إذا كنت جديدًا في عالم الكهرباء، فإن القليل من الملصقات تبدو أكثر إرباكًا من تلك المثبتة على جانب المحول. عادةً ما تبدأ برقم وثلاثة أحرف: 25 kVA، 100 kVA، 1000 kVA. هذا الرقم هو الشيء الأكثر أهمية حول الوحدة، ومع ذلك لا يشرح تقريبًا أحد ما يعنيه فعليًا. هذه الدليل يصلح ذلك. بلغة بسيطة، يشرح ما هو محول kVA, ، وما الذي يخبرك به رقم kVA، وكيفية تحويله إلى أمبير، وكيف يختار المهندسون الحجم المناسب. بنهاية المطاف، ستصبح لوحة الاسم منطقية، وستكون قادرًا على الإجابة على الأسئلة التي يطرحها المبتدئون في الغالب.
كوب من البيرة هو تشبيه جيد لفهم الفرق بين kVA و kW. في هذه الحالة، يرمز كوب كامل من البيرة إلى القدرة الظاهرة التي هي إجمالي تصنيف القدرة للمحول. من ناحية أخرى، ستكون البيرة في هذه الحالة هي القدرة الحقيقية. الرغوة تستقر على قمة البيرة التي تأخذ بعض المساحة في الكوب دون أي استخدام. بنفس الطريقة، من المهم أن نذكر أن المحول مصنف بالكيلو فولت أمبير بدلاً من الكيلو واط لأن المحول يحتاج إلى حساب الكوب بالكامل بما في ذلك الرغوة.
ما هو محول kVA؟
A محول kVA يُشار إليه كمحول يشير إلى قدرته على نقل الطاقة التي تقاس بالكيلو فولت أمبير. الكيلو فولت يعني ألف، والفولت أمبير هو وحدة من الطاقة الكهربائية تُعرف بالقدرة الظاهرة من قبل المهندسين. على سبيل المثال، يمكن لمحول 100 kVA استخدام 100,000 فولت أمبير في أي وقت.
يشير المحول إلى آلة تحول الكهرباء من جهد إلى آخر. على سبيل المثال، يمكنه تحويل الجهد العالي من خطوط الطاقة إلى جهد قابل للاستخدام في المبنى أو من جهد منخفض إلى جهد عالي للنقل لمسافات طويلة. كلما تم تغيير الجهد، يجب ملاحظة أن هناك حدًا لمقدار التيار الذي يمكن أن ينقله المحول. يُطلق على هذا الحد اسم kVA.
لهذا السبب يسمي الناس المحولات بشكل غير رسمي بناءً على سعتها. عندما يقول كهربائي “نحتاج إلى وحدة 500 kVA”، فإنهم يصفون بالضبط مقدار الطاقة التي يجب أن يحملها المحول. الحجم الفيزيائي، الوزن، والسعر جميعها تتناسب مع هذا الرقم.
ماذا يعني kVA فعليًا؟
يتطلب الفهم الجيد لمحول kVA فهم الأنواع الثلاثة من الطاقة. قد يبدو هذا معقدًا، لذا دعنا نوضحه بمخطط بسيط.
تُعرف القدرة الظاهرة بأنها إجمالي الطاقة المقاسة بالكيلو فولت أمبير، التي يجب على المحول حملها.
الطاقة الحقيقية هي الجزء المفيد من التيار المقاس بالكيلو واط الذي يقوم بعمل فعلي. هنا، يمكن للمرء أن يفكر في المحرك العامل أو معدات التسخين.
أيضًا، تُسمى بعض الطاقة بالطاقة التفاعلية وتقاس بالكيلو فولت أمبير التفاعلي. إنها الجزء من التيار الذي لا يقوم بأي عمل.
يتم شرح العلاقة بين هذه الأنواع الثلاثة من الطاقة بواسطة ما يُعرف بعامل القدرة، وهو رقم يقيس بين 0 و 1.
ببساطة، جوهر المعادلة هو كما يلي: kW = kVA * عامل القدرة.
