Если вы новичок в электрическом мире, немногие ярлыки выглядят более запутанными, чем тот, что прикреплен к боковой стороне трансформатора. Обычно он начинается с числа и трех букв: 25 kVA, 100 kVA, 1000 kVA. Это число является самым важным аспектом устройства, однако почти никто не объясняет, что оно на самом деле означает. Этот гид исправляет это. На простом языке он объясняет что такое трансформатор kVA, что означает число kVA, как преобразовать его в амперы и как инженеры выбирают правильный размер. В конце, табличка с данными станет понятной, и вы сможете ответить на вопросы, которые чаще всего задают новички.
Стакан пива является хорошей аналогией для понимания разницы между kVA и kW. В этом случае полный стакан пива символизирует видимую мощность, которая является общей мощностью трансформатора. С другой стороны, пиво в этом случае будет реальной мощностью. Пена лежит на поверхности пива, занимая часть пространства в стакане без какой-либо пользы. Таким же образом важно отметить, что трансформатор оценивается в kVA, а не в kW, потому что трансформатор должен учитывать весь стакан, включая пену.
Что такое трансформатор kVA?
A трансформатор kVA обозначается как трансформатор, указывающий на его способность передавать мощность, измеряемую в kVA. kV означает киловольт-ампер, где “кило” означает тысячу, а вольт-ампер — это единица электрической мощности, которую инженеры называют видимой мощностью. Например, трансформатор на 100 kVA электрически способен использовать 100,000 вольт-ампер в любое время.
Трансформатор — это машина, которая преобразует электричество с одного напряжения на другое. Например, он может преобразовать высокое напряжение от линий электропередачи в используемое напряжение здания или с низкого напряжения на высокое для передачи на большие расстояния. Каждый раз, когда напряжение изменяется, следует отметить, что существует предел количества тока, который трансформатор может передавать. Этот предел называется kVA.
Вот почему люди неформально называют трансформаторы по их мощности. Когда электрик говорит: “нам нужен блок на 500 kVA”, он точно описывает, сколько мощности трансформатор должен передавать. Физический размер, вес и цена все пропорциональны этому числу.
Что на самом деле означает kVA?
Для правильного понимания трансформатора kVA необходимо понимать три типа мощности. Это может показаться сложным, поэтому давайте проиллюстрируем это простой диаграммой.
Видимая мощность определяется как общая мощность, измеряемая в kVA, которую трансформатор должен передавать.
Реальная мощность — это полезная часть тока, измеряемая в kW, которая выполняет фактическую работу. Здесь можно подумать о работающем двигателе или отопительном оборудовании.
Также существует часть мощности, называемая реактивной мощностью, и она измеряется в kVAR. Это часть тока, которая не выполняет никакой работы.
Связь этих трех видов мощности объясняется так называемым коэффициентом мощности, который является числом, измеряющимся от 0 до 1.
Проще говоря, суть формулы такова: kW = kVA * коэффициент мощности.
Если у вас есть трансформатор на 100 kVA работающий при коэффициенте мощности 0.8, полезная мощность, предоставляемая трансформатором, составит 80 kW. Остальная часть мощности будет использоваться для производства реактивной мощности.
kVA против kW: Почему трансформаторы оцениваются в kVA
Часто задаваемый вопрос от тех, кто впервые покупает трансформаторы: “Почему мы не оцениваем трансформаторы в киловаттах, как это делаем с обогревателями и моторами?” Ответ на этот вопрос прост. Трансформаторы генерируют тепло в зависимости от тока, протекающего через их провода, а также от напряжений, независимо от “использования” этой энергии.
Поскольку генерируемое тепло зависит от приложенной нагрузки, трансформаторы должны оцениваться по их видимой мощности, а не в киловаттах. Если вы будете использовать только киловатты для определения размера трансформатора, вы рискуете перегрузить его.
