кВт и кВА: отличия и особенности
Под вольт-ампером (обозначается ВА или VA) подразумевается единица полной мощности переменного тока. Несмотря на то, что вольт-ампер эквивалентен ваттам, тем не менее, он является самостоятельной физической величиной. Для удобства полную мощность энергогенерирующего оборудования принято обозначать именно в вольт-амперах. Дизельные генераторы нуждаются в периодическом техосмотре, проверка уровня масла и топлива (при систематическом использовании техосмотры зависят от количества отработанных моточасов). Генераторы, предназначенные для постоянной работы, нуждаются в соответствующих нагрузках, если их не обеспечивать, могут быть проблемы в эксплуатации оборудования.
Что представляет собой полная потребляемая мощность генератора переменного тока? Это сила тока в электрической цепи (измеряется в амперах), умноженная на напряжение на отдельных участках (измеряется в вольтах). Ватт (обозначение – Вт или W) – также единица мощности, но не полной, а активной. 1 ватт мощности вырабатывается при условии совершенной за 1 секунду работе, равной 1 джоулю. При этом ватт в качестве единицы активной мощности эквивалентен мощности не изменяющегося тока силой 1 ампер и при напряжении 1 вольт.
Выбирая генератор или стабилизатор напряжения необходимо отличать полную потребляемую мощность (кВА) от активной мощности (кВт), которая затрачивается на совершение полезной работы. Для получения полной мощности значения реактивной и активной мощностей суммируются. При этом не лишним будет иметь в виду, что соотношение полной и активной мощностей у разных потребителей электроэнергии может отличаться, так что для определения совокупной мощности потребителей следует суммировать их полные, а не активные мощности.
Как перевести кВа в кВт
Как правило, на электроприборах мощность обозначается в ваттах. При указании какого-либо значения в ваттах имеется в виду активная мощность потребителя, определяющая его полезную работу (лампы накаливания, вентилятора, телевизора). По сути, это значение представляет собой потребляемую мощность, которая тратится на нагревание и механическое движение деталей электроприбора. На корпусе таких активных потребителей электроэнергии, как электрочайник, лампа накаливания, обогреватель обычно указывается номинальная мощность и номинальное напряжение – этих данных для эксплуатации достаточно. В этом случае нет необходимости высчитывать косинус «фи» – коэффициент мощности, который представляет собой отношение активной мощности к полной, поскольку он всегда будет равен единице ( «фи» равен нулю, а косинус нуля – единица).
Активная мощность определяется через силу тока электроприбора, умноженную на его напряжение и коэффициент мощности, т.е. P = I*U*Сos (fi) , из чего следует, что P = I*U*1 = P=I*U . Проиллюстрируем это на несложном примере с трубчатым электронагревательным прибором (ТЭН), имеющим cos «фи» =1. Пусть его полная мощность (S) равна 10 кВА, отсюда получается, что активная мощность (P) будет равна 10 кВт:. P=10*1=10 кВт.
На этикетке электроприбора, обладающего и активным, и реактивным сопротивлением (индуктивное, емкость) указывается мощность (Р) в ваттах и значение косинуса «фи» (соотношение активного и реактивного сопротивлений) Так на корпусе типового электродвигателя можно найти такие данные:
P=5 кВт, Сos(fi)=0,8.
Рекомендованы для применения как резервный источник энергии (не более 12 часов) в бытовой сфере во время непродолжительных пауз в основном энергоснабжении.
Рассчитайте свою необходимую мощность генератора, воспользовавшись нашим калькулятором мощности:
Эта информация может быть использована для нахождения полной (активной, S) и реактивной (Q) мощности двигателя: S=P/Cos(fi)=5/0,8= 6,25 кВА, Q= U*I/Sin(fi)
Если сила тока (I) не указана на этикетке, необходимо ее узнать через предварительные вычисления: I=S/U ,
где U=220 В.
Отсюда возникает вопрос: зачем на мощных электротехнических приборах (стабилизаторы напряжения, трансформаторы) мощность обозначается в вольт-амперах? Рациональное объяснение можно дать в следующем примере. Когда мы берем стабилизатор напряжения с мощностью 10000 ВА и подключаем к нему некоторое количество бытовых обогревателей, то теоретически мощность, потребляемая обогревателями, суммарно не должна превышать 10000 Вт. Но если к данному стабилизатору присоединить катушку индуктивности с Сos(fi)=0.8, то вырабатываемая мощность изменится на 8000 Вт или на 8500 Вт при Сos(fi)=0.85. В этом случае получается, что указанное значение 10000 ВА уже не актуально. Таким образом, мощность генерирующих электроэнергию приборов может отображаться только как полная мощность (1000 кВА для нашего примера), независимо от того, как ее планируется использовать.
Коэффициент мощности (косинус «фи»)
Коэффициент мощности (косинус «фи») представляет собой соотношение средней мощности переменного тока и произведения действующего напряжения и силы тока. Максимально возможное значение косинуса «фи» — единица. Выражаясь научным языком, при синусоидальном переменном токе этот коэффициент идентичен косинусу фазового угла между синусоидами напряжения и тока.
