kVA ≠ kW: un concepte de potència mal entès pel 90% de la gent

Hi ha un transformador de 1000 kVA amb una càrrega existent d'aproximadament 200 kW. Si volem afegir uns 600 kW de nova càrrega, pot suportar-ho aquest transformador?

Aquesta pregunta implica dues unitats:kVAikW. Per respondre-ho correctament, hem d'entendre la relació i la diferència entre aquestes dues unitats.

 

● Kilovolt-Ampere (kVA)

Definició: Unitat que s'utilitza per expressar la capacitat d'equips elèctrics (com ara transformadors, motors, etc.). En un circuit de CA: Tensió (kV) × Intensitat (A)=Potència aparent (kVA). La capacitat d'un transformador es calcula enkVA.

● Quilowatts (kW)

Definició: una unitat de potència igual a 1000 watts.kW s'utilitza habitualment per expressar la potència de generadors, motors, motors, eines, màquines, escalfadors elèctrics i transmissors de ràdio/TV.

kVA és la unitat de potència aparent.

kW és la unitat de potència activa (real).

A més de la potència aparent i la potència activa, hi ha la potència reactiva, mesurada en kvar (kilovar).

 

Quines diferències hi ha entre aquests tres tipus de poder?

1.La potència aparent és la potència total subministrada per la font d'alimentació.

2.La potència activa és la potència realment consumida per la càrrega, convertida en altres formes d'energia. Per exemple, la factura elèctrica que pagues es basa en l'energia activa.

3.La potència reactiva es refereix a la potència que no es consumeix realment, sinó que s'emmagatzema temporalment. Els equips amb condensadors o inductors es carreguen i es descarreguen contínuament sense consum d'energia real; això s'anomena potència reactiva.

 

Factor de potència

Per determinar quanta potència activa pot oferir una font d'alimentació, introduïm elFactor de potència (PF), definit com la relació entre la potència activa (P) i la potència aparent (S), denotada comcosφ.

Exemple:

Un transformador de 1000 kVA:

Amb un factor de potència cosφ=0.6, pot produir 600 kW de potència activa.

Amb un factor de potència cosφ=0.9, pot produir 900 kW de potència activa.

Suposant que l'electricitat costa 1 RMB per kWh:

A PF=0.6: el transformador genera 600 RMB/hora de benefici econòmic.

A PF=0.9: el transformador genera 900 RMB/hora de benefici econòmic.

Nota important: la capacitat del transformador està indicada en kVA, mentre que la potència de càrrega és en kW. La relació és: Potència activa (kW)=Potència aparent (kVA) × PotènciaFactor (cosφ)

Un transformador de 1000 kVA només pot lliurar 1000 kW amb un factor de potència perfecte d'1, cosa que és gairebé impossible a la pràctica.

En el disseny d'enginyeria, una taxa de càrrega d'aproximadament el 90% és econòmica i raonable. Les empreses de subministrament d'energia solen requerir que el factor de potència sigui superior a 0,9; s'apliquen penalitzacions si és massa baix. El factor de potència tampoc no pot superar l'1, ja que això augmentaria la tensió del sistema i interrompria el funcionament.

Conclusió

El transformador de 1000 kVA subministra originalment 200 kW. Després d'afegir 600 kW, la càrrega activa total és de 800 kW.

Sempre que el factor de potència s'elevi al valor requerit, el transformador pot funcionar de manera segura i contínua sota aquesta càrrega.