Как рассчитать амперы от трансформатора на kVA
Один из самых часто задаваемых вопросов новичков касается проводимости трансформатора. Термин ампер относится к амперам, которые являются мерой электрического тока, и понимание этого термина имеет решающее значение для определения размера кабеля, автоматов и панелей. К счастью, можно определить ток, как только известно напряжение, поскольку ток варьируется в зависимости как от числа kVA, так и от напряжения.
Формула для расчета тока в случае однофазного трансформатора выглядит следующим образом:
Ток = (kVA × 1000) ÷ Напряжение
В случае трехфазного трансформатора, который используется в большинстве отраслей, здесь необходимо включить постоянное число 1.732 (квадратный корень из трех) при расчете тока.
Расчет выглядит следующим образом:
Ток = (kVA × 1000) ÷ (Напряжение × 1.732)
Вот несколько расчетных примеров для лучшего понимания:
Трансформатор мощностью 25 kVA с однофазным напряжением 240 даст около 104 ампер.
Трехфазный трансформатор мощностью 100 kVA с напряжением 400 произведет ток около 144 ампер.
Трехфазный трансформатор мощностью 1000 kVA с напряжением 480 произведет 1203 ампера.
Можно заметить, что число kVA остается прежним, но амперы различаются из-за различий в напряжении, и эта тенденция взаимосвязи тока и напряжения является ключевым понятием.
VA, kVA и MVA: Понимание единиц измерения
Люди, которые только начинают, часто путаются в единицах измерения, касающихся мощности трансформатора. Различные упоминаемые термины имеют одно и то же значение, а именно, что они измеряют видимую мощность, но просто описывают разные уровни.
Наименьшая единица мощности — это VA (вольт-ампер). Мощность, связанная с вольт-ампером, является минимальным количеством, используемым в специфических управляемых трансформаторах.
Следующая большая единица — это kVA (киловольт-ампер), которая равна одной тысяче вольт-ампер. Это единица измерения, используемая в большинстве распределительных трансформаторов, что делает kVA основной единицей мощности, используемой в электрической промышленности.
Затем есть MVA (мегавольт-ампер), который равен одной тысяче киловольт-ампер или одному миллиону вольт-ампер. Эта единица используется только в очень больших трансформаторах, которые находятся на подстанциях.
Это означает, что любой трансформатор с мощностью в kVA можно записать как MVA, не теряя при этом никакого смысла. Поняв, что эти термины лишь обозначают количество нулей, определить мощность трансформатора в этом случае не составит труда.
Общие размеры трансформаторов kVA и то, что они питают
Трансформаторы изготавливаются в ряде стандартных размеров, и диапазон обычно соответствует тому, для чего используется трансформатор.
В малом диапазоне, который включает трансформатор на 25 kVA или 50 kVA, есть трансформаторы, которые могут обеспечивать небольшие группы домов, фермерских хозяйств, магазинов или контрольных установок.
Средний диапазон включает такие номиналы, как трансформаторы на 100 kVA, 250 kVA и 500 kVA, которые используются для питания жилых районов, коммерческих зданий, школ и легкой промышленности.
Для большого диапазона трансформаторов можно взять трансформатор на 1000 kVA или больше, как в случае трансформатора на 1600 kVA, который может использоваться непосредственно для фабрик и подобных крупных предприятий.
В этой категории очень большой диапазон включает такие номиналы, как трансформаторы на 2000 kVA и выше, которые могут использоваться для обеспечения тяжелой промышленности и крупных инфраструктурных потребностей, включая огромные потребности в распределении электроэнергии.
При выборе трансформатора также важно учитывать будущие нагрузки, а не только текущие требования к нагрузке.
Как выбрать правильный размер трансформатора kVA
Выбор трансформатора — это баланс. Слишком маленький — он перегревается, срабатывает и быстро выходит из строя. Слишком большой — вы тратите деньги и работаете с устройством неэффективно при легкой нагрузке. Профессионалы следуют нескольким простым правилам, чтобы получить Размеры трансформаторов кВА правильно.
- Первое, что нужно сделать, это выяснить фактическую нагрузку. Необходимо рассчитать общую мощность в кВт для систем, которые будут питаться от этого трансформатора, и преобразовать её в кВА, используя ожидаемый коэффициент мощности.
