kVA ≠ kW: un concetto di potenza frainteso dal 90% delle persone

E' presente un trasformatore da 1000 kVA con un carico esistente di circa 200 kW. Se vogliamo aggiungere circa 600 kW di nuovo carico, questo trasformatore potrà sopportarlo?

Questa domanda coinvolge due unità:kVAEkW. Per rispondere correttamente, dobbiamo comprendere la relazione e la differenza tra queste due unità.

 

● Kilovolt-Ampere (kVA)

Definizione: unità utilizzata per esprimere la capacità di apparecchiature elettriche (come trasformatori, motori, ecc.). In un circuito CA: tensione (kV) × corrente (A)=potenza apparente (kVA). La capacità di un trasformatore è valutata inkVA.

● Kilowatt (kW)

Definizione: un'unità di potenza pari a 1000 watt.kW è comunemente utilizzata per esprimere la potenza di generatori, motori, motori, utensili, macchine, riscaldatori elettrici e trasmettitori radio/TV.

kVA è l'unità di potenza apparente.

kW è l'unità di potenza attiva (reale).

Oltre alla potenza apparente e alla potenza attiva, esiste la potenza reattiva, misurata in kvar (kilovar).

 

Quali sono le differenze tra questi tre tipi di potere?

1.La potenza apparente è la potenza totale fornita dalla fonte di alimentazione.

2.La potenza attiva è la potenza effettivamente consumata dal carico, convertita in altre forme di energia.Ad esempio, la bolletta elettrica che paghi si basa sull'energia attiva.

3. La potenza reattiva si riferisce alla potenza che non viene effettivamente consumata ma immagazzinata temporaneamente. Le apparecchiature dotate di condensatori o induttori si caricano e scaricano continuamente senza un reale consumo di energia; questa è chiamata potenza reattiva.

 

Fattore di potenza

Per determinare quanta potenza attiva può fornire una fonte di alimentazione, introduciamo ilfattore di potenza (PF), definito come il rapporto tra la potenza attiva (P) e la potenza apparente (S), indicato comecosφ.

Esempio:

Un trasformatore da 1000 kVA:

Con un fattore di potenza cosφ=0.6 può produrre 600 kW di potenza attiva.

Con un fattore di potenza cosφ=0.9 può produrre 900 kW di potenza attiva.

Supponendo che l'elettricità costi 1 RMB per kWh:

A PF=0.6: il trasformatore genera 600 RMB/ora di vantaggio economico.

A PF=0.9: il trasformatore genera 900 RMB/ora di vantaggio economico.

Nota importante: la capacità del trasformatore è espressa in kVA, mentre la potenza del carico è in kW. La relazione è: Potenza attiva (kW)=Potenza apparente (kVA) × PotenzaFattore (cosφ)

Un trasformatore da 1000 kVA può fornire solo 1000 kW con un fattore di potenza perfetto pari a 1, il che è quasi impossibile nella pratica.

Nella progettazione ingegneristica, un tasso di carico di circa il 90% è economico e ragionevole. Le società di fornitura di energia in genere richiedono che il fattore di potenza sia superiore a 0,9; si applicano penalità se è troppo basso. Inoltre, il fattore di potenza non può superare 1, poiché ciò aumenterebbe la tensione del sistema e interromperebbe il funzionamento.

Conclusione

Il trasformatore da 1000 kVA fornisce originariamente 200 kW. Dopo aver aggiunto 600 kW, il carico attivo totale è di 800 kW.

Finché il fattore di potenza viene aumentato al valore richiesto, il trasformatore può funzionare in modo sicuro e continuo sotto questo carico.