Að ákvarða hámarks kW álagsgetu 1000 kVA spenni

Hvernig á að reikna út kW álagsgetu 1000kVA spenni út frá aflstuðli

 

 

Þar sem eldri 1000kVA spenni getur nú aflað sér um það bil 200kW álags, getur þessi spenni þá annað aukinni eftirspurn ef við ætlum að bæta við nýju álagi upp á um það bil 600kW? Þessi spurning snýst fyrst og fremst um grundvallarhugtak: sambandið og muninn á kVA og kW.

 

 

Sambandið og munurinn á kVA og kW

 

 

kVA (kílóvolt-amper) er eining fyrir sýnilegt afl, en kW (kílóvött) er eining fyrir virkt afl. Auk sýnilegs afls og virks afls er einnig til launafl, mælt í kvar (kílóvör).

 

 

 

Hver er munurinn á virku afli, hvarfgjörnu afli og sýnilegu afli?

 

 

Virkafl: Mælt í vöttum (W) og táknar raunverulega orkunotkun eða gagnlega vinnu sem rafrás (t.d. upphitun, lýsing) vinnur.

 

 

 

Lausafl: Mælt í voltamperum lausafls (VAR), það styður segulsvið í spanálagi (t.d. mótorum) en vinnur enga raunverulega vinnu. Til dæmis, ef rafmagnstæki inniheldur þétta eða spólur, munu þessir íhlutir stöðugt hlaðast og afhlaðast á meðan tækið er í gangi. Þar sem þéttar/spólur nota í raun ekki raforku við þetta hleðslu-/afhleðsluferli, er tengda aflið kallað „lausafl“.

 

 

 

Sýnilegt afl: Mælt í voltamperum (VA) er það samsetning virks og launafls, sem táknar heildarafl í rafrás. Aflgjafi (venjulega spenni eða rafall) verður ekki aðeins að veita virka afl heldur einnig launafl til raftækja. Þetta er vegna þess að jafnvel þótt þéttar í tækinu noti ekki virka afl, þá krefst stöðug hleðsla og afhleðsla þeirra samt sem áður þess að aflgjafinn úthlutar hluta af afkastagetu sinni til að styðja við þetta ferli.

 

 

 

Eftir að hafa skýrt þessi hugtök getum við nú skoðað innbyrðis tengsl þeirra, sem leiðir okkur að öðru mikilvægu hugtaki: aflsstuðli. Magn virks afls sem aflgjafi getur skilað fer beint eftir aflsstuðlinum.

 

 

 

Ef rafmagn er verðlagt á 1 Bandaríkjadal á kílóvattstund (kWh), getur spenni sem starfar með aflstuðli upp á 0,6 skilað 600 Bandaríkjadölum á klukkustund í efnahagslegum tekjum. Þegar aflstuðullinn batnar í 0,9 getur sami spenni skilað 900 ¥ á klukkustund í tekjur45. Þó að fjárhagslegur ávinningur af því að bæta aflstuðulinn sé augljós, þá ná víðtækari tæknileg áhrif þess (t.d. að hámarka stöðugleika raforkukerfisins og draga úr orkutapi) langt út fyrir þennan tafarlausa ávinning.

 

 

 

Hversu mörg kílóvött (kW) getur 1000 kVA spenni stutt?

 

 

 

 

Með þeirri grunnþekkingu sem hér að ofan hefur verið lögð fram getum við nú fjallað um kjarnaspurningu þessarar greinar af skýrleika og nákvæmni.

 

 

 

Afköst spenni eru mæld í kVA (kílóvoltamperum) en orkunotkun raftækja er mæld í kW (kílóvöttum). Lykilmunurinn liggur í þeirri staðreynd að til að reikna út virkt afl (kW) tækis þarf að margfalda sýnilegt afl þess (kVA) með aflstuðlinum (cosφ). Til dæmis getur 1000 kVA spenni aðeins skilað 1000 kW afli við fullt álag þegar hann er starfandi við aflstuðul upp á 1,0. Hins vegar er nánast ómögulegt að ná þessu kjörástandi (PF = 1,0) í raunverulegum forritum.

 

 

 

 

 

 

 

Í hönnunarfasa, ef við innleiðum aflsstuðulsbætur til að ná aflsstuðli upp á 0,95, ætti að reikna út virkt afl spennisins sem 1000 × 0,95 = 950 kW. Mikilvæg tilkynning: Rafveitur krefjast aflsstuðuls (PF) upp á ≥0,9 til að forðast refsiaðgerðir; Hins vegar getur það að fara yfir PF = 1,0 valdið hækkun á kerfisspennunni og skerða stöðugleika raforkukerfisins.

 

 

 

1000 kVA spennir gefur upphaflega 200 kW rafmagn. Eftir að nýrri 600 kW álagi er bætt við nær heildaraflsþörfin 800 kW, sem er innan útreiknaðra öryggismarka spennirins.

 

 

 

Þess vegna getur 1000 kVA spennubreytir sem upphaflega veitir 200 kW af rafmagni starfað örugglega til langs tíma litið, jafnvel eftir að nýrri 600 kW álagi (samtals 800 kW) hefur verið bætt við, að því tilskildu að aflsstuðullinn sé fínstilltur á nauðsynlegt stig.