Se sei nuovo nel mondo elettrico, poche etichette sembrano più confuse di quella fissata sul lato di un trasformatore. Di solito inizia con un numero e tre lettere: 25 kVA, 100 kVA, 1000 kVA. Quel numero è la cosa più importante dell'unità, eppure quasi nessuno spiega cosa significhi realmente. Questa guida risolve il problema. In linguaggio semplice, spiega cosa sia un trasformatore kVA, cosa ti dice il numero kVA, come convertirlo in ampere e come gli ingegneri scelgono la dimensione giusta. Alla fine, la targa avrà senso e sarai in grado di rispondere alle domande che i principianti pongono più spesso.
Un bicchiere di birra è una buona analogia per comprendere la differenza tra kVA e kW. In questo caso, un bicchiere di birra pieno simboleggia la potenza apparente, che è la potenza totale di un trasformatore. D'altra parte, la birra in questo caso sarebbe la potenza reale. La schiuma si trova sopra la birra, occupando parte dello spazio nel bicchiere senza alcun utilizzo. Allo stesso modo, è importante affermare che il trasformatore è valutato in kVA invece di kW perché il trasformatore deve tenere conto dell'intero bicchiere, compresa la schiuma.
Cos'è un trasformatore kVA?
A trasformatore kVA è definito come un trasformatore che indica la sua capacità di trasportare potenza misurata in kVA. Il kV sta per kilovolt-ampere, dove “kilo” significa mille e volt-ampere è un'unità di potenza elettrica definita come potenza apparente dagli ingegneri. Ad esempio, un trasformatore da 100 kVA è elettricamente in grado di utilizzare 100.000 volt-ampere in qualsiasi momento.
Il trasformatore si riferisce a una macchina che converte l'elettricità da una tensione a un'altra. Ad esempio, può cambiare l'alta tensione delle linee elettriche in una tensione utilizzabile dell'edificio o da bassa tensione a alta tensione per la trasmissione a lunga distanza. Ogni volta che la tensione è cambiata, è importante notare che c'è un limite alla quantità di corrente che il trasformatore può trasmettere. Questo limite è chiamato kVA.
Ecco perché le persone chiamano casualmente i trasformatori in base alla loro capacità. Quando un elettricista dice “abbiamo bisogno di un'unità da 500 kVA”, sta descrivendo esattamente quanta potenza il trasformatore deve trasportare. La dimensione fisica, il peso e il prezzo aumentano tutti con quel numero.
Cosa significa realmente kVA?
Una buona comprensione di un trasformatore kVA richiede una comprensione dei tre tipi di potenza. Questo potrebbe sembrare complicato, quindi lasciamolo illustrare con un semplice diagramma.
La potenza apparente è definita come la potenza totale misurata in kVA, che il trasformatore deve trasportare.
La potenza reale è la parte utile della corrente misurata in kW che svolge un lavoro effettivo. Qui, si può pensare al motore in funzione o all'attrezzatura di riscaldamento.
Inoltre, una parte della potenza è chiamata potenza reattiva ed è misurata in kVAR. È la parte della corrente che non svolge alcun lavoro.
La connessione di questi tre tipi di potenza è spiegata dal cosiddetto fattore di potenza, che è un numero che misura tra 0 e 1.
In termini semplici, l'essenza della formula è la seguente: kW = kVA * fattore di potenza.
Se hai un trasformatore da 100 kVA che lavora a un fattore di potenza di 0.8, la potenza utile fornita dal trasformatore sarà di 80 kW. Il resto della potenza andrà a produrre potenza reattiva.
kVA vs kW: Perché i trasformatori sono classificati in kVA
Una domanda comune da parte di chi acquista trasformatori per la prima volta è: “Perché non classifichiamo semplicemente i trasformatori in kilowatt come facciamo con i riscaldatori e i motori?” La risposta a questa domanda è semplice. I trasformatori generano calore in base alla corrente che scorre attraverso i loro fili e alle tensioni coinvolte, indipendentemente dal “utilizzo” di quell'energia.
Poiché il calore generato dipende dal carico applicato, i trasformatori dovrebbero essere classificati in base alla loro potenza apparente e non in kilowatt. Se utilizzi solo i kilowatt con un trasformatore per dimensionarlo, rischi di sovraccaricarlo.
