Quanta potenza in kW può sopportare un trasformatore da 1000 kVA?

Questa domanda implica innanzitutto un concetto, ovvero la relazione e la differenza tra kVA e kW.

Il kVA (kilovolt-ampere) è l'unità di misura della potenza apparente, mentre il kW (kilowatt) è l'unità di misura della potenza attiva. Oltre alla potenza apparente e alla potenza attiva, esiste anche la potenza reattiva, la cui unità di misura è il kvar (kilovar).

Qual è la differenza tra potenza attiva, potenza reattiva e potenza apparente?

La potenza attiva è la potenza effettivamente consumata dagli apparecchi elettrici, ovvero l'energia elettrica convertita in altre forme di energia.

Ad esempio, le bollette giornaliere dell'elettricità che tutti pagano si riferiscono all'elettricità attiva;

La potenza reattiva significa che alcuni dispositivi non consumano effettivamente elettricità, ma rappresentano solo la parte di energia che viene temporaneamente immagazzinata.

Ad esempio, se in un dispositivo elettrico è presente un condensatore/bobina, quando il dispositivo è in funzione, il condensatore/bobina si troverà sempre in uno stato di carica e scarica. Poiché il condensatore/bobina si è caricato e scaricato, in realtà non consuma elettricità; questa parte della potenza viene quindi chiamata potenza reattiva.

La potenza apparente si riferisce alla potenza totale fornita dall'alimentatore.

Oltre a fornire energia attiva alle apparecchiature elettriche, l'alimentatore (generalmente un trasformatore o un generatore) deve anche fornire energia reattiva. Il motivo è molto semplice: sebbene il condensatore nelle apparecchiature elettriche non consumi energia, si carica e si scarica continuamente, quindi deve comunque occupare una parte della capacità dell'alimentatore.

Dopo aver chiarito questi punti, analizziamo la relazione tra di essi, che ci porterà a parlare di un altro concetto: il fattore di potenza. La quantità di potenza attiva che un alimentatore può fornire dipende dal fattore di potenza.

【Fattore di potenza】

Il fattore di potenza si riferisce al rapporto tra potenza attiva e potenza apparente, generalmente espresso come cosφ.

Ad esempio, un trasformatore da 1000 kVA può erogare 600 kW di potenza attiva quando il fattore di potenza cosφ=0,6; ma quando il fattore di potenza cosφ=0,9, può erogare 900 kW di potenza attiva.

Se 1 kWh di elettricità equivale a 1 yuan, con un fattore di potenza di 0,6 il trasformatore può generare un profitto di 600 yuan/ora; quando il fattore di potenza raggiunge 0,9, il trasformatore può generare un profitto di 900 yuan/ora. In realtà, il ruolo del fattore di potenza è molto più complesso di così, ci sono molti altri aspetti da considerare, quindi non li tratterò in dettaglio qui.

【Analisi di questo argomento】

Con le basi di cui sopra, è facile spiegare questo argomento.

L'unità di misura della capacità di un trasformatore è il kVA (kilovolt-ampere), mentre l'unità di misura della potenza di un'apparecchiatura elettrica è il kW (kilowatt). Solo quando il fattore di potenza è pari a 1 è possibile raggiungere il pieno carico di una potenza di 1000 kW, ma ciò è praticamente impossibile nelle applicazioni pratiche.

In fase di progettazione, è necessario prevedere un certo margine, generalmente calcolato in base a un tasso di conformità del 90%, che risulta più economico e ragionevole, ovvero 1000 × 0,9 = 900 kVA. Se si compensa il fattore di potenza a 0,95 o superiore tramite compensazione di potenza, il trasformatore può erogare una potenza attiva di 900 × 0,95 = 855 kW.

Nota: la compagnia elettrica richiede che il fattore di potenza sia superiore a 0,9, altrimenti verranno applicate delle penali; tuttavia, il fattore di potenza non può superare 1, altrimenti la tensione di sistema aumenterà e ciò influirà sul normale funzionamento del sistema.

Il titolo indica che il trasformatore da 1000 kVA originariamente alimentava un'apparecchiatura elettrica da 200 kW, alla quale ora si è aggiunta un'apparecchiatura elettrica da 600 kW. La potenza attiva totale dell'apparecchiatura elettrica ha raggiunto gli 800 kW, valore che rimane comunque inferiore a quello calcolato.

Pertanto, il trasformatore da 1000 kVA originariamente alimentava apparecchiature elettriche da 200 kW, e ora è stata aggiunta un'apparecchiatura elettrica da 600 kW. Fintanto che riusciamo ad aumentare il fattore di potenza al valore richiesto, il trasformatore può funzionare in sicurezza per lungo tempo.