мощности (вольт-ампер реактивный – вар, киловольт-ампер реактивный – кВАр ). В соответствии с требованиями Международного стандарта единиц систем измерения СИ, единица измерения реактивной мощности записывается "вар" (и, соответственно, "квар"). Однако широкораспространенным является обозначение "кВАр". Такое обозначение обусловленно тем, что единицей измерения полной мощности по СИ является ВА. В зарубежной литературе общепринятым обозначением единицы измерения реактивной мощности является "kvar ". Единица измерения реактивной мощности приравнивается к внесистемным единицам, допустимым к применению наравне с единицами СИ.

Приемники энергии переменного тока потребляют как активную, так и реактивную мощность. Соотношение мощностей цепи переменного тока можно представить в виде треугольника мощностей.

На треугольнике мощностей буквами P, Q и S обозначены активная, реактивная и полная мощности соответственно, φ – сдвиг фаз между током (I) и напряжением (U).

Значение реактивной мощности Q (кВАр) используется для определения полной мощности установки S (кВА), что на практике требуется, например, при расчете полной мощности трансформатора, питающего оборудование. Если более подробно рассмотреть треугольник мощностей, то очевидно, что компенсировав реактивную мощность, мы снизим и потребление полной мощности.

Потреблять реактивную мощность из снабжающей сети предприятиям крайне не выгодно, так как это требует увеличения сечений подводящих кабелей, повышения мощности генераторов и трансформаторов. Есть способы позволяющие получать (генерировать) её непосредственно у потребителя. Самым распространенным и эффективным способом является использование конденсаторных установок . Поскольку основной функцией, выполняемой конденсаторными установками является компенсация реактивной мощности, то и общепринятой единицей их мощности является кВАр, а не кВт как для всего остального электротехнического оборудования.

В зависимости от характера нагрузки на предприятиях могут применяться как не регулируемые конденсаторные установки, так и установки с автоматическим регулированием. В сетях с резко переменной нагрузкой используются установки с тиристорным управлением, которые позволяют подключать и отключать конденсаторы практически мгновенно.

Рабочим элементом любой конденсаторной установки является фазовый (косинусный) конденсатор. Основной характеристикой таких конденсаторов является мощность (кВАр), а не емкость(мкФ), как для остальных типов конденсаторов. Однако в основу функционирования как косинусных, так и обычных конденсаторов, заложены одни и те же физические принципы. Поэтому мощность косинусных конденсаторов, выраженную в кВАр, можно пересчитать в емкость, и наоборот, по таблицам соответствия или формулам пересчета . Мощность в кВАр прямо пропорциональна емкости конденсатора (мкФ), частоте (Гц) и квадрату напряжения (В) питающей сети. Стандартный ряд номиналов мощности конденсаторов для класса 0,4 кВ составляет от 1,5 до 50 кВАр, а для класса 6-10 кВ от 50 до 600 кВАр.

Важным показателем эффективности энергопотребления является экономический эквивалент реактивной мощности к э (кВт/кВАр). Он определяется как снижение потерь активной мощности к уменьшению потребления реактивной мощности.

Значения экономического эквивалента реактивной мощности

Существуют и более «крупные» единицы измерения реактивной мощности, например мегавар (Мвар) . 1 Мвар равен 1000 кВАр. В мегаварах как правило измеряется мощность специальных высоковольтных систем компенсации реактивной мощности – батарей статических конденсаторов (БСК).

Говоря о мощности электроприборов, обычно подразумевается активная энергия. Но многие устройства потребляют также реактивную энергию. В этой статье рассказывается о том, что такое кВа, и в чём отличие кВа от кВт.

Активная и реактивная энергия

В сети переменного тока величина тока и напряжения меняется по синусоиде с частотой сети. Это можно увидеть на экране осциллографа. Все виды потребителей можно разделить на три категории:

• Резисторы, или активные сопротивления, – потребляют только активный ток. Это лампы накаливания, электроплиты и подобные устройства. Основным отличием является совпадение по фазе тока и напряжения;
• Дросселя, катушки индуктивности, трансформаторы и асинхронные электродвигатели – используют реактивную энергию и превращают её в магнитные поля и противоЭДС. В этих приборах ток отстаёт по фазе от напряжения на 90 градусов;
• Конденсаторы – превращают напряжение в электрические поля. В сетях переменного тока используются в компенсаторах реактивной мощности или в качестве токоограничивающих сопротивлений. В таких аппаратах ток опережает напряжение на 90 градусов.