Планируйте не для средней нагрузки, а для максимальной. Потребление электроэнергии — это динамический процесс, что означает, что будут пики, например, в жаркий день, когда все используют свои кондиционеры на полную мощность. Трансформатор должен быть готов к таким пиковым ситуациям.
Придерживайтесь правила 80%. Общий совет — использовать трансформатор с загрузочной мощностью не более 80% от его номинала кВА. Таким образом, он сможет учесть будущий рост нагрузки и внезапные всплески спроса без перегрева.
Думайте наперед. Если есть основания полагать, что требования к нагрузке увеличатся в будущем, то следующий стандартный трансформатор следует приобрести сейчас, а не заменять трансформатор позже. 
Трансформаторы кВА сухого типа и погружного типа
Трансформатор кВА делится на два основных типа, которые различаются по механизму охлаждения и изоляции. Трансформатор сухого типа использует воздух для охлаждения и твердую смоляную изоляцию для конструкции, что делает его безопасным вариантом для установки в помещениях, таких как жилые здания, офисы и туннели. Трансформаторы погружного типа используют масло для изоляции и также для охлаждения обмоток. Этот тип трансформатора работает более эффективно по сравнению с трансформаторами сухого типа, что делает его предпочтительным для наружных подстанций.
Эти трансформаторы имеют одинаковый рейтинг, что означает, что трансформатор на 1,000 кВА будет иметь одинаковый кВА, независимо от того, классифицируется ли он как трансформатор сухого типа или погружного типа. При проверке полученных предложений, пожалуйста, убедитесь, что вы сравниваете одинаковые кВА.
Как читать табличку трансформатора кВА
Как только число кВА установлено, оставшаяся информация становится относительно простой для понимания. Металлическая пластина, прикрепленная к боковой стороне каждого трансформатора кВА, предоставляет основную информацию, которую даже новички в кВА могут понять:
Номинальная мощность. Это число кВА, которое теперь будет иметь смысл для вас.
Номиналы напряжения. Они указывают значение входного и выходного напряжения соответственно, например, 11,000 В / 400 В. Они показывают, насколько напряжение изменяется вверх/вниз.
Фаза и частота. Это показывает, имеет ли устройство однофазное или трехфазное напряжение и его рабочую частоту, например, 50 Гц или 60 Гц.
Импеданс. Обычно он указывается в процентах и варьируется от 4 до 6 процентов. Он определяет, насколько стабильным будет напряжение и сколько токов короткого замыкания будет протекать. Чем ниже импеданс, тем жестче будет напряжение, но тем больше будет ток короткого замыкания.
Охлаждение и повышение температуры. Это дает вам ряд кодов, включая ONAN для трансформаторов, работающих с маслом.
Трансформаторы кВА компании Subian Power
Jiangsu Subian Power Equipment Co., Ltd. является китайским высокотехнологичным производителем силовых и распределительных трансформаторов номиналом 110 кВ и ниже, а также сборных подстанций и высоковольтных и низковольтных распределительных устройств. Основанная в 2019 году в Сюйчжоу, провинция Цзянсу, Subian управляет предприятием площадью 30 000 квадратных метров и поставляет оборудование для коммунальных служб, возобновляемой энергетики, промышленности и инфраструктурных проектов. Поскольку компания разрабатывает обе технологии самостоятельно, Subian может предложить правильное трансформатор kVA решение для почти любой нагрузки и среды:
- Для чистых, пожаробезопасных внутренних и закрытых приложений, трансформаторы Subian сухих трансформаторов включают в себя 6-10 кВ сухой трансформатор с эпоксидной смолой SCB и трансформатор SCBH из аморфного сплава с низкими потерями на 10 кВ Для наружных подстанций и распределения электроэнергии, трансформаторы Subian.
- масляные трансформаторы 6-10 кВ масляный распределительный трансформатор включают в себя для надежной, с низкими потерями работы. В этих диапазонах Subian охватывает малые, средние и большие.
