คำถาม:
"มีหม้อแปลงรุ่นเก่าขนาด 1,000KVA ที่มีโหลดที่มีอยู่ประมาณ 200KW ถ้าจะเพิ่มโหลดใหม่ประมาณ 600KW หม้อแปลงนี้สามารถทนต่อได้หรือไม่"
คำถามนี้เกี่ยวข้องกับแนวคิดก่อน นั่นคือ ความสัมพันธ์และความแตกต่างระหว่าง KVA และ KW
KVA (กิโลวัตต์-แอมแปร์) เป็นหน่วยของกำลังไฟฟ้าปรากฏ และ KW (กิโลวัตต์) เป็นหน่วยของกำลังไฟฟ้าที่ทำงานอยู่ นอกจากพลังงานที่ชัดเจนและพลังงานแอคทีฟแล้ว ยังมีพลังงานปฏิกิริยาด้วย และหน่วยของพลังงานปฏิกิริยาคือ Kvar (กิโลวาร์)
พลังงานแอคทีฟ พลังงานปฏิกิริยา และพลังงานปรากฏ ต่างกันอย่างไร
พลังงานที่ใช้งานคือพลังงานที่เครื่องใช้ไฟฟ้าใช้จริง กล่าวคือ พลังงานไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นพลังงานรูปแบบอื่น
ตัวอย่างเช่น ค่าไฟฟ้ารายวันที่ทุกคนจ่ายเป็นค่าไฟฟ้าที่ใช้งาน
พลังงานปฏิกิริยาหมายความว่าอุปกรณ์บางอย่างไม่ได้ใช้ไฟฟ้าจริง แต่เป็นเพียงส่วนหนึ่งของพลังงานที่เก็บไฟฟ้าไว้ชั่วคราว
ตัวอย่างเช่น หากมีตัวเก็บประจุ/คอยล์ในอุปกรณ์ไฟฟ้า เมื่ออุปกรณ์ทำงาน ตัวเก็บประจุ/คอยล์จะอยู่ในสถานะประจุและคายประจุเสมอ เนื่องจากตัวเก็บประจุ/คอยล์ถูกชาร์จและคายประจุแล้ว จึงไม่ใช้ไฟฟ้าจริงๆ ดังนั้นพลังงานส่วนนี้จึงเรียกว่าพลังงานปฏิกิริยา
พลังงานที่ชัดเจนหมายถึงพลังงานทั้งหมดที่จัดหาโดยแหล่งจ่ายไฟ
นอกจากการจ่ายพลังงานแอคทีฟให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าแล้ว แหล่งจ่ายไฟ (โดยทั่วไปหมายถึงหม้อแปลงหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า) ยังจำเป็นต้องจัดหาพลังงานปฏิกิริยาด้วย เหตุผลนั้นง่ายมาก แม้ว่าตัวเก็บประจุในอุปกรณ์ไฟฟ้าจะไม่ใช้พลังงาน แต่ก็มีการชาร์จและการคายประจุอยู่เสมอ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องครอบครองส่วนหนึ่งของความจุของแหล่งจ่ายไฟด้วย
หลังจากชี้แจงเหล่านี้แล้ว มาดูความสัมพันธ์ระหว่างกัน ซึ่งจะพูดถึงแนวคิดอื่น - ตัวประกอบกำลัง ปริมาณพลังงานที่ใช้งานของแหล่งจ่ายไฟสามารถให้ได้ขึ้นอยู่กับตัวประกอบกำลังไฟฟ้า
【ตัวประกอบกำลัง】
ตัวประกอบกำลังหมายถึงอัตราส่วนของกำลังงานต่อกำลังปรากฏ โดยทั่วไปแสดงเป็น cosφ
ตัวอย่างเช่น หม้อแปลง 1000KVA สามารถส่งออกพลังงานที่ใช้งาน 600KW เมื่อตัวประกอบกำลังcosφ=0.6; แต่เมื่อตัวประกอบกำลัง cosφ=0.9 มันสามารถส่งออกพลังงานที่ใช้งาน 900KW
ถ้าไฟฟ้า 1 kWh คือ 1 หยวน เมื่อตัวประกอบกำลังเท่ากับ 0.6 หม้อแปลงไฟฟ้าสามารถสร้างผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจได้ 600 หยวนต่อชั่วโมง เมื่อตัวประกอบกำลังถึง 0.9 หม้อแปลงสามารถสร้างผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจ 900 หยวนต่อชั่วโมง อันที่จริง บทบาทของการให้ตัวประกอบกำลังมีมากกว่าความเรียบง่าย ยังมีอีกมากมาย ดังนั้นฉันจะไม่พูดถึงมันที่นี่
【การวิเคราะห์หัวข้อนี้】
ด้วยพื้นฐานข้างต้น จึงเป็นเรื่องง่ายที่จะอธิบายหัวข้อนี้
หน่วยความจุของหม้อแปลงไฟฟ้าคือ KVA (กิโลวัตต์-แอมแปร์) และหน่วยกำลังของอุปกรณ์ไฟฟ้าคือ KW (กิโลวัตต์) เฉพาะเมื่อตัวประกอบกำลังเป็น 1 เท่านั้นที่สามารถโหลดเอาต์พุตกำลัง 1000KW ได้เต็มที่ แต่โดยทั่วไปแล้วจะเป็นไปไม่ได้ในการใช้งานจริง
เมื่อออกแบบ จำเป็นต้องเว้นระยะขอบไว้ ซึ่งโดยทั่วไปจะคำนวณตามอัตราความสอดคล้อง 90% ซึ่งประหยัดกว่าและสมเหตุสมผลกว่า กล่าวคือ 1000×0.9=900KVA หากเราชดเชยตัวประกอบกำลังเป็น 0.95 ขึ้นไปผ่านการชดเชยกำลังไฟฟ้า หม้อแปลงก็จะสามารถส่งออกพลังงานที่ใช้งาน 900×0.95=855KW ได้
หมายเหตุ: บริษัทพลังงานกำหนดให้ตัวประกอบกำลังต้องมากกว่า 0.9 มิฉะนั้นจะมีบทลงโทษ แต่ตัวประกอบกำลังต้องไม่เกิน 1 มิฉะนั้นแรงดันไฟฟ้าของระบบจะเพิ่มขึ้นและส่งผลต่อการทำงานปกติของระบบ
ชื่อกล่าวว่าหม้อแปลง 1000KVA เดิมจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้า 200KW และตอนนี้ได้เพิ่มอุปกรณ์ไฟฟ้า 600KW แล้ว กำลังไฟฟ้าที่ใช้งานรวมของอุปกรณ์ไฟฟ้าถึง 800KW ซึ่งยังคงไม่เกินค่าที่คำนวณได้
ดังนั้น เดิมทีหม้อแปลง 1000KVA จะจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าขนาด 200KW และตอนนี้ได้เพิ่มอุปกรณ์ไฟฟ้าขนาด 600KW แล้ว ตราบใดที่เราสามารถเพิ่มตัวประกอบกำลังไฟฟ้าให้ได้ค่าที่ต้องการ หม้อแปลงไฟฟ้าก็สามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยเป็นเวลานาน