“有一臺(tái)1000kVA的老式變壓器,現(xiàn)有負(fù)荷約200kW,如果要增加約600kW的新負(fù)載,這臺(tái)變壓器能否承受?”
這個(gè)問(wèn)題首先涉及到一個(gè)概念,那就是kVA和kW之間的關(guān)系及區(qū)別。
kVA(千伏安)是視在功率的單位,kW(千瓦)則是有功功率的單位。除了視在功率和有功功率以外,還有無(wú)功功率,無(wú)功功率的單位是kvar(千乏)。
那有功功率、無(wú)功功率、視在功率它們有啥區(qū)別呢?
有功功率是用電器實(shí)際消耗的功率,即電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量。
比如日常大家所交的電費(fèi),交的就是有功電量;
無(wú)功功率是指某些設(shè)備并沒(méi)有真正消耗電,它只是暫時(shí)把電存起來(lái)的那部分功率。
比如某個(gè)用電設(shè)備里面有電容/線圈,那這個(gè)設(shè)備在工作的時(shí)候,電容/線圈就會(huì)一直處于充電放電狀態(tài)。因?yàn)殡娙?線圈一直充電放電,并沒(méi)有真正消耗電,所以把這一部分功率叫無(wú)功功率。
視在功率是指電源提供的總功率。
電源(一般都是指變壓器或者發(fā)電機(jī))它除了要給用電設(shè)備提供有功功率以外,還需要提供無(wú)功功率。原因很簡(jiǎn)單,用電設(shè)備里面的電容雖然不耗電,但是它一直在充電放電,所以也需要占用電源一部分容量。
搞清楚這些以后,我們?cè)賮?lái)看它們之間的關(guān)系,這就要講到另外一個(gè)概念了——功率因數(shù)。一個(gè)電源能提供多少有功功率,這取決于功率因數(shù)。
【功率因數(shù)】
功率因數(shù)是指有功功率和視在功率的比值,一般用cosφ表示。
舉個(gè)例子,一個(gè)1000kVA的變壓器,在功率因數(shù)cosφ=0.6時(shí),它可以輸出600kW的有功功率;但是當(dāng)功率因數(shù)cosφ=0.9時(shí),它可以輸出900kW的有功功率。
如果按1度電1塊錢(qián),在功率因數(shù)0.6時(shí),該變壓器可以產(chǎn)生600塊/小時(shí)的經(jīng)濟(jì)效益;當(dāng)功率因數(shù)達(dá)到0.9時(shí),該變壓器卻可以產(chǎn)生900塊/小時(shí)的經(jīng)濟(jì)效益。其實(shí)提高功率因數(shù)的作用遠(yuǎn)不止這么簡(jiǎn)單,還有很多,這里就不多說(shuō)了。
有了上面的基礎(chǔ)以后,再來(lái)解釋本題就游刃有余了。
變壓器的容量單位是kVA(千伏安),而用電設(shè)備的功率單位是kW(千瓦),兩者的區(qū)別是計(jì)算設(shè)備功率kW的時(shí)候是需要乘功率因數(shù)的,就是說(shuō)1000kVA容量的變壓器,只有在功率因數(shù)為1的情況下,才會(huì)能滿載輸出1000kW的功率,但是在實(shí)際應(yīng)用中基本不可能。
在設(shè)計(jì)的時(shí)候,需要留有一定的余量,一般按照90%的符合率計(jì)算,比較經(jīng)濟(jì)合理,即1000×0.9=900kVA。如果我們通過(guò)功率補(bǔ)償,把功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.95及以上,那么該變壓器可以輸出900×0.95=855kW有功功率。
注意:電力公司要求功率因數(shù)必須0.9以上,不然會(huì)有處罰;但是功率因數(shù)不能超過(guò)1,否則系統(tǒng)電壓會(huì)升高,影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。
題目中說(shuō),1000kVA的變壓器原來(lái)給200kW的用電設(shè)備供電,現(xiàn)在又加了600kW的用電設(shè)備,總共用電設(shè)備的有功功率達(dá)到了800kW,依然沒(méi)有超過(guò)計(jì)算值。