Важно! Конденсаторы и индуктивности сдвигают ток относительно напряжения в противоположные направления и при включении в одну сеть компенсируют друг друга.

Активной называют энергию, выделяющуюся на активном сопротивлении, таком, как лампа накаливания, электронагреватель и другие похожие электроприборы. В них фазы тока и напряжения совпадают, а вся энергия используется электроприбором. При этом исчезают различия между киловаттами и киловольт-амперами.

Кроме активной, есть реактивная энергия. Её используют устройства, в конструкции которых есть конденсаторы или катушки с индуктивным сопротивлением электродвигатели, трансформаторы или дросселя. Им также обладают кабеля большой длины, но разница с прибором, обладающим чисто активным сопротивлением, невелика и учитывается только при проектировании линий электропередач большой длины или в высокочастотных устройствах.

Полная мощность

В реальных условиях чисто активные, ёмкостные или индуктивные нагрузки встречаются очень редко. Обычно все электроприборы используют активную мощность (P) вместе с реактивной (Q). Это полная мощность, обозначающаяся «S».

Для вычисления этих параметров используются следующие формулы, которые необходимо знать, чтобы при необходимости осуществить перевод кВа в кВт и обратно:

• Активная – это полезная энергия, превращаемая в работу, выражается в Вт или кВт.

КВа перевести в кВт можно по формуле:

где «φ» – угол между током и напряжением.

В этих единицах измеряется полезная нагрузка электродвигателей и других устройств;

• Ёмкостная или индуктивная:

Отображает потери энергии на электрические и магнитные поля. Единица измерения – кВар (киловольт-ампер реактивный);

• Полная:

1. U – напряжение сети,
2. I – ток через устройство.

Представляет из себя общее потребление электроэнергии устройством и выражается в VA или kVA (киловольт-ампер). В этих единицах выражаются параметры трансформаторов, например, 1 кВа или 1000 кВа.

К сведению. Такие аппараты 6000/0,4 кВ и мощностью 1000 кВа являются одними из самых распространённых для питания электрооборудования предприятий и жилых микрорайонов.

КВар, кВа и кВт связаны между собой формулой, похожей на знаменитую теорему Пифагора (Пифагоровы штаны):

Важно! Следует учесть, что к трансформатору мощностью 10 кВа нельзя подключить электродвигатель 10 кВт, поскольку электроэнергия, потребляемая этим аппаратом с учётом cosφ, составит около 14 киловольт-ампер.

Приведение cosφ к 1

Реактивная энергия, используемая потребителями, создаёт лишнюю нагрузку на кабель и пусковую аппаратуру. Кроме того, за неё приходится платить, как и за активную, а в переносных генераторах отсутствие компенсации увеличивает расход топлива. Но её можно скомпенсировать путём использования специальных устройств.

Потребители, нуждающиеся в компенсации cosφ

Одним из основных потребителей реактивной энергии являются асинхронные электродвигатели, потребляющие до 40% всей электроэнергии. Cosφ этих устройств около 0,7-0,8 при номинальной нагрузке и падает до 0,2-0,4 в режиме холостого хода. Это связано с наличием в конструкции обмоток, создающих магнитное поле.

Ещё один тип устройств – трансформаторы, cosφ которых падает, а потребление реактивной энергии растёт в ненагруженных аппаратах.

Компенсирующие устройства

Для компенсации используются разные типы устройств:

• Синхронные двигатели. При подаче в обмотку возбуждения напряжение выше номинального, они компенсируют индуктивную энергию. Это позволяет улучшить параметры сети без дополнительных расходов. При замене части асинхронных двигателей синхронными возможности компенсации возрастут, но это потребует дополнительных расходов на монтаж и эксплуатацию. Мощность таких электродвигателей достигает нескольких тысяч киловольт-ампер;
• Синхронные компенсаторы. Это синхронные электродвигатели отличаются упрощённой конструкцией и мощностью до 100 киловольт-ампер, не предназначены для приведения в движение каких-либо механизмов и работают в режиме Х.Х. Их предназначение – компенсация реактивной энергии. Во время работы эти устройства используют 2-4% активной энергии от количества компенсируемой. Сам процесс автоматизируется с целью достижения значения cosφ максимально близкого к 1;
• Конденсаторные батареи. Кроме электродвигателей, в качестве компенсаторов применяются конденсаторные батареи. Это группы конденсаторов, соединённые в «треугольник». Ёмкость этих устройств может изменяться присоединением и отсоединением отдельных элементов. Достоинством таких приборов является простота и малое потребление активной мощности – 0,3-0,4% от компенсируемой. Недостаток – в невозможности плавной регулировки.

