Wenn Sie neu in der elektrischen Welt sind, sehen wenige Etiketten verwirrender aus als das, das an der Seite eines Transformators befestigt ist. Es beginnt normalerweise mit einer Zahl und drei Buchstaben: 25 kVA, 100 kVA, 1000 kVA. Diese Zahl ist das Wichtigste an der Einheit, doch fast niemand erklärt, was sie tatsächlich bedeutet. Dieser Leitfaden behebt das. In einfacher Sprache erklärt was ein kVA-Transformator ist, was die kVA-Zahl Ihnen sagt, wie man sie in Ampere umwandelt und wie Ingenieure die richtige Größe auswählen. Am Ende wird das Typenschild Sinn machen, und Sie werden in der Lage sein, die Fragen zu beantworten, die Anfänger am häufigsten stellen.
Ein Glas Bier ist eine gute Analogie, um den Unterschied zwischen kVA und kW zu verstehen. In diesem Fall symbolisiert ein volles Glas Bier die Scheinleistung, die die gesamte Leistungsbewertung eines Transformators darstellt. Andererseits wäre das Bier in diesem Fall die Wirkleistung. Der Schaum ruht oben auf dem Bier, das einen Teil des Raums im Glas einnimmt, ohne nützlich zu sein. In ähnlicher Weise ist es wichtig zu erwähnen, dass Transformatoren in kVA und nicht in kW bewertet werden, da der Transformator das gesamte Glas einschließlich des Schaums berücksichtigen muss.
Was ist ein kVA-Transformator?
A kVA-Transformator wird als Transformator bezeichnet, der seine Fähigkeit anzeigt, Leistung zu tragen, die in kVA gemessen wird. Das kV steht für Kilo-Volt-Ampere, wobei “kilo” tausend bedeutet und Volt-Ampere eine Einheit elektrischer Leistung ist, die von Ingenieuren als Scheinleistung bezeichnet wird. Zum Beispiel ist ein 100 kVA-Transformator elektrisch in der Lage, jederzeit 100.000 Volt-Ampere zu nutzen.
Der Transformator bezieht sich auf eine Maschine, die Elektrizität von einer Spannung in eine andere umwandelt. Zum Beispiel kann er die Hochspannung von den Stromleitungen in eine nutzbare Spannung des Gebäudes oder von Niederspannung in Hochspannung für die Fernübertragung umwandeln. Wann immer die Spannung geändert wurde, sollte beachtet werden, dass es eine Grenze für die Menge an Strom gibt, die der Transformator übertragen kann. Diese Grenze wird als kVA bezeichnet.
Deshalb nennen die Leute Transformatoren umgangssprachlich nach ihrer Kapazität. Wenn ein Elektriker sagt: “Wir brauchen eine 500 kVA-Einheit”, beschreibt er genau, wie viel Leistung der Transformator tragen muss. Die physische Größe, das Gewicht und der Preis skalieren alle mit dieser Zahl.
Was bedeutet kVA tatsächlich?
Ein grundlegendes Verständnis eines kVA-Transformators erfordert ein Verständnis der drei Arten von Leistung. Das mag kompliziert klingen, daher soll es mit einem einfachen Diagramm veranschaulicht werden.
Scheinleistung wird als die gesamte in kVA gemessene Leistung definiert, die der Transformator tragen muss.
Wirkleistung ist der nützliche Teil des Stroms, der in kW gemessen wird und tatsächlich Arbeit verrichtet. Hier kann man an den laufenden Motor oder Heizgeräte denken.
Außerdem wird ein Teil der Leistung als Blindleistung bezeichnet und in kVAR gemessen. Es ist der Teil des Stroms, der keine Arbeit verrichtet.
Die Verbindung dieser drei Arten von Leistung wird durch den sogenannten Leistungsfaktor erklärt, der eine Zahl ist, die zwischen 0 und 1 misst.
In einfachen Worten, die Essenz der Formel ist wie folgt: kW = kVA * Leistungsfaktor.