إذا كان لديك محول بقدرة 100 kVA يعمل عند عامل قدرة 0.8، فإن الطاقة المفيدة التي يوفرها المحول ستكون 80 kW. ستذهب بقية الطاقة لإنتاج الطاقة التفاعلية.
kVA مقابل kW: لماذا يتم تصنيف المحولات بالكيلو فولت أمبير
سؤال شائع من أولئك الذين يشترون المحولات للمرة الأولى هو، “لماذا لا نقوم ببساطة بتصنيف المحولات بالكيلووات كما نفعل مع السخانات والمحركات؟” الإجابة على هذا السؤال بسيطة. تولد المحولات حرارة بناءً على التيار المتدفق عبر أسلاكها وكذلك الفولتية المعنية، بغض النظر عن “استخدام” تلك الطاقة.
لأن الحرارة المتولدة تعتمد على الحمل المطبق، يجب تصنيف المحولات بناءً على قدرتها الظاهرة وليس بالكيلووات. إذا كنت تستخدم فقط الكيلووات مع المحول لتحديد حجمه، فإنك ستعرضه لخطر التحميل الزائد.
كيفية حساب الأمبيرات من محول kVA
واحدة من أكثر الأسئلة شيوعًا من المبتدئين تتعلق بسعة الأمبير للمحول. يشير مصطلح الأمبير إلى الأمبيرات، وهو مقياس لتيار الكهرباء وفهم هذا المصطلح أمر حاسم في تحديد حجم الكابل، والقواطع، واللوحات أيضًا. لحسن الحظ، يمكن للمرء تحديد التيار بمجرد معرفة الفولتية، حيث يتغير التيار وفقًا لكل من رقم kVA والفولتية.
المعادلة لحساب التيار في حالة المحول أحادي الطور هي كما يلي:
التيار = (kVA × 1000) ÷ الفولتية
في حالة المحول ثلاثي الطور الذي يستخدم في معظم الصناعات، هنا سيحتاج المرء إلى تضمين رقم ثابت 1.732 (الجذر التربيعي للثلاثة) أثناء حساب التيار.
الحساب هو كما يلي:
التيار = (kVA × 1000) ÷ (الفولتية × 1.732)
إليك عدة أمثلة محسوبة لفهم أفضل:
محول مصنف بقدرة 25 kVA مع طور أحادي عند فولتية 240 سيعطي حوالي 104 أمبير.
محول ثلاثي الطور مصنف بقدرة 100 kVA مع فولتية 400 سينتج الأمبيرات بالقرب من 144.
محول ثلاثي الطور مصنف بقدرة 1000 kVA مع فولتية 480 سينتج 1203 أمبير.
يمكن ملاحظة أن رقم kVA يبقى كما هو ولكن الأمبيرات مختلفة بسبب الاختلافات في الفولتية وهذه النزعة في العلاقة بين التيار والفولتية هي مفهوم رئيسي.
VA و kVA و MVA: فهم الوحدات
الأشخاص الذين بدأوا للتو غالبًا ما يكونون مرتبكين بشأن وحدة القياس المتعلقة بسعة المحول. جميع المصطلحات المختلفة تشير إلى نفس المعنى، وهو أنها تقيس القدرة الظاهرة، ولكنها تصف ببساطة مستويات مختلفة.
أصغر وحدة للطاقة هي VA (فولت-أمبير). الطاقة المرتبطة بفولت-أمبير هي كمية ضئيلة تستخدم في المحولات التحكمية المحددة.
الوحدة الأكبر التالية هي kVA (كيلو فولت-أمبير)، والتي تعادل ألف فولت-أمبير. هذه هي وحدة القياس المستخدمة في معظم محولات التوزيع، مما يجعل kVA الوحدة الرئيسية للطاقة المستخدمة في صناعة الكهرباء.
ثم هناك MVA (ميغا فولت أمبير)، والذي يساوي ألف كيلو فولت أمبير، أو مليون فولت أمبير. تُستخدم هذه الوحدة فقط في المحولات الكبيرة جدًا الموجودة في المحطات الفرعية.
هذا يعني أن أي محول بسعة -kVA يمكن كتابته كـ MVA دون أن يفقد أي من معناه. بعد فهم أن هذه المصطلحات تشير فقط إلى عدد الأصفار، لن يكون من الصعب تحديد سعة المحول في هذه الحالة.