Электрическая мощность - это величина, которая характеризует скорость передачи, потребления или генерации электрической энергии за единицу времени.

Чем больше значение мощности, тем большую работу сможет выполнить электрооборудование за единицу времени. Мощность бывает полная, реактивная и активная.

S — полная мощность измеряется в кВА (килоВольтАмперах)

A — активная мощность измеряется в кВт (килоВаттах)

P — реактивная мощность измеряется в кВар (килоВарах)

Определение

Вольт-Ампер (В А, а также V A) - единица измерения полной мощности, соответственно, 1 кВА=10³ ВА, т.е. 1000 ВА. Полная мощность тока равна произведению действующей в цепи силы тока (А) на действующее на ее зажимах напряжение (В).

Ватт (ВТ, а также W) - единица измерения активной мощности, соответственно, 1 кВт=10³ Вт, т.е. 1000 Вт. 1Ватт - это мощность, при которой за одну секунду совершается работа в 1 Джоуль. Часть полной мощности, которая передалась в нагрузку за определённый период переменного тока, называется мощностью активной. Она рассчитывается как произведение действующих значений электрического тока и напряжения на косинус угла (cos φ) сдвига фаз между ними.

Сos φ является величиной, характеризующей качество электрооборудования с точки зрения экономии электрической энергии. Чем больше косинус фи, тем больше электроэнергии от источника попадает в нагрузку (величина активной мощности приближается к величине полной).

Мощность, которая не передалась в нагрузку, а была потрачена на нагрев и излучение, называется реактивной мощностью.

Сравнение

При выборе электростанции или стабилизатора необходимо помнить, что кВА - это полная мощность (потребляемая оборудованием), а кВт - мощность активная (т.е. затраченная на выполнение полезной работы).

Полная мощность (кВА) представляет собой сумму активной и реактивной мощностей. Все электроприборы-потребители можно разделить на две категории: активные (лампа накаливания, обогреватель, электроплита и др.) и реактивные (кондиционеры, телевизоры, дрели, люминесцентные лампы и др.).

Различные потребители обладают различным соотношением активной и полной мощности, в зависимости от категории.

Выводы сайт

1. Чтобы определить суммарную мощность всех потребителей для активных приборов достаточно сложить все активные мощности (кВт). То есть, если по паспорту прибор (активный) потребляет, например, 1 кВт, то для его питания достаточно именно 1 кВт.
2. Для реактивных приборов требуется сложение полных мощностей всего электрооборудования, т.к. у реактивных потребителей часть энергии превращается в свет или тепло. В инженерных расчётах для таких приборов полная мощность вычисляется по формуле: S = А/соs φ.

В чем отличие кВт и кВА?

Под вольт-ампером (обозначается ВА или VA) подразумевается единица полной мощности переменного тока. Несмотря на то, что вольт-ампер эквивалентен ваттам, тем не менее, он является самостоятельной физической величиной. Для удобства полную мощность энергогенерирующего оборудования принято обозначать именно в вольт-амперах. Дизельные генераторы нуждаются в периодическом техосмотре, проверка уровня масла и топлива (при систематическом использовании техосмотры зависят от количества отработанных моточасов). Генераторы, предназначенные для постоянной работы, нуждаются в соответствующих нагрузках, если их не обеспечивать, могут быть проблемы в эксплуатации оборудования.

Что представляет собой полная потребляемая мощность генератора переменного тока ? Это сила тока в электрической цепи (измеряется в амперах), умноженная на напряжение на отдельных участках (измеряется в вольтах). Ватт (обозначение – Вт или W) – также единица мощности, но не полной, а активной. 1 ватт мощности вырабатывается при условии совершенной за 1 секунду работе, равной 1 джоулю. При этом ватт в качестве единицы активной мощности эквивалентен мощности не изменяющегося тока силой 1 ампер и при напряжении 1 вольт.

Выбирая генератор или стабилизатор напряжения необходимо отличать полную потребляемую мощность (кВА) от активной мощности (кВт), которая затрачивается на совершение полезной работы. Для получения полной мощности значения реактивной и активной мощностей суммируются. При этом не лишним будет иметь в виду, что соотношение полной и активной мощностей у разных потребителей электроэнергии может отличаться, так что для определения совокупной мощности потребителей следует суммировать их полные, а не активные мощности.