Come calcolare gli ampere da un trasformatore kVA
Una delle domande più frequenti da parte dei principianti riguarda l'ampacità di un trasformatore. Il termine amp si riferisce agli ampere, che è la misura della corrente elettrica e comprendere questo termine è cruciale per determinare la dimensione dei cavi, degli interruttori e dei pannelli. Fortunatamente, si può determinare la corrente una volta che si conosce la tensione, poiché la corrente varia in base sia al numero di kVA che alla tensione.
La formula per il calcolo della corrente nel caso di un trasformatore monofase è la seguente:
Corrente = (kVA × 1000) ÷ Tensione
Nel caso di un trasformatore trifase, che è utilizzato nella maggior parte delle industrie, qui sarà necessario includere un numero costante 1.732 (la radice quadrata di tre) durante il calcolo della corrente.
Il calcolo è il seguente:
Corrente = (kVA × 1000) ÷ (Tensione × 1.732)
Ecco diversi esempi calcolati per una migliore comprensione:
Un trasformatore classificato a 25 kVA con monofase a tensione 240 fornirà circa 104 ampere.
Un trasformatore trifase classificato a 100 kVA con tensione di 400 produrrà ampere vicini a 144.
Un trasformatore trifase classificato a 1000 kVA con tensione di 480 produrrà 1203 ampere.
Si può notare che il numero di kVA rimane lo stesso ma gli ampere sono diversi a causa delle differenze di tensione e questa tendenza della relazione tra corrente e tensione è un concetto chiave.
VA, kVA e MVA: Comprendere le unità
Le persone che stanno appena iniziando sono spesso confuse dall'unità di misura riguardante la capacità del trasformatore. I vari termini citati hanno tutti lo stesso significato, ovvero misurano la potenza apparente, ma descrivono semplicemente livelli diversi.
L'unità di potenza più piccola è VA (volt-ampere). La potenza associata a un volt-ampere è una quantità minima utilizzata in trasformatori di controllo specifici.
L'unità successiva più grande è kVA (kilovolt-ampere), che è pari a mille volt-ampere. Questa è l'unità di misura utilizzata nella maggior parte dei trasformatori di distribuzione, rendendo il kVA l'unità principale di potenza utilizzata nell'industria elettrica.
Poi c'è l'MVA (megavolt-ampere), che è uguale a mille kilovolt-ampere, o un milione di volt-ampere. Questa unità è utilizzata solo nei trasformatori estremamente grandi presenti nelle sottostazioni.
Ciò significa che qualsiasi trasformatore con una capacità di-kVA può essere scritto come MVA senza perdere alcun significato. Dopo aver compreso che questi termini significano solo il numero di zeri, determinare la capacità del trasformatore non sarà difficile in questo caso.
Dimensioni comuni dei trasformatori kVA e cosa alimentano
I trasformatori sono realizzati in un numero di dimensioni standard, e l'intervallo corrisponde tipicamente a ciò per cui il trasformatore è utilizzato.
Nella gamma piccola che include un trasformatore da 25 kVA o 50 kVA, hai trasformatori che possono alimentare piccoli gruppi di case, fattorie, negozi o installazioni di controllo.
La gamma media include valutazioni come trasformatori da 100 kVA, trasformatori da 250 kVA e trasformatori da 500 kVA che vengono utilizzati per alimentare aree residenziali, edifici commerciali, scuole e requisiti di industria leggera.
Per la grande gamma di trasformatori, puoi considerare un trasformatore da 1000 kVA o più grande, come nel caso di un trasformatore da 1600 kVA, che può essere utilizzato direttamente per fabbriche e grandi stabilimenti.
In questa categoria, la gamma molto grande include valutazioni come trasformatori da 2000 kVA e superiori che possono essere utilizzati per soddisfare le esigenze delle industrie pesanti e dei requisiti infrastrutturali principali, comprese le enormi necessità di distribuzione di energia elettrica.
Nella scelta di un trasformatore, è anche importante considerare i carichi futuri e non solo i requisiti di carico attuali.
Come scegliere la giusta dimensione del trasformatore kVA
Scegliere un trasformatore è un equilibrio. Troppo piccolo, si surriscalda, scatta e invecchia precocemente. Troppo grande, si sprecano soldi e si fa funzionare l'unità in modo inefficiente a carico leggero. I professionisti seguono alcune semplici regole per ottenere dimensionamento del trasformatore kVA giusto.