أحجام محولات kVA الشائعة وما تقوم بتغذيته
تُصنع المحولات بعدد من الأحجام القياسية، وعادة ما تتوافق النطاقات مع ما يُستخدم من أجله المحول.
في النطاق الصغير الذي يشمل محول 25 kVA أو 50 kVA، لديك محولات يمكنها تزويد مجموعات صغيرة من المنازل، المزارع، المتاجر، أو التركيبات التحكمية.
يشمل النطاق المتوسط تصنيفات مثل محولات 100 kVA، محولات 250 kVA، ومحولات 500 kVA التي تُستخدم لتزويد المناطق السكنية، المباني التجارية، المدارس، ومتطلبات الصناعة الخفيفة.
بالنسبة للنطاق الكبير من المحولات، يمكنك أخذ محول 1000 kVA أو أكبر، كما هو الحال مع محول 1600 kVA، الذي يمكن استخدامه مباشرة للمصانع ومثل هذه المنشآت الكبيرة.
في هذه الفئة، يشمل النطاق الكبير جدًا تصنيفات مثل محولات 2000 kVA وما فوق التي يمكن استخدامها لتلبية احتياجات الصناعات الثقيلة ومتطلبات البنية التحتية الكبرى، بما في ذلك احتياجات توزيع الكهرباء الضخمة.
عند اختيار محول، من المهم أيضًا أخذ الأحمال المستقبلية في الاعتبار وليس فقط متطلبات الحمل الحالية.
كيفية اختيار الحجم المناسب لمحول kVA
اختيار محول هو توازن. إذا كان صغيرًا جدًا، فسوف يسخن، ويتوقف، ويتقدم في العمر مبكرًا. إذا كان كبيرًا جدًا، فسوف تضيع المال وتعمل الوحدة بشكل غير فعال عند الحمل الخفيف. يتبع المحترفون بعض القواعد البسيطة للحصول على حجم المحولات kVA صحيح.
- أول شيء يحتاج المرء إلى القيام به هو معرفة الحمل الفعلي. يحتاج المرء إلى حساب السعة الإجمالية بالكيلووات للأنظمة التي سيتم تشغيلها بواسطة هذه المحولات وتحويلها إلى kVA باستخدام عامل القدرة المتوقع.
خطط ليس للحمل المتوسط، ولكن للحمل الأقصى. استهلاك الكهرباء هو عملية ديناميكية مما يعني أنه ستكون هناك ذروات مثل تلك في يوم حار عندما يستخدم الجميع مكيفات الهواء الخاصة بهم بأقصى سرعة. يجب أن تكون المحول مستعدًا لمثل هذه الحالات الذروية.
التزم بقانون 80 بالمئة. النصيحة العامة هي استخدام المحول بسعة تحميل لا تزيد عن 80 بالمئة من تصنيفه kVA. بهذه الطريقة سيكون قادرًا على استيعاب نمو الحمل المستقبلي وذروات الطلب المفاجئة دون ارتفاع درجة الحرارة.
فكر في المستقبل. إذا كانت هناك أسباب للاعتقاد بأن متطلبات الحمل ستزداد في المستقبل، فيجب شراء المحول القياسي التالي الآن بدلاً من الاضطرار إلى استبدال المحول لاحقًا. 
محولات kVA من النوع الجاف مقابل المحولات المغمورة بالزيت
يتم تقسيم محول kVA إلى نوعين رئيسيين، يختلفان في آلية التبريد والعزل. يستخدم المحول من النوع الجاف الهواء للتبريد وعزل الراتنج الصلب للتصميم، مما يجعله خيارًا آمنًا للتثبيتات الداخلية مثل المباني السكنية والمكاتب والأنفاق. تستخدم المحولات المغمورة بالزيت الزيت للعزل وأيضًا لتبريد أجزاء الملف. يعمل هذا النوع من المحولات بكفاءة أكبر مقارنةً بالمحولات من النوع الجاف، مما يمنحه تفضيلًا في المحطات الفرعية الخارجية.
هذه المحولات لها نفس التصنيف، مما يعني أن محول 1,000 kVA سيكون له نفس kVA بغض النظر عما إذا كان مصنفًا كمحول من النوع الجاف أو مغمور بالزيت. عند التحقق من الاقتباسات المستلمة، يرجى التأكد من مقارنة نفس kVA.
