Se você é novo no mundo elétrico, poucos rótulos parecem mais confusos do que o que está preso ao lado de um transformador. Geralmente começa com um número e três letras: 25 kVA, 100 kVA, 1000 kVA. Esse número é a coisa mais importante sobre a unidade, mas quase ninguém explica o que realmente significa. Este guia corrige isso. Em linguagem simples, ele explica o que é um transformador kVA, o que o número kVA diz a você, como convertê-lo em amperes e como os engenheiros escolhem o tamanho certo. Ao final, a placa de identificação fará sentido e você será capaz de responder às perguntas que os iniciantes mais fazem.
Um copo de cerveja é uma boa analogia para entender a diferença entre kVA e kW. Neste caso, um copo cheio de cerveja simboliza a potência aparente, que é a classificação total de potência de um transformador. Por outro lado, a cerveja neste caso seria a potência real. A espuma repousa sobre a cerveja, ocupando um espaço no copo sem qualquer uso. Da mesma forma, é importante afirmar que o transformador é classificado em kVA em vez de kW porque o transformador precisa considerar todo o copo, incluindo a espuma.
O que é um transformador kVA?
A transformador kVA é referido como um transformador que indica sua capacidade de transportar potência medida em kVA. O kV significa quilo-voltagem-amperes, onde “quilo” significa mil e volt-amperes é uma unidade de potência elétrica referida como potência aparente pelos engenheiros. Por exemplo, um transformador de 100 kVA é eletricamente capaz de usar 100.000 volt-amperes a qualquer momento.
O transformador refere-se a uma máquina que converte eletricidade de uma voltagem para outra. Por exemplo, ele pode mudar a alta voltagem das linhas de energia em uma voltagem utilizável do edifício ou de baixa voltagem para alta voltagem para transmissão de longa distância. Sempre que a voltagem é alterada, deve-se notar que há um limite para a quantidade de corrente que o transformador pode transmitir. Esse limite é chamado de kVA.
É por isso que as pessoas costumam nomear transformadores pela sua capacidade. Quando um eletricista diz “precisamos de uma unidade de 500 kVA”, ele está descrevendo exatamente quanta potência o transformador deve transportar. O tamanho físico, o peso e o preço escalam com esse número.
O que kVA realmente significa?
Uma compreensão sólida de um transformador kVA requer uma compreensão dos três tipos de potência. Isso pode parecer complicado, então vamos ilustrar com um diagrama simples.
A potência aparente é definida como a potência total medida em kVA, que o transformador deve transportar.
A potência real é a parte útil da corrente medida em kW que realiza trabalho real. Aqui, pode-se pensar no motor em funcionamento ou em equipamentos de aquecimento.
Além disso, alguma potência é chamada de potência reativa e é medida em kVAR. É a parte da corrente que não realiza nenhum trabalho.
A conexão desses três tipos de potência é explicada pelo chamado fator de potência, que é um número que mede entre 0 e 1.
Em termos simples, a essência da fórmula é a seguinte: kW = kVA * fator de potência.
Se você tiver um transformador de 100 kVA operando a 0,8 de fator de potência, a potência útil fornecida pelo transformador será de 80 kW. O restante da potência será destinado à produção de potência reativa.
kVA vs kW: Por que os transformadores são classificados em kVA
Uma pergunta comum de quem compra transformadores pela primeira vez é: “Por que não classificamos simplesmente os transformadores em quilowatts como fazemos com aquecedores e motores?” A resposta a essa pergunta é simples. Transformadores geram calor com base na corrente que flui através de seus fios, bem como nas tensões envolvidas, independentemente do “uso” dessa energia.
Como o calor gerado depende da carga aplicada, os transformadores devem ser classificados pela sua potência aparente e não em quilowatts. Se você usar apenas quilowatts com um transformador para dimensioná-lo, correrá o risco de sobrecarregá-lo.
Como calcular amperes a partir de um transformador de kVA
Uma das perguntas mais frequentes feitas por novatos relaciona-se à capacidade de um transformador. O termo amp refere-se a amperes, que é a medida da corrente elétrica, e entender esse termo é crucial para determinar o tamanho dos cabos, disjuntores e painéis também. Felizmente, pode-se determinar a corrente uma vez que se conhece a tensão, uma vez que a corrente varia de acordo com o número de kVA e a tensão.