- La prima cosa da fare è scoprire il carico effettivo. È necessario calcolare la capacità totale in kW per i sistemi che saranno alimentati da questo trasformatore e convertirla in kVA utilizzando il fattore di potenza previsto.
Pianifica non per il carico medio, ma per quello massimo. Il consumo di elettricità è un processo dinamico, il che significa che ci saranno picchi come quello in una giornata calda quando tutti utilizzano i loro condizionatori d'aria al massimo. Il trasformatore deve essere preparato per questo tipo di situazioni di picco.
Attieniti alla regola dell'80%. Il consiglio generale è di utilizzare il trasformatore con una capacità di carico non superiore all'80% della sua valutazione kVA. In questo modo sarà in grado di accogliere la crescita futura del carico e i picchi di domanda improvvisi senza surriscaldarsi.
Pensa in anticipo. Se ci sono motivi per credere che i requisiti di carico aumenteranno in futuro, allora il prossimo trasformatore standard dovrebbe essere acquistato ora invece di dover sostituire il trasformatore in seguito. 
Trasformatori kVA a secco vs a immersione in olio
Il trasformatore kVA è suddiviso in due tipi principali, che differiscono nel meccanismo di raffreddamento e isolamento. Il trasformatore a secco utilizza l'aria per il raffreddamento e l'isolamento in resina solida per il design, il che lo rende un'opzione sicura per installazioni interne come edifici residenziali, uffici e tunnel. I trasformatori a immersione in olio utilizzano olio per l'isolamento e anche per raffreddare le parti della bobina. Questo tipo di trasformatore funziona in modo più efficiente rispetto ai trasformatori a secco, il che lo rende preferito nelle sottostazioni all'aperto.
Questi trasformatori hanno la stessa valutazione, il che significa che un trasformatore da 1.000 kVA avrà lo stesso kVA indipendentemente dal fatto che sia classificato come trasformatore a secco o a immersione in olio. Quando controlli i preventivi ricevuti, assicurati di confrontare lo stesso kVA.
Come leggere una targhetta di un trasformatore kVA
Una volta che il numero kVA è in posizione, le informazioni rimanenti diventano relativamente semplici da comprendere. Il foglio metallico attaccato al lato di ogni trasformatore kVA fornisce alcune informazioni fondamentali che anche i neofiti del kVA possono comprendere:
Potenza nominale. Questo è il numero kVA che ora avrà senso per te.
Valutazioni di tensione. Queste indicano il valore della tensione di ingresso e della tensione di uscita rispettivamente, ad esempio 11.000 V / 400 V. Mostrano quanto viene modificata la tensione.
Fase e frequenza. Questo mostra se l'unità ha una tensione monofase o trifase e la sua frequenza operativa, 50 Hz o 60 Hz ad esempio.
Impedenza. Questo è solitamente indicato come una percentuale e varia tra il 4 e il 6 percento. Determina quanto sarà stabile la tensione e quanto corrente di guasto fluirà. Più bassa è l'impedenza, più rigida sarà la tensione, ma maggiore sarà la corrente di guasto.
Raffreddamento e aumento della temperatura. Questo ti fornisce un numero di codici tra cui ONAN per i trasformatori che lavorano con olio.
Trasformatori kVA Subian Power
Jiangsu Subian Power Equipment Co., Ltd. è un produttore cinese ad alta tecnologia di trasformatori di potenza e distribuzione con una potenza nominale di 110 kV e inferiore, insieme a sottostazioni prefabbricate e quadri elettrici ad alta e bassa tensione. Fondata nel 2019 a Xuzhou, nella provincia di Jiangsu, Subian gestisce un impianto di 30.000 metri quadrati e fornisce attrezzature per utility, energie rinnovabili, progetti industriali e infrastrutturali. Poiché costruisce entrambe le tecnologie internamente, Subian può fornire la giusta trasformatore kVA per quasi qualsiasi carico e ambiente:
- Per applicazioni interne e chiuse, sicure contro gli incendi, i trasformatori dry-type di Subian includono il trasformatore asciutto in resina epossidica SCB da 6-10 kV e il trasformatore asciutto in lega amorfa SCBH da 10 kV a bassa perdita Per sottostazioni all'aperto e distribuzione di utility, i.