كيفية قراءة لوحة اسم محول kVA
بمجرد أن يكون رقم kVA في مكانه، تصبح المعلومات المتبقية بسيطة نسبيًا لفهمها. تعطي الورقة المعدنية المرفقة بجانب كل محول kVA بعض المعلومات الأساسية التي يمكن حتى للمبتدئين في kVA فهمها:
القدرة المقدرة. هذا هو رقم kVA الذي سيصبح الآن منطقيًا بالنسبة لك.
تصنيفات الجهد. تشير هذه إلى قيمة جهد الإدخال وجهد الإخراج على التوالي، مثل 11,000 فولت / 400 فولت. تظهر مدى تغيير الجهد لأعلى/لأسفل.
الطور والتردد. يظهر هذا ما إذا كانت الوحدة تحتوي على جهد أحادي الطور أو ثلاثي الطور وتردد التشغيل الخاص بها، 50 هرتز أو 60 هرتز على سبيل المثال.
المقاومة. يتم الإشارة إليها عادةً كنسبة مئوية وتختلف بين 4 و 6 بالمئة. تحدد مدى استقرار الجهد ومدى تدفق تيار العطل. كلما كانت المقاومة أقل، كان الجهد أكثر صلابة، ولكن سيكون تيار العطل أكبر.
التبريد وارتفاع درجة الحرارة. يعطيك عددًا من الرموز بما في ذلك ONAN للمحولات التي تعمل بالزيت.
محولات kVA من شركة سوبين للطاقة
شركة جيانغسو سوبين للطاقة المحدودة هي شركة صينية عالية التقنية متخصصة في تصنيع المحولات ومحولات التوزيع المصنفة بجهد 110 كيلوفولت وأقل، بالإضافة إلى المحطات الفرعية مسبقة الصنع ومعدات المفاتيح ذات الجهد العالي والمنخفض. تأسست في عام 2019 في مدينة شوزhou، مقاطعة جيانغسو، وتدير سوبين منشأة بمساحة 30,000 متر مربع وتوفر المعدات للمرافق والطاقة المتجددة والمشاريع الصناعية والبنية التحتية. نظرًا لأنها تبني كلا التقنيتين داخليًا، يمكن لسوبين توفير الحل المناسب محول kVA لأي حمل وبيئة تقريبًا:
- للتطبيقات الداخلية المغلقة والآمنة من الحرائق، تشمل منتجات سوبين المحولات الجافة تضمين الـ المحول الجاف من نوع SCB المصنوع من راتنج الإيبوكسي بجهد 6-10 كيلوفولت والمحول الجاف من نوع SCBH المصنوع من سبائك غير متبلورة بجهد 10 كيلوفولت لخدمة موثوقة ومنخفضة الفقد..
- لمحطات التوزيع الخارجية ومرافق الطاقة، تشمل منتجات سوبين المحولات المغمورة بالزيت تضمين الـ المحول المغمور بالزيت بجهد 6-10 كيلوفولت لخدمة موثوقة ومنخفضة الفقد.
عبر هذه النطاقات، تغطي سوبين الأحجام الصغيرة والمتوسطة والكبيرة محول kVA الموضحة أعلاه، ويمكن لفريق الهندسة الخاص بها مطابقة تصنيف kVA، وفئة الجهد، ونوع التبريد، والحاوية لمشروعك. إذا كنت تعرف حملك ولكن لا تعرف حجمك، يمكن للفريق مساعدتك في حساب حجم المحولات kVA الحجم الصحيح قبل أن تطلب عرض أسعار.
الأسئلة المتكررة
كم عدد الأمبيرات التي يتحملها محول بقدرة 2000 kVA؟
يعتمد ذلك على الجهد. بناءً على صيغة حساب المحولات ثلاثية الطور، فإن المحول المصنف بقدرة 2000 kVA يوفر حوالي 2,406 أمبير عند جهد 480 فولت. من المعتاد تقريب هذا الرقم إلى حوالي 2,400 أمبير. عند جهد أقل يبلغ 208 فولت، يمكن لهذه الوحدة أن تتحمل أكثر من 5,500 أمبير، والسبب في ذلك هو أن الجهد المنخفض يعني تيارًا أعلى مما يعادل نفس كمية الطاقة المستهلكة. من المهم أن نفهم أن المهندسين عادةً ما يصممون تشغيل المحولات بما يعادل حوالي 80% من السعة القصوى المصنفة، وبالتالي سيكون التيار التشغيلي أقل من التيار القابل للتحقيق.