A fórmula para o cálculo da corrente no caso de um transformador monofásico é a seguinte:
Corrente = (kVA × 1000) ÷ Tensão
No caso de um transformador trifásico, que é utilizado na maioria das indústrias, aqui será necessário incluir um número constante 1,732 (a raiz quadrada de três) ao calcular a corrente.
O cálculo é o seguinte:
Corrente = (kVA × 1000) ÷ (Tensão × 1,732)
Aqui estão vários exemplos calculados para melhor compreensão:
Um transformador classificado em 25 kVA com fase única a uma tensão de 240 fornecerá cerca de 104 amperes.
Um transformador trifásico classificado em 100 kVA com tensão de 400 produzirá amperes próximos a 144.
Um transformador trifásico classificado em 1000 kVA com tensão de 480 produzirá 1203 amperes.
Pode-se notar que o número de kVA permanece o mesmo, mas os amperes são diferentes devido às diferenças de tensão, e essa tendência da relação entre corrente e tensão é um conceito chave.
VA, kVA e MVA: Compreendendo as Unidades
Pessoas que estão apenas começando muitas vezes ficam confusas com a unidade de medida relacionada à capacidade do transformador. Os vários termos referenciados têm todos o mesmo significado, que é que medem a potência aparente, mas descrevem simplesmente diferentes níveis.
A menor unidade de potência é VA (volt-ampere). A potência associada a um volt-ampere é uma quantidade mínima usada em transformadores de controle específicos.
A próxima unidade maior é kVA (quilovolt-ampere), que é igual a mil volt-amperes. Esta é a unidade de medida usada na maioria dos transformadores de distribuição, tornando o kVA a principal unidade de potência utilizada na indústria elétrica.
Então, há MVA (megavolt-ampere), que é igual a mil kilovolt-amperes, ou um milhão de volt-amperes. Esta unidade é usada apenas em transformadores extremamente grandes encontrados em subestações.
Isso significa que qualquer transformador com uma capacidade de-kVA pode ser escrito como MVA sem perder nenhum de seus significados. Depois de entender que esses termos apenas significam o número de zeros, determinar a capacidade do transformador não será difícil neste caso.
Tamanhos Comuns de Transformadores kVA e o que Eles Alimentam
Os transformadores são fabricados em uma série de tamanhos padrão, e a faixa geralmente corresponde ao que o transformador é usado.
Na faixa pequena que inclui um transformador de 25 kVA ou 50 kVA, você tem transformadores que podem fornecer energia para pequenos grupos de casas, fazendas, lojas ou instalações de controle.
A faixa média inclui classificações como transformadores de 100 kVA, transformadores de 250 kVA e transformadores de 500 kVA que são usados para fornecer áreas residenciais, edifícios comerciais, escolas e requisitos de indústria leve.
Para a grande faixa de transformadores, você pode considerar transformadores de 1000 kVA ou maiores, como no caso de um transformador de 1600 kVA, que pode ser usado diretamente para fábricas e grandes estabelecimentos.
Nesta categoria, a faixa muito grande inclui classificações como transformadores de 2000 kVA e acima que podem ser usados para atender indústrias pesadas e grandes requisitos de infraestrutura, incluindo enormes necessidades de distribuição de eletricidade.
Ao escolher um transformador, também é importante considerar as cargas futuras e não apenas os requisitos de carga atuais.
Como Escolher o Tamanho Certo do Transformador kVA
Escolher um transformador é um equilíbrio. Muito pequeno, e ele superaquecem, desarma e envelhece precocemente. Muito grande, e você desperdiça dinheiro e opera a unidade de forma ineficiente em carga leve. Os profissionais seguem algumas regras simples para obter dimensionamento de transformadores kVA certo.
- A primeira coisa que se precisa fazer é descobrir a carga real. É necessário calcular a capacidade total em kW para sistemas que serão alimentados por este transformador e convertê-la para kVA usando o fator de potência esperado.