размеры, описанные выше, и его инженерная команда может подобрать номинал kVA, класс напряжения, тип охлаждения и корпус для вашего проекта. Если вы знаете свою нагрузку, но не размер, команда может помочь вам рассчитать правильное трансформатор kVA значение перед тем, как вы запросите предложение. Размеры трансформаторов кВА Сколько ампер может обеспечить трансформатор на 2000 кВА?.
Часто задаваемые вопросы
Это зависит от напряжения. На основе формулы расчета трехфазного трансформатора, трансформатор номиналом 2000 кВА выдает около 2406 ампер при напряжении 480 В. Обычно это значение округляют до примерно 2400 ампер. При более низком напряжении 208 В этот блок способен обеспечить более 5500 ампер, поскольку более низкое напряжение означает более высокий ток, что соответствует тому же количеству потребляемой мощности. Важно понимать, что инженеры обычно проектируют работу трансформатора на уровне примерно 80% от максимальной номинальной мощности, поэтому рабочий ток будет ниже достижимого.
Правильное число может варьироваться от одной ситуации к другой и зависеть от конкретного пикового спроса на мощность в каждом доме, а также от того, сколько других домов используют электроэнергию в тот же момент (так называемый фактор разнообразия).
Сколько домов может обслуживать трансформатор мощностью 100 кВА?
Трансформатор может обслуживать примерно любые из следующих типов домов: около 5 больших полностью электрических домов с зарядными устройствами для электромобилей, около 14 домов в соответствии с нормами планирования коммунальных служб или 20-30 обычных домов или квартир с низким спросом. Поэтому лучшим решением будет провести правильное исследование нагрузки, которое оценит пиковый спрос, а не делать быструю оценку по принципу "домов на кВА", что, как известно, приводит к перегрузке трансформатора. трансформатор на 100 kVA Что означает трансформатор на 25 кВА?.
Что означает трансформатор на 25 кВА?
Трансформатор с мощностью 25 кВА будет небольшим устройством с мощностью 25 кВА (то есть 25 000 вольт-ампер). Это соответствует выходной мощности около 20 кВт полезной энергии при коэффициенте мощности 0,8. При 240 вольтах в однофазном подключении это означает, что устройство потребляет около 104 ампер. Обычно такие устройства используются в малых распределительных трансформаторах, которые питают ограниченное количество домов, ферм или малых предприятий.
Каков размер трансформатора мощностью 1000 кВА?
Размеры и вес трансформатора номиналом 1000 кВА значительны, в среднем около 2 метров по всем измерениям. Типичный трансформатор с масляным заполнением будет иметь длину около 1,8 – 2,1 метра, ширину 1,1 – 1,4 метра и высоту 1,5 – 1,9 метра, что делает вес такого трансформатора от 2800 кг до 4000 кг, включая масло. Трансформатор сухого типа будет иметь почти такие же размеры и вес, оценочный вес составит около 1800 до 2500 кг.
Ссылки
- IEC — IEC 60076 Стандарты силовых трансформаторов
- IEEE — C57 Стандарты трансформаторов и руководства по нагрузке
- NFPA — Национальный электрический кодекс, статья 450 Трансформаторы
- Электротехнический портал — Размеры и расчеты трансформаторов
- Википедия — Обзор трансформаторов и распределительных трансформаторов
Заключение
Как только вы узнаете, что число на табличке — это видимая мощность, которую устройство может безопасно выдерживать, вся тема открывается. трансформатор kVA оценивается в кВА, потому что эта мера охватывает полную нагрузку, которую ощущают обмотки, простая формула превращает эту оценку в амперы, а хорошее проектирование означает планирование пиковых значений с запасом. Независимо от того, требует ли ваш проект небольшого распределительного устройства или большого трансформатора подстанции, Subian Power производит как трансформаторы сухого типа, так и трансформаторы с масляным заполнением кВА по всему диапазону и может помочь вам выбрать правильный номинал для вашей нагрузки. Чтобы определить размер устройства или запросить предложение, свяжитесь с инженерной командой Subian Power.