Wenn Sie einen 100 kVA Transformator haben, der mit einem Leistungsfaktor von 0,8 arbeitet, wird die nützliche Leistung, die vom Transformator bereitgestellt wird, 80 kW betragen. Der Rest der Leistung wird zur Erzeugung von Blindleistung verwendet.
kVA vs kW: Warum Transformatoren in kVA bewertet werden
Eine häufige Frage von Personen, die zum ersten Mal Transformatoren kaufen, ist: “Warum bewerten wir Transformatoren nicht einfach in Kilowatt, wie wir es bei Heizgeräten und Motoren tun?” Die Antwort auf diese Frage ist einfach. Transformatoren erzeugen Wärme basierend auf dem Strom, der durch ihre Drähte fließt, sowie auf den beteiligten Spannungen, unabhängig von der “Nutzung” dieser Energie.
Da die erzeugte Wärme von der angewandten Last abhängt, sollten Transformatoren nach ihrer Scheinleistung und nicht in Kilowatt bewertet werden. Wenn Sie nur Kilowatt verwenden, um einen Transformator zu dimensionieren, riskieren Sie eine Überlastung.
So berechnen Sie Amperes aus einem kVA Transformator
Eine der häufigsten Fragen von Anfängern bezieht sich auf die Amperefähigkeit eines Transformators. Der Begriff Ampere bezieht sich auf Amperes, was das Maß für den elektrischen Strom ist, und das Verständnis dieses Begriffs ist entscheidend für die Bestimmung der Kabelgröße, der Sicherungen und der Schaltschränke. Glücklicherweise kann man den Strom bestimmen, sobald man die Spannung kennt, da der Strom je nach kVA-Zahl und Spannung variiert.
Die Formel zur Berechnung des Stroms im Fall eines einphasigen Transformators lautet wie folgt:
Strom = (kVA × 1000) ÷ Spannung
Im Fall eines dreiphasigen Transformators, der in den meisten Industrien verwendet wird, muss man eine konstante Zahl von 1,732 (die Quadratwurzel von drei) in die Berechnung des Stroms einbeziehen.
Die Berechnung lautet wie folgt:
Strom = (kVA × 1000) ÷ (Spannung × 1,732)
Hier sind mehrere berechnete Beispiele für ein besseres Verständnis:
Ein Transformator mit einer Nennleistung von 25 kVA mit einphasiger Spannung von 240 wird etwa 104 Amperes liefern.
Ein dreiphasiger Transformator mit einer Nennleistung von 100 kVA und einer Spannung von 400 wird etwa 144 Amperes erzeugen.
Ein dreiphasiger Transformator mit einer Nennleistung von 1000 kVA und einer Spannung von 480 wird 1203 Amperes erzeugen.
Es kann festgestellt werden, dass die kVA-Zahl gleich bleibt, aber die Amperes unterschiedlich sind aufgrund der Unterschiede in der Spannung, und diese Tendenz der Beziehung zwischen Strom und Spannung ist ein Schlüsselkonzept.
VA, kVA und MVA: Die Einheiten verstehen
Menschen, die gerade erst anfangen, sind oft verwirrt über die Maßeinheit bezüglich der Transformatorleistung. Die verschiedenen genannten Begriffe haben alle die gleiche Bedeutung, nämlich dass sie die Scheinleistung messen, beschreiben jedoch einfach unterschiedliche Ebenen.
Die kleinste Einheit der Leistung ist VA (Volt-Ampere). Die Leistung, die mit einem Volt-Ampere verbunden ist, ist eine minimale Menge, die in bestimmten Steuertransformatoren verwendet wird.
Die nächstgrößere Einheit ist kVA (Kilovolt-Ampere), die gleich eintausend Volt-Ampere ist. Dies ist die Maßeinheit, die in den meisten Verteilungstransformatoren verwendet wird, wodurch kVA die Hauptleistungseinheit in der Elektroindustrie ist.
Dann gibt es MVA (Megavolt-Ampere), das gleich einer tausend Kilovolt-Ampere oder einer Million Volt-Ampere ist. Diese Einheit wird nur in den extrem großen Transformatoren verwendet, die in Umspannwerken zu finden sind.
Das bedeutet, dass jeder Transformator mit einer Kapazität von-kVA als MVA geschrieben werden kann, ohne dass es an Bedeutung verliert. Nachdem man verstanden hat, dass diese Begriffe nur die Anzahl der Nullen signalisieren, wird es in diesem Fall nicht schwer sein, die Kapazität des Transformators zu bestimmen.