Planeje não para a carga média, mas para a máxima. O consumo de eletricidade é um processo dinâmico, o que significa que haverá picos, como em um dia quente, quando todos usam seus condicionadores de ar em plena capacidade. O transformador deve estar preparado para esse tipo de situação de pico.
Siga a regra de 80 pct. O conselho geral é usar o transformador com capacidade de carga de no máximo 80 pct de sua classificação em kVA. Dessa forma, ele será capaz de acomodar o crescimento futuro da carga e picos de demanda súbitos sem superaquecer.
Pense à frente. Se houver razões para acreditar que os requisitos de carga aumentarão no futuro, então o próximo transformador padrão deve ser adquirido agora, em vez de ter que substituir o transformador mais tarde. 
Transformadores kVA do Tipo Seco vs Imersos em Óleo
O transformador kVA é dividido em dois tipos principais, que diferem no mecanismo de resfriamento e isolamento. O transformador do tipo seco usa ar para resfriamento e isolamento de resina sólida para o design, o que o torna uma opção segura para instalações internas, como edifícios residenciais, escritórios e túneis. Transformadores imersos em óleo usam óleo para isolamento e também para resfriar as partes do enrolamento. Este tipo de transformador funciona de forma mais eficiente em comparação com transformadores do tipo seco, o que lhe confere uma preferência em subestações externas.
Esses transformadores têm a mesma classificação, o que significa que um transformador de 1.000 kVA terá o mesmo kVA, independentemente de ser classificado como transformador do tipo seco ou imerso em óleo. Ao verificar as cotações recebidas, por favor, certifique-se de comparar o mesmo kVA.
Como Ler uma Placa de Identificação de Transformador kVA
Uma vez que o número de kVA esteja definido, as informações restantes tornam-se relativamente simples de compreender. A chapa de metal anexada ao lado de cada transformador kVA fornece algumas informações fundamentais que até mesmo novatos em kVA podem entender:
Potência nominal. Este é o número de kVA que agora fará sentido para você.
Classificações de tensão. Estas indicam o valor da tensão de entrada e a tensão de saída, respectivamente, por exemplo, 11.000 V / 400 V. Elas mostram quão longe a tensão é alterada para cima/para baixo.
Fase e frequência. Isso mostra se a unidade tem uma tensão monofásica ou trifásica e sua frequência de operação, 50 Hz ou 60 Hz, por exemplo.
Impedância. Isso geralmente é indicado como uma porcentagem e varia entre 4 e 6 por cento. Determina quão estável a tensão será e quanto de corrente de falha fluirá. Quanto menor a impedância, mais rígida será a tensão, mas maior será a corrente de falha.
Resfriamento e aumento de temperatura. Isso fornece uma série de códigos, incluindo ONAN para transformadores que trabalham com óleo.
Transformadores kVA Subian Power
A Jiangsu Subian Power Equipment Co., Ltd. é um fabricante chinês de alta tecnologia de transformadores de potência e distribuição com classificação de 110 kV e abaixo, juntamente com subestações pré-fabricadas e equipamentos de manobra de alta e baixa tensão. Fundada em 2019 em Xuzhou, na Província de Jiangsu, a Subian opera uma instalação de 30.000 metros quadrados e fornece equipamentos para serviços públicos, energia renovável, projetos industriais e de infraestrutura. Como constrói ambas as tecnologias internamente, a Subian pode fornecer o correto transformador kVA para quase qualquer carga e ambiente:
- Para aplicações internas e fechadas limpas e seguras contra incêndios, os transformadores secos da Subian incluem o transformador seco tipo SCB de resina epóxi de 6-10 kV e o transformador seco tipo SCBH de liga amorfa de 10 kV de baixa perda Para subestações externas e distribuição de utilidades, os.
- transformadores imersos em óleo da Subian transformador de distribuição imerso em óleo de 6-10 kV da Subian incluem o para um serviço confiável e de baixa perda. Em todas essas faixas, a Subian cobre os tamanhos pequeno, médio e grande.
descritos acima, e sua equipe de engenharia pode combinar a classificação em kVA, classe de tensão, tipo de resfriamento e invólucro ao seu projeto. Se você conhece sua carga, mas não seu tamanho, a equipe pode ajudá-lo a calcular o correto transformador kVA antes de solicitar uma cotação. dimensionamento de transformadores kVA Quantos amps um transformador de 2000 kVA suporta?.