كم عدد المنازل التي يمكن لمحول بقدرة 100 kVA التعامل معها؟
قد يختلف الرقم الصحيح من حالة إلى أخرى ويعتمد على الطلب المحدد على الطاقة القصوى لكل منزل بالإضافة إلى عدد المنازل الأخرى التي تستخدم الطاقة في نفس اللحظة (ما يسمى بعامل التنوع). يمكن أن تخدم محول بقدرة 100 kVA تقريبًا أي من الأنواع التالية من المنازل: حوالي 5 منازل كبيرة تعمل بالكهرباء بالكامل مع شواحن EV، حوالي 14 منزلًا وفقًا لإرشادات التخطيط العادية للمرافق، أو 20-30 منزلًا أو شقة ذات طلب خفيف. لذلك، فإن أفضل حل هو إجراء دراسة حمل مناسبة تقدر الطلب الأقصى بدلاً من إجراء تخمين سريع حول “المنازل لكل kVA”، والذي يُعرف بأنه يساهم في تحميل المحولات بشكل زائد.
ماذا يعني محول بقدرة 25 kVA؟
المحول الذي لديه سعة 25 kVA سيكون بالتالي وحدة صغيرة من حيث سعة الطاقة بسعة 25k VA (أي 25,000 فولت أمبير). لذا، فإن هذا يترجم إلى خرج يبلغ حوالي 20 kW من الطاقة المفيدة عند معامل القدرة 0.8. عند 240 فولت في الاتصال أحادي الطور، يعني أن هذه الوحدة تسحب حوالي 104 أمبير. بشكل عام، تُستخدم هذه النوعية من الوحدات في المحولات التوزيعية الصغيرة التي تُستخدم في تغذية عدد محدود من المنازل أو المزارع أو الأعمال الصغيرة.
ما حجم محول 1000 kVA؟
أبعاد ووزن المحول المصنف بقدرة 1000 kVA كبيرة، بمتوسط حوالي 2 متر في جميع الأبعاد. سيكون طول المحول المملوء بالزيت حوالي 1.8 – 2.1 متر، وعرضه 1.1 – 1.4 متر وارتفاعه 1.5 – 1.9 متر مما يجعل وزن مثل هذا المحول يتراوح بين حوالي 2800 كجم إلى 4000 كجم بما في ذلك الزيت. سيكون للمحول من النوع الجاف أبعاد ووزن مشابهين تقريبًا، يُقدّر أن يكون حوالي 1800 إلى 2500 كجم.
المراجع
- IEC — معايير المحولات الكهربائية IEC 60076
- IEEE — معايير المحولات C57 وأدلة التحميل
- NFPA — الكود الكهربائي الوطني، المادة 450 المحولات
- بوابة الهندسة الكهربائية — حسابات وحجم المحولات
- ويكيبيديا — نظرة عامة على المحولات والمحولات التوزيعية
الخاتمة
بمجرد أن تعرف أن الرقم الموجود على لوحة الاسم هو الطاقة الظاهرة التي يمكن أن تحملها الوحدة بأمان، ينفتح الموضوع بالكامل. محول kVA يتم تصنيفه بالكيلو فولت أمبير لأن هذا القياس يلتقط الحمل الكامل الذي تشعر به الملفات، وصيغة بسيطة تحول هذا التصنيف إلى أمبير، ويعني الحجم الجيد التخطيط للذروة مع وجود مساحة إضافية. سواء كان مشروعك يتطلب وحدة توزيع صغيرة أو محول محطة كبيرة، فإن شركة Subian Power تصنع كلا من المحولات من النوع الجاف والمغمورة بالزيت محولات kVA عبر النطاق الكامل ويمكن أن تساعدك في اختيار التصنيف المناسب لحملك. لحجم وحدة أو طلب عرض أسعار، اتصل بـ فريق الهندسة في شركة سوبين باور.