Häufige kVA Transformatorgrößen und was sie antreiben
Transformatoren werden in einer Reihe von Standardgrößen hergestellt, und das Sortiment entspricht typischerweise dem, wofür der Transformator verwendet wird.
Im kleinen Bereich, der einen 25 kVA Transformator oder 50 kVA umfasst, haben Sie Transformatoren, die kleine Gruppen von Haushalten, Bauernhöfen, Geschäften oder Steuerinstallationen versorgen können.
Der Mittelbereich umfasst Bewertungen wie 100 kVA Transformatoren, 250 kVA Transformatoren und 500 kVA Transformatoren, die zur Versorgung von Wohngebieten, Gewerbegebäuden, Schulen und Anforderungen der Leichtindustrie verwendet werden.
Für den großen Bereich von Transformatoren können Sie 1000 kVA Transformatoren oder größer nehmen, wie im Fall von 1600 kVA Transformatoren, die direkt für Fabriken und solche großen Einrichtungen verwendet werden können.
In dieser Kategorie umfasst der sehr große Bereich Bewertungen wie 2000 kVA Transformatoren und darüber, die zur Versorgung von Schwerindustrien und großen Infrastrukturanforderungen, einschließlich enormen Elektrizitätsverteilungsbedarfs, verwendet werden können.
Bei der Auswahl eines Transformators ist es auch wichtig, zukünftige Lasten zu berücksichtigen und nicht nur die aktuellen Lastanforderungen.
Wie man die richtige kVA Transformatorgröße wählt
Die Wahl eines Transformators ist ein Balanceakt. Zu klein, und er überhitzt, löst aus und altert frühzeitig. Zu groß, und Sie verschwenden Geld und betreiben das Gerät ineffizient bei leichter Last. Fachleute befolgen einige einfache Regeln, um zu erhalten kVA transformer sizing right.
- The first thing one needs to do is to find out the actual load. One needs to calculate the total capacity in kW for systems that will be powered by this transformer and convert it to kVA using expected power factor.
Plan not for the average load, but the maximum one. Electricity consumption is a dynamic process meaning that there will be peaks like that one on a hot day when everyone uses their air-conditioners at full speed. The transformer must be prepared for such kind of peak situations.
Stick to the 80 pct rule. The general advice is to use the transformer with loading capacity of no more than 80 pct of its kVA rating. This way it will be able to accommodate future load growth and sudden demand spikes without overheating.
Think ahead. If there are reasons to believe that the load requirements will increase in the future, then the next standard transformer should be purchased now instead of having to replace the transformer later. 
Dry-Type vs Oil-Immersed kVA Transformers
The kVA transformer is divided into two major types, which differ in the cooling and insulation mechanism. The dry-type transformer uses air for cooling and solid resin insulation for the design, which makes it a safe option for indoor installations such as residential buildings, offices, and tunnels. Oil-immersed transformers use oil for insulation and also to cool coil portions. This type of transformer works more efficiently compared to dry-type transformers, which gives it a preference in outdoor substations.
These transformers have same rating, meaning a 1,000 kVA transformer will have the same kVA regardless it is classified as the dry-type or the oil-immersed transformer. When checking the received quotes, please, ensure you compare the same kVA.
How to Read a kVA Transformer Nameplate
Once the kVA number is in place, the remaining information becomes relatively simple to comprehend. The metal sheet attached to the side of every kVA transformer gives some fundamental information that even kVA novices can understand:
Rated power. This is the kVA number that will now make sense to you.
Voltage ratings. These indicate the input voltage value and output voltage respectively, e.g. 11,000 V / 400 V. They show how far down/up the voltage is changed.
Phase and frequency. This shows whether the unit has a single-phase or three-phase voltage and its operating frequency, 50 Hz or 60 Hz for example.
Impedance. This is usually indicated as a percentage and varies between 4 and 6 percent. It determines how steady the voltage is going to be and how much fault current is going to flow. The lower the impedance is, the stiffer the voltage is going to be, but the greater fault current is going to be.