Perguntas Frequentes
Isso depende da tensão. Com base na fórmula de cálculo do transformador trifásico, um transformador classificado em 2000 kVA fornece cerca de 2.406 amps na tensão de 480 V. É comum arredondar esse número para aproximadamente 2.400 amps. Em uma tensão mais baixa de 208V, esta unidade é capaz de mais de 5.500 amps, sendo que uma tensão mais baixa significa uma corrente mais alta, o que equivale à mesma quantidade de potência consumida. É importante entender que os engenheiros geralmente projetam a operação do transformador para ser aproximadamente 80% da capacidade máxima nominal, portanto, a corrente operacional será menor do que a alcançável.
O número correto pode variar de uma situação para outra e depende da demanda de potência de pico específica de cada casa, bem como de quantas outras casas estão usando energia ao mesmo tempo (o chamado fator de diversidade). Um.
Quantas casas um transformador de 100 kVA pode atender?
pode atender aproximadamente qualquer um dos seguintes tipos de casas: cerca de 5 grandes casas totalmente elétricas com carregadores de veículos elétricos, cerca de 14 casas de acordo com as diretrizes normais de planejamento de utilidades, ou 20-30 casas ou apartamentos normais com demanda leve. Portanto, a melhor solução é realizar um estudo de carga adequado que estime a demanda de pico, em vez de fazer uma suposição rápida sobre "casas por kVA", que é conhecido por contribuir para a sobrecarga do transformador. transformador de 100 kVA O que significa um transformador de 25 kVA?.
O que significa um transformador de 25 kVA?
Um transformador que tem uma capacidade de 25 kVA seria, portanto, uma unidade pequena em termos de capacidade de potência com 25 kVA (ou seja, 25.000 volt-amperes). Assim, isso se traduz em uma saída de cerca de 20 kW de potência útil com o fator de potência de 0,8. A 240 volts na conexão monofásica, isso significa que esta unidade consome cerca de 104 amperes. Geralmente, esse tipo de unidade é usado em transformadores de distribuição pequenos que são utilizados para alimentar um número limitado de casas, fazendas ou pequenos negócios.
Qual é o tamanho de um transformador de 1000 kVA?
As dimensões e o peso de um transformador classificado em 1000 kVA são significativos, com uma média de cerca de 2 metros em todas as dimensões. Um transformador típico preenchido com óleo mediria cerca de 1,8 – 2,1 metros de comprimento, 1,1 – 1,4 metros de largura e 1,5 – 1,9 metros de altura, fazendo com que o peso de tal transformador fique entre cerca de 2800 kg a 4000 kg, incluindo o óleo. Um transformador do tipo seco teria dimensões e peso quase semelhantes, estimados em cerca de 1800 a 2500 kg.
Referências
- IEC — Normas de Transformadores de Potência IEC 60076
- IEEE — Normas e Guias de Carga de Transformadores C57
- NFPA — Código Elétrico Nacional, Artigo 450 Transformadores
- Portal de Engenharia Elétrica — Dimensionamento e Cálculos de Transformadores
- Wikipedia — Visão Geral de Transformadores e Transformadores de Distribuição
Conclusão
Uma vez que você saiba que o número na placa de identificação é a potência aparente que a unidade pode suportar com segurança, todo o assunto se abre. Um transformador kVA é classificado em kVA porque essa medida captura a carga total que os enrolamentos sentem, uma fórmula simples transforma essa classificação em amperes, e um bom dimensionamento significa planejar para o pico com margem de segurança. Seja seu projeto exigindo uma unidade de distribuição pequena ou um grande transformador de subestação, a Subian Power fabrica tanto transformadores do tipo seco quanto imersos em óleo kVA em toda a faixa e pode ajudá-lo a escolher a classificação certa para sua carga. Para dimensionar uma unidade ou solicitar uma cotação, entre em contato com o equipe de engenharia da Subian Power.