1000 კვა ტრანსფორმატორის მაქსიმალური დატვირთვის სიმძლავრის განსაზღვრა კვტ-ით: სიმძლავრის კოეფიციენტის გავლენა

როგორ გამოვთვალოთ 1000 კვა ტრანსფორმატორის დატვირთვის ნომინალური სიმძლავრე სიმძლავრის კოეფიციენტის მიხედვით

ძველი ტიპის მქონე1000 კვა ტრანსფორმატორიამჟამად დაახლოებით 200 კვტ დატვირთვას ამუშავებს ეს ტრანსფორმატორი, შეუძლია თუ არა მას გაუძლოს გაზრდილ მოთხოვნას, თუ ჩვენ ვგეგმავთ დაახლოებით 600 კვტ ახალი დატვირთვის დამატებას? ეს კითხვა, ძირითადად, ფუნდამენტურ კონცეფციას ეხება: kVA-სა და kW-ს შორის ურთიერთობასა და განსხვავებას.

kVA-სა და kW-ს შორის ურთიერთობა და განსხვავება

კვა (კილოვოლტ-ამპერი) არის აშკარა სიმძლავრის ერთეული, ხოლო კვტ (კილოვატი) წარმოადგენს აქტიური სიმძლავრის ერთეულს. აშკარა და აქტიური სიმძლავრის გარდა, არსებობს ასევე რეაქტიული სიმძლავრე, რომელიც იზომება კვარ-ში (კილოვარი).

რა განსხვავებაა აქტიურ, რეაქტიულ და აშკარა სიმძლავრეს შორის?

აქტიური სიმძლავრევატებში (W) გაზომილი, ის წარმოადგენს წრედის მიერ მოხმარებულ ენერგიას ან შესრულებულ სასარგებლო სამუშაოს (მაგ., გათბობა, განათება).

რეაქტიული სიმძლავრევოლტ-ამპერების რეაქტიულობით (VAR) გაზომილი, ის ინდუქციურ დატვირთვებში (მაგ., ძრავებში) მაგნიტურ ველებს ინარჩუნებს, მაგრამ რეალურ სამუშაოს არ ასრულებს. მაგალითად, თუ ელექტრო მოწყობილობა შეიცავს კონდენსატორებს ან ხვეულებს, ეს კომპონენტები მოწყობილობის მუშაობის დროს განუწყვეტლივ დაიტენება და განიმუხტება. რადგან კონდენსატორები/ხვეულები ამ დატენვის/განმუხტვის პროცესში ელექტროენერგიას რეალურად არ მოიხმარენ, მასთან დაკავშირებულ სიმძლავრეს ‌რეაქტიული სიმძლავრე‌ ეწოდება.

აშკარა ძალავოლტ-ამპერებში (VA) გაზომილი, ეს არის აქტიური და რეაქტიული სიმძლავრის კომბინაცია, რომელიც წარმოადგენს წრედში არსებულ მთლიან სიმძლავრეს. ენერგიის წყარომ (ჩვეულებრივ, ტრანსფორმატორმა ან გენერატორმა) ელექტრო მოწყობილობებს არა მხოლოდ აქტიური, არამედ რეაქტიული სიმძლავრეც უნდა მიაწოდოს. ეს იმიტომ ხდება, რომ მიუხედავად იმისა, რომ მოწყობილობაში არსებული კონდენსატორები აქტიურ სიმძლავრეს არ მოიხმარენ, მათი უწყვეტი დატენვა და განმუხტვა მაინც მოითხოვს ენერგიის წყაროსგან თავისი სიმძლავრის ნაწილის გამოყოფას ამ პროცესის მხარდასაჭერად.

ამ ცნებების გარკვევის შემდეგ, ახლა შეგვიძლია განვიხილოთ მათი ურთიერთკავშირი, რაც კიდევ ერთ კრიტიკულ კონცეფციამდე მიგვიყვანს: ‌სიმძლავრის კოეფიციენტამდე‌. აქტიური სიმძლავრის რაოდენობა, რომლის მიწოდებაც ენერგიის წყაროს შეუძლია, პირდაპირ დამოკიდებულია სიმძლავრის კოეფიციენტზე.

რა არის სიმძლავრის ფაქტორი?