Как перевести кВа в кВт

Как правило, на электроприборах мощность обозначается в ваттах. При указании какого-либо значения в ваттах имеется в виду активная мощность потребителя, определяющая его полезную работу (лампы накаливания, вентилятора, телевизора). По сути, это значение представляет собой потребляемую мощность, которая тратится на нагревание и механическое движение деталей электроприбора. На корпусе таких активных потребителей электроэнергии, как электрочайник, лампа накаливания, обогреватель обычно указывается номинальная мощность и номинальное напряжение – этих данных для эксплуатации достаточно. В этом случае нет необходимости высчитывать косинус «фи» – коэффициент мощности, который представляет собой отношение активной мощности к полной, поскольку он всегда будет равен единице («фи» равен нулю, а косинус нуля – единица). Таким образом, активная мощность определяется через силу тока электроприбора, умноженную на его напряжение и коэффициент мощности, т.е.

P = I*U*Сos (fi), из чего следует, что P = I*U*1 = P=I*U.

Проиллюстрируем это на несложном примере с трубчатым электронагревательным прибором (ТЭН), имеющим cos «фи» =1. Пусть его полная мощность (S) равна 10 кВА, отсюда получается, что активная мощность (P) будет равна 10 кВт:.

P=10*1=10 кВт.

На этикетке электроприбора, обладающего и активным, и реактивным сопротивлением (индуктивное, емкость) указывается мощность (Р) в ваттах и значение косинуса «фи» (соотношение активного и реактивного сопротивлений) Так на корпусе типового электродвигателя можно найти такие данные:

Эта информация может быть использована для нахождения полной (активной, S) и реактивной (Q) мощности двигателя:

S= P/Cos(fi)=5/0,8= 6,25 кВА,

Q= U*I/Sin(fi).

Если сила тока (I) не указана на этикетке, необходимо ее узнать через предварительные вычисления:

I= S/U, где U, соответственно, 220 В.

Отсюда возникает вопрос: зачем на мощных электротехнических приборах (стабилизаторы напряжения, трансформаторы) мощность обозначается в вольт-амперах? Рациональное объяснение можно дать в следующем примере. Когда мы берем стабилизатор напряжения с мощностью 10000 ВА и подключаем к нему некоторое количество бытовых обогревателей, то теоретически мощность, потребляемая обогревателями, суммарно не должна превышать 10000 Вт. Но если к данному стабилизатору присоединить катушку индуктивности с Сos(fi)=0.8, то вырабатываемая мощность изменится на 8000 Вт или на 8500 Вт при Сos(fi)=0.85. В этом случае получается, что указанное значение 10000 ВА уже не актуально. Таким образом, мощность генерирующих электроэнергию приборов может отображаться только как полная мощность (1000 кВА для нашего примера), независимо от того, как ее планируется использовать.

Коэффициент мощности (косинус «фи»)

Коэффициент мощности (косинус «фи») представляет собой соотношение средней мощности переменного тока и произведения действующего напряжения и силы тока. Максимально возможное значение косинуса «фи» - единица. Выражаясь научным языком, при синусоидальном переменном токе этот коэффициент идентичен косинусу фазового угла между синусоидами напряжения и тока. При этом характеристики электрической цепи будут следующими: r – активное сопротивление, Z – полное сопротивление; соответственно, Сos ф – угол сдвига фаз,

Сos ф = r/Z.

В случаях, если электрическая цепь с активным сопротивлением включает нелинейные участки, то кривые напряжения и тока исказятся, и значение коэффициента мощности будет менее единицы.

Существует несколько определений коэффициента мощности. Первое из них гласит, что косинус «фи», как было отмечено выше, представляет собой угол сдвига фаз между кривыми напряжения и тока, а также является соотношением активной и полной энергий:

Сos «фи»= P/S,

где Р – активная мощность (Вт), S – полная мощность (ВА).

Коэффициент мощностей – совокупный показатель, говорящий о присутствии в электросети линейных и нелинейных искажений, которые появляются при подключении нагрузки.

Наиболее распространенные расшифровки коэффициента мощности:

• 1 - оптимальное значение;
• 0.95 - хороший показатель;
• 0.90 - удовлетворительный показатель;
• 0.80 - средний показатель (характерно для современных электродвигателей);
• 0.70 - низкий показатель;
• 0.60 - плохой показатель.