- trasformatori immersi in olio di Subian trasformatore di distribuzione immerso in olio da 6-10 kV di Subian includono il per un servizio affidabile e a bassa perdita. In queste gamme, Subian copre le dimensioni piccole, medie e grandi.
descritte sopra, e il suo team di ingegneri può abbinare la potenza kVA, la classe di tensione, il tipo di raffreddamento e l'involucro al tuo progetto. Se conosci il tuo carico ma non la tua dimensione, il team può aiutarti a calcolare il corretto trasformatore kVA prima di richiedere un preventivo. dimensionamento del trasformatore kVA Quanti ampere è in grado di gestire un trasformatore da 2000 kVA?.
Domande frequenti
Dipende dalla tensione. Basato sulla formula di calcolo del trasformatore trifase, un trasformatore con potenza nominale di 2000 kVA eroga circa 2.406 ampere alla tensione di 480 V. È consuetudine arrotondare questa cifra a circa 2.400 ampere. A una tensione inferiore di 208V, questa unità è in grado di oltre 5.500 ampere, il motivo è che una tensione inferiore significa corrente più alta, che equivale alla stessa quantità di potenza consumata. È importante capire che gli ingegneri di solito progettano l'operazione del trasformatore che è circa 80% della capacità massima nominale, quindi la corrente operativa sarà inferiore a quella raggiungibile.
Il numero corretto può variare da una situazione all'altra e dipendere dalla specifica domanda di potenza di picco di ciascuna casa, così come da quante altre case stanno utilizzando energia nello stesso momento (il cosiddetto fattore di diversità). Un.
Quante case può gestire un trasformatore da 100 kVA?
può servire circa uno dei seguenti tipi di case: circa 5 grandi case completamente elettriche con caricabatterie per veicoli elettrici, circa 14 case in linea con le linee guida di pianificazione delle utility normali, o 20-30 case o appartamenti normali con una domanda leggera. Pertanto, la soluzione migliore è eseguire uno studio di carico adeguato che stimi la domanda di picco piuttosto che fare una rapida stima su "case per kVA", che è noto contribuire al sovraccarico del trasformatore. trasformatore da 100 kVA Cosa significa un trasformatore da 25 kVA?.
Cosa significa un trasformatore da 25 kVA?
Un trasformatore che ha una capacità di 25 kVA sarebbe quindi una piccola unità in termini di capacità di potenza con 25 kVA (cioè, 25.000 volt-ampere). Quindi, questo si traduce in un'uscita di circa 20 kW di potenza utile con un fattore di potenza di 0,8. A 240 volt nella connessione monofase, questo significa che questa unità assorbe circa 104 ampere. Generalmente, questo tipo di unità è utilizzato in piccoli trasformatori di distribuzione che servono un numero limitato di case, fattorie o piccole imprese.
Quanto è grande un trasformatore da 1000 kVA?
Le dimensioni e il peso di un trasformatore con una potenza nominale di 1000 kVA sono significativi, con una media di circa 2 metri in tutte le dimensioni. Un trasformatore tipico riempito d'olio misurerebbe circa 1,8 – 2,1 metri di lunghezza, 1,1 – 1,4 metri di larghezza e 1,5 – 1,9 metri di altezza, con un peso di tale trasformatore compreso tra circa 2800 kg e 4000 kg, incluso l'olio. Un trasformatore di tipo secco avrebbe dimensioni e peso quasi simili, stimati intorno a 1800-2500 kg.
Riferimenti
- IEC — Norme sui Trasformatori di Potenza IEC 60076
- IEEE — Norme e Guide di Carico C57 per Trasformatori
- NFPA — Codice Elettrico Nazionale, Articolo 450 Trasformatori
- Electrical Engineering Portal — Dimensionamento e Calcoli dei Trasformatori
- Wikipedia — Panoramica sui Trasformatori e Trasformatori di Distribuzione
Conclusione
Una volta che sai che il numero sulla targhetta è la potenza apparente che l'unità può trasportare in sicurezza, l'intero argomento si apre. Un trasformatore kVA è classificato in kVA perché quella misura cattura il carico totale che le avvolgiture percepiscono, una formula semplice trasforma quella classificazione in ampere, e un buon dimensionamento significa pianificare per il picco con margine di sicurezza. Che il tuo progetto richieda un'unità di distribuzione piccola o un grande trasformatore di sottostazione, Subian Power costruisce sia trasformatori di tipo secco che immersi nell'olio kVA su tutta la gamma e può aiutarti a scegliere la classificazione giusta per il tuo carico. Per dimensionare un'unità o richiedere un preventivo, contatta il team di ingegneria di Subian Power.