Qual a potência em kW que um transformador de 1000 kVA pode suportar?

Essa questão envolve, em primeiro lugar, um conceito: a relação e a diferença entre kVA e kW.

KVA (quilovolt-ampère) é uma unidade de potência aparente, e kW (quilowatt) é uma unidade de potência ativa. Além da potência aparente e da potência ativa, existe a potência reativa, cuja unidade é o kvar (quilovar).

Qual a diferença entre potência ativa, potência reativa e potência aparente?

Potência ativa é a energia efetivamente consumida pelos aparelhos elétricos, ou seja, a energia elétrica é convertida em outras formas de energia.

Por exemplo, as contas diárias de eletricidade que todos pagam são referentes à eletricidade ativa;

Potência reativa significa que alguns dispositivos não consomem eletricidade de fato, sendo apenas a parte da energia armazenada temporariamente.

Por exemplo, se houver um capacitor/bobina em um dispositivo elétrico, quando o dispositivo estiver funcionando, o capacitor/bobina estará sempre em estado de carga e descarga. Como o capacitor/bobina foi carregado e descarregado, ele não consome eletricidade de fato; portanto, essa parte da energia é chamada de potência reativa.

A potência aparente refere-se à potência total fornecida pela fonte de alimentação.

Além de fornecer potência ativa aos equipamentos elétricos, a fonte de alimentação (geralmente um transformador ou gerador) também precisa fornecer potência reativa. A razão é muito simples. Embora o capacitor no equipamento elétrico não consuma energia, ele está sempre carregando e descarregando, portanto, também precisa ocupar uma parte da capacidade da fonte de alimentação.

Após esclarecer esses pontos, vamos analisar a relação entre eles, o que nos leva a outro conceito: o fator de potência. A quantidade de potência ativa que uma fonte de alimentação pode fornecer depende do fator de potência.

【Fator de potência】

O fator de potência refere-se à razão entre a potência ativa e a potência aparente, geralmente expressa como cosφ.

Por exemplo, um transformador de 1000 KVA pode gerar 600 kW de potência ativa quando o fator de potência cosφ = 0,6; mas quando o fator de potência cosφ = 0,9, ele pode gerar 900 kW de potência ativa.

Se 1 kWh de eletricidade equivale a 1 yuan, quando o fator de potência é 0,6, o transformador pode gerar um lucro de 600 yuans por hora; quando o fator de potência atinge 0,9, o transformador pode gerar um lucro de 900 yuans por hora. Na verdade, a função do fator de potência é muito mais abrangente do que isso, existem muitas outras aplicações, portanto não as abordarei aqui.

【Análise deste tópico】

Com essa base, fica fácil explicar esse tópico.

A unidade de capacidade do transformador é o kVA (quilovolt-ampère), e a unidade de potência do equipamento elétrico é o kW (quilowatt). Somente quando o fator de potência é 1, a potência de saída de 1000 kW pode ser totalmente utilizada, mas isso é praticamente impossível em aplicações práticas.

Ao projetar, é necessário deixar uma certa margem, geralmente calculada com base em uma taxa de conformidade de 90%, o que é mais econômico e razoável, ou seja, 1000 × 0,9 = 900 kVA. Se compensarmos o fator de potência para 0,95 ou mais por meio de compensação de potência, o transformador poderá fornecer 900 × 0,95 = 855 kW de potência ativa.

Nota: A companhia de energia exige que o fator de potência seja superior a 0,9, caso contrário haverá penalidades; porém, o fator de potência não pode exceder 1, caso contrário a tensão do sistema aumentará e afetará o funcionamento normal do mesmo.

O título indica que o transformador de 1000 kVA originalmente alimentava um equipamento elétrico de 200 kW, e agora um equipamento elétrico de 600 kW foi adicionado. A potência ativa total do equipamento elétrico atingiu 800 kW, o que ainda não ultrapassa o valor calculado.

Portanto, o transformador de 1000 kVA originalmente fornecia energia para equipamentos elétricos de 200 kW, e agora foram adicionados equipamentos elétricos de 600 kW. Contanto que consigamos aumentar o fator de potência para o valor necessário, o transformador poderá operar com segurança por um longo período.