სიმძლავრის კოეფიციენტი (cosΦ) არის აქტიური სიმძლავრის (P) და აშკარა სიმძლავრის (S) თანაფარდობა:

მაგალითად, 1000 კვა-იანი ტრანსფორმატორი, როდესაც სიმძლავრის კოეფიციენტი (cosφ) 0.6-ის ტოლია, გამოიმუშავებს 600 კვტ აქტიურ სიმძლავრეს, მაშინ როდესაც სიმძლავრის კოეფიციენტი 0.9-მდე იზრდება, მას შეუძლია გამოიმუშაოს 900 კვტ აქტიური სიმძლავრე.

თუ ელექტროენერგიის ფასი კილოვატ-საათზე (კვტ.სთ) 1 დოლარია, 0.6 სიმძლავრის კოეფიციენტით მომუშავე ტრანსფორმატორს შეუძლია საათში 600 დოლარის ეკონომიკური შემოსავლის გენერირება. როდესაც სიმძლავრის კოეფიციენტი 0.9-მდე გაუმჯობესდება, იგივე ტრანსფორმატორს საათში 900 იენის შემოსავლის გენერირება შეუძლია.45 მიუხედავად იმისა, რომ სიმძლავრის კოეფიციენტის გაუმჯობესების ფინანსური სარგებელი აშკარაა, მისი უფრო ფართო ტექნიკური შედეგები (მაგ., ქსელის სტაბილურობის ოპტიმიზაცია და ენერგიის დანაკარგების შემცირება) ამ დაუყოვნებლივ მოგებას გაცილებით სცილდება.

რამდენ კილოვატს (კვტ) შეუძლია გაუძლოს 1000 კვა ტრანსფორმატორს?

ზემოთ მოცემული ფუნდამენტური ცოდნის საფუძველზე, ახლა შეგვიძლია ნათლად და ზუსტად ვუპასუხოთ ამ სტატიის ძირითად საკითხს.

ტრანსფორმატორის სიმძლავრე იზომება კვა-ში (კილოვოლტ-ამპერებში), ხოლო ელექტრომოწყობილობების ენერგომოხმარება კვტ-ში (კილოვატებში). მთავარი განსხვავება იმაში მდგომარეობს, რომ მოწყობილობის აქტიური სიმძლავრის (კვტ) გამოსათვლელად საჭიროა მისი აშკარა სიმძლავრის (კვა) გამრავლება სიმძლავრის კოეფიციენტზე (cosφ). მაგალითად, 1000 კვა ტრანსფორმატორს შეუძლია სრული დატვირთვისას მხოლოდ 1000 კვტ-ის გამომავალი სიმძლავრის მიწოდება, როდესაც ის მუშაობს 1.0 სიმძლავრის კოეფიციენტზე. თუმცა, ამ იდეალური პირობის (PF = 1.0) მიღწევა პრაქტიკულად შეუძლებელია რეალურ პირობებში.

დიზაინის ფაზაში, თუ სიმძლავრის კოეფიციენტის კომპენსაციას 0.95 სიმძლავრის კოეფიციენტის მისაღწევად განვახორციელებთ, ტრანსფორმატორის აქტიური სიმძლავრე უნდა გამოითვალოს როგორც 1000×0.95=950 კვტ. მნიშვნელოვანი შენიშვნა‌: ენერგოკომპანიები ჯარიმების თავიდან ასაცილებლად აწესებენ სიმძლავრის კოეფიციენტს (PF) ≥0.9‌; თუმცა, PF = 1.0‌-ის გადაჭარბებამ შეიძლება გამოიწვიოს სისტემის ძაბვის მატება და ქსელის სტაბილურობის დარღვევა.

ა1000 კვა ტრანსფორმატორითავდაპირველად 200 კვტ სიმძლავრის ელექტრო დატვირთვას ამარაგებს. ახალი 600 კვტ სიმძლავრის დატვირთვის დამატების შემდეგ, აქტიური სიმძლავრის მთლიანი მოთხოვნა 800 კვტ-ს აღწევს, რაც ტრანსფორმატორის გამოთვლილ უსაფრთხო მუშაობის ზღვარში რჩება.

ამიტომ, ა1000 კვა ტრანსფორმატორითავდაპირველად 200 კვტ ელექტრო დატვირთვის მომწოდებელი სისტემა შეიძლება უსაფრთხოდ იმუშაოს ხანგრძლივად, ახალი 600 კვტ დატვირთვის (სულ 800 კვტ) დამატების შემდეგაც კი, იმ პირობით, რომ სიმძლავრის კოეფიციენტი ოპტიმიზირებულია საჭირო დონემდე.