Характеристики электрической цепи: r — активное сопротивление, Z — полное сопротивление; соответственно, Сos ф – угол сдвига фаз, Сos ф = r/Z.
В случаях, если электрическая цепь с активным сопротивлением включает нелинейные участки, то кривые напряжения и тока исказятся, и значение коэффициента мощности будет менее единицы.
Существует несколько определений коэффициента мощности. Первое из них гласит, что косинус «фи», как было отмечено выше, представляет собой угол сдвига фаз между кривыми напряжения и тока, а также является соотношением активной и полной энергий:
где Р – активная мощность (Вт), S – полная мощность (ВА).
Коэффициент мощностей – совокупный показатель, говорящий о присутствии в электросети линейных и нелинейных искажений, которые появляются при подключении нагрузки.
Наиболее распространенные расшифровки коэффициента мощности:
- 1 — оптимальное значение;
- 0.95 — хороший показатель;
- 0.90 — удовлетворительный показатель;
- 0.80 — средний показатель (характерно для современных электродвигателей);
- 0.70 — низкий показатель;
- 0.60 — плохой показатель.
Мощность генератора. Как правильно подобрать?
При правильном расчете мощности топливного генератора, Вы не будете испытывать неудобства, а Ваши электрические приборы будут исправно работать.
В технической характеристике мини-электростанции есть три наиболее важных параметра, на которые Вам стоит обратить особенное внимание:
- номинальная мощность (измеряется в кВА);
- активная мощность (измеряется в кВт);
- коэффициент мощности (измеряется Cosφ – определяется соотношением активной мощности к полной мощности, в большинстве случаев этот коэффициент равен 0,8).
Мини-электростанция для кратковременного или круглосуточного бытового использования
Если Вы приобретаете мини-электростанцию для бытового применения и планируете использовать её для работы бытовых электрических приборов, необходимых в быту, то расчет мощности можно осуществить следующим образом:
- определиться с местом расположения генератора (в помещении или на улице, для размещения под открытым небом необходимо выбирать электростанцию во влагозащищенном и звукоизолирующем корпусе, а при размещении внутри помещения необходимо обеспечивать отвод выхлопных газов);
- суммируйте мощность одновременно используемых электрических приборов с активной нагрузкой (электрические лампочки, телевизор, музыкальный центр, отопительный котёл, система охранной и пожарной сигнализации, электрические замки ворот, система видео наблюдения);
- запас мощности — для обеспечения нормальной работы мини-электростанции и недопущения её перегрузки и перегрева, необходимо суммарную мощность подключаемой нагрузки увеличить на 20-30%.
Полученный результат станет основой в выборе мощности мини-электростанции.
Если Вам необходима мини-электростанция для работы одного или двух электрических приборов (электроинструмента), то мощность мини-электростанции должна соответствовать мощности подключаемого электрического прибора с учетом его пусковых токов. У электрических приборов, в конструкциях которых имеются электродвигатели, пусковая мощность превышает номинальную в 1,5-3,5 раза, а иногда и более (в 5-7 раз). К примеру, если электрическая дрель имеет номинальную мощность 650 Ватт, то её пусковая мощность может быть равна 1200-1500 Ватт. Это является наиболее важным моментом, влияющим на нормальную работу электроприборов и мини-электростанции. Пусковые токи насоса водоснабжения, как правило следует учитывать как четырехкратные. Т.е. для подбора генератора под насос водоснабжения мощностью 1,3 кВт, нужен топливный генератор мощностью не менее 1,3 х 4 = 5,2 кВт. В противном случае, в момент запуска насоса, либо сработает защита мини-электростанции, либо она просто заглохнет.
Мини-электростанция для полупромышленного и промышленного регулярного (круглосуточного) использования
Расчет мощности мини-электростанции для промышленного регулярного использования производится аналогичным образом, но с учетом некоторых факторов:
- температуры окружающей среды;
- атмосферного давления;
- относительной влажности воздуха;
- загрязненности воздуха (пыль, выхлопные газы – если электростанция устанавливается внутри цехов или производственных помещений).
Изготовители электростанций предоставляют данные этих показателей в технических характеристиках к своей продукции. При несоответствии этих параметров производительность мини-электростанции может снизиться до 40-50% от её расчетной мощности и уменьшению срока эксплуатации электростанции.
Основные характеристики мощности мини-электростанции
Номинальная мощность мини-электростанции – является основным показателем, определяющим величину подключаемой активной нагрузки (одновременно включаемые и рассчитанные на работу достаточно продолжительное время электрические приборы: системы освещения, пожарной и охранной сигнализации, системы обогрева, телевизор, электрическая плита и т.д.).
Рабочая мощность электростанции определяется путем изменения на клеммах в процессе эксплуатации при нормальном режиме работы и удовлетворительных условиях окружающей среды, соответствующим техническим параметрам мини-электростанции. Это и является фактической мощностью мини-электростанции.