Cooling and temperature rise. This gives you a number of codes including ONAN for transformers working with oil.
Subian Power kVA Transformers
Jiangsu Subian Power Equipment Co., Ltd. is a Chinese high-tech manufacturer of power and distribution transformers rated 110 kV and below, along with prefabricated substations and high- and low-voltage switchgear. Founded in 2019 in Xuzhou, Jiangsu Province, Subian operates a 30,000-square-meter facility and supplies equipment for utilities, renewable energy, industrial, and infrastructure projects. Because it builds both technologies in-house, Subian can supply the right kVA-Transformator for almost any load and environment:
- For clean, fire-safe indoor and enclosed applications, Subian’s Trockentransformatoren include the 6-10 kV SCB epoxy resin cast dry-type transformer and the low-loss 10 kV SCBH amorphous alloy dry-type transformer.
- For outdoor substations and utility distribution, Subian’s oil-immersed transformers include the 6-10 kV oil-immersed distribution transformer for reliable, low-loss service.
Across these ranges, Subian covers the small, medium, and large kVA-Transformator sizes described above, and its engineering team can match the kVA rating, voltage class, cooling type, and enclosure to your project. If you know your load but not your size, the team can help you calculate the correct kVA transformer sizing before you request a quotation.
Häufig gestellte Fragen
How many amps is a 2000 kVA transformer good for?
It is contingent upon the voltage. Based on the three-phase transformer calculative formula, a transformer rated at 2000 kVA delivers around 2,406 amps at the voltage of 480 V. It is customary to round this figure to approximately 2,400 amps. At a lower voltage of 208V, this unit is capable of over 5,500 amps, the reason being that lower voltage means higher current which equals to the same amount of power consumed. It is important to understand that engineers usually design transformer operation which is approximately 80% of the maximum rated capacity, thus the operational current will be lower than the achievable one.
Wie viele Häuser kann ein 100 kVA Transformator versorgen?
The correct number may differ from one situation to another and depend on the specific peak power demand of each house as well as how many other homes are using power in the same moment (the so-called diversity factor). A 100 kVA Transformator can service approximately any of the following types of homes: about 5 large all-electric homes with EV chargers, about 14 homes in line with normal utility planning guidelines, or 20-30 normal homes or apartments with light demand. Therefore, the best solution is to perform a proper load study that estimates the peak demand rather than make a quick guess about “houses per kVA,” which is known to contribute to transformer overload.
What does a 25 kVA transformer mean?
A transformer that has a capacity of 25 kVA would thus be a small unit in terms of power capacity with a 25k VA (that is, 25,000-volt amps). So, this translates into an output of around 20 kW of useful power at the power factor of 0.8. At 240 volts in the single-phase connection, this means that this unit draws around 104 amps. Generall, this kind of unit is used in small distribution transformers that are used in feeding a limited number of houses, farms, or small businesses.
How big is a 1000 kVA transformer?
The dimensions and weight of a transformer rated at 1000 kVA are significant, at an average of around 2 meters in all dimensions. A typical oil filled transformer would measure around 1.8 – 2.1 meters in length, 1.1 – 1.4 meters in width and 1.5 – 1.9 meters in height making the weight of such a transformer to be between about 2800 kg to 4000 kg including the oil. A dry type transformer would have almost similar dimensions and weight, estimated to be around 1800 to 2500 kgs.
Referenzen
- IEC — IEC 60076 Power Transformer Standards
- IEEE — C57 Transformer Standards and Loading Guides
- NFPA — National Electrical Code, Article 450 Transformers
- Electrical Engineering Portal — Transformer Sizing and Calculations
- Wikipedia — Transformer and Distribution Transformer Overview
Fazit
Once you know that the number on the nameplate is the apparent power the unit can safely carry, the whole subject opens up. A kVA-Transformator is rated in kVA because that measure captures the full load the windings feel, a simple formula turns that rating into amps, and good sizing means planning for the peak with room to spare. Whether your project calls for a small distribution unit or a large substation transformer, Subian Power builds both dry-type and oil-immersed kVA transformers across the full range and can help you choose the right rating for your load. To size a unit or request a quotation, contact the Ingenieurteam von Subian Power.