Длительная мощность мини-электростанции определяется величиной активной мощности при длительной работе с небольшими кратковременными перерывами для заправки и технического обслуживания. Для мини-электростанций, эксплуатируемых в данном режиме, наиболее важно соответствие эксплуатационным нормам условий окружающей среды. Помните, бытовые электростанции не должны работать непрерывно более 8 часов.
Кратковременная мощность — определяет максимальную мощность мини-электростанции при суммарной периодической эксплуатации не более 500 моточасов в год. При этом сервисное техническое обслуживание проводится не более чем через каждые 300 часов. Стопроцентная нагрузка генератора не должна превышать 25 часов в год, загрузка на 90% — не более 200 часов в год. Восьмидесяти процентная нагрузка (от номинальной мощности) является наиболее приемлемым вариантом при эксплуатации генератора в качестве источника основного электроснабжения.
Характеристика подключаемой нагрузки
Активная нагрузка – электроприборы, при работе которых электрическая энергия преобразуется в тепловую энергию: лампы освещения, утюги, обогреватели, электроплиты, система «тёплый пол». В данном случае их суммарная мощность может быть приравнена к мощности мини-электростанции.
Реактивная нагрузка – электроприборы этой группы дополнительно расходуют энергию на образование электромагнитных полей. В технических данных паспорта к такому электрическому прибору указывается его потребляемая мощность и мера его реактивности (cosφ).
Высокие пусковые токи – мощность электроприборов (глубинные насосы, компрессоры, кондиционеры) с высокими пусковыми токами в момент запуска возрастает в среднем в 3-5 раз, а иногда и более. Такие перегрузки могут длиться всего несколько секунд, и если мощность генератора рассчитана правильно, то электростанция нормально выдерживает такого рода перегрузки.
Также необходимо обратить Ваше внимание на то, что нередко производители мини-электростанций в рекламных буклетах к своей продукции в показателях номинальной мощности указывают данные максимальной мощности электрогенератора, а настоящие данные мощности прописывают в прилагающемся техническом паспорте. Нередко такой рекламный ход со стороны производителя вводит в заблуждение покупателей и приводит к тому, что мощности электростанции не достаточно для обеспечения нормальной работы электрических приборов.
Осуществив правильный выбор мощности мини-электростанции, Вы обеспечите нормальную работу и длительный и безаварийный срок эксплуатации электрических приборов и мини-электростанции.
Если Вы сомневаетесь в правильности расчетов мощности, то специалисты магазина ВорльтМаркет помогут Вам с расчетами и выбором наиболее подходящей для Вас модели топливного генератора.
Мощность генератора кВт или кВА. Отличия и как правильно?
Если сказать простыми словами, то измерять мощность в киловаттах (кВт) это советская стандартизация в ГОСТах, а киловольт-амперы (кВА) – это европейский стандарт. Вот в чем разница:
Все потребители электроэнергии делятся на 2 группы – активные и индуктивные.
Активные – это те потребители (например, нагревательные приборы, лампочки), у которых потребляемая ими мощность является постоянной, она исчисляется в киловаттах (кВт). Всю полученную энергию такие потребители преобразуют в свет и тепло. Чтобы получить требуемую суммарную мощность для генератора для таких потребителей необходимо просто сложить все мощности таких приборов.
Индуктивные потребители (стиральная машинка, дрель, электронасос) имеют кроме активной мощности еще и реактивную. То есть в момент пуска такого потребителя необходима гораздо большая мощность, чем при его дальнейшее стабильной работе. При наличии у потребителя реактивной мощности правильнее будет использовать единицы измерения – киловольт-амперы (кВА).
кВт в кВа можно перевести по формуле:
кВА = кВт * cos φ ( cos φ – коэффициент мощности), обычно cos φ = 0,8
Для упрощения в технической документации на дизельный генератор присутствуют оба показателя.
Как правильно измерять мощность генератора: в кВт или кВА? И в чем разница?
Электрогенератор — источник автономного питания для электроприборов различного типа, которые делятся на две основные группы:активные и индуктивные.
С активными потребителями электроэнергии все просто — потребляемая ими мощность является постоянной величиной и исчисляется в киловаттах (кВт). Примером могут служить нагревательные приборы и обычные электрические лампочки, которые почти всю потребляемую электроэнергию преобразуют в свет или тепло. Достаточно суммировать мощность этих приборов, чтобы получить показатель требуемой производительности электрогенератора.
С индуктивными приборами ситуация немного сложнее. Кроме полезной (активной) мощности они имеют и вредную (реактивную) составляющую, что требует другого подхода при подсчете параметров электростанции. В быту такими приборами являются: холодильник, электродрель, лампы дневного света, электронасосы. Побочным эффектом в их работе является переход довольно значительной части энергии в электромагнитное или тепловое излучение, не приносящее конкретной пользы. Наиболее полно показатели реактивной мощности отражают такие единицы исчисления, как киловольт–амперы (кВА), являющиеся производной активной мощности на cos φ (коэффициент мощности).
Техническая документация индуктивных электроприборов и электрогенераторов содержит информацию об их активной (кВт) и реактивной (кВА) мощности, что существенно упрощает подсчеты параметров при подборе источника питания.