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变压器容量kva换算kw,1000kva变压器带多大负荷

问题:有一台1000kVA的老式变压器,现有负荷约200kW,如果要增加约600kW的新负载,这台变压器能否承受

这个问题首先涉及到一个概念,那就是kVA和kW之间的关系及区别。

kVA(千伏安)是视在功率的单位,kW(千瓦)则是有功功率的单位。除了视在功率和有功功率以外,还有无功功率,无功功率的单位是kvar(千乏)。

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那有功功率、无功功率、视在功率它们有啥区别呢?

有功功率是用电器实际消耗的功率,即电能转换为其他形式能量。

比如日常大家所交的电费,交的就是有功电量。

无功功率是指某些设备并没有真正消耗电,它只是暂时把电存起来的那部分功率。

比如某个用电设备里面有电容/线圈,那这个设备在工作的时候,电容/线圈就会一直处于充电放电状态。因为电容/线圈一直充电放电,并没有真正消耗电,所以把这一部分功率叫无功功率。

视在功率是指电源提供的总功率。

电源(一般都是指变压器或者发电机)它除了要给用电设备提供有功功率以外,还需要提供无功功率。原因很简单,用电设备里面的电容虽然不耗电,但是它一直在充电放电,所以也需要占用电源一部分容量。

搞清楚这些以后,我们再来看它们之间的关系,这就要讲到另外一个概念了——功率因数。一个电源能提供多少有功功率,这取决于功率因数。

功率因数是指有功功率和视在功率的比值,一般用cosφ表示。

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举个例子,一个1000kVA的变压器,在功率因数cosφ=0.6时,它可以输出600kW的有功功率;但是当功率因数cosφ=0.9时,它可以输出900kW的有功功率。

如果按1度电1块钱,在功率因数0.6时,该变压器可以产生600块/小时的经济效益当功率因数达到0.9时,该变压器却可以产生900块/小时的经济效益。其实提高功率因数的作用远不止这么简单,还有很多,这里就不多说了。

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有了上面的基础以后,再来解释本题就游刃有余了。

变压器的容量单位是kVA(千伏安),而用电设备的功率单位是kW(千瓦),两者的区别是计算设备功率kW的时候是需要乘功率因数的,就是说1000kVA容量的变压器,只有在功率因数为1的情况下,才会能满载输出1000kW的功率,但是在实际应用中基本不可能

在设计的时候,需要留有一定的余量,一般按照90%的符合率计算,比较经济合理,即1000×。如果我们通过功率补偿,把功率因数补偿到及以上,那么该变压器可以输出900×有功功率。

注意:

电力公司要求功率因数必须0.9以上,不然会有处罚;但是功率因数不能超过1,否则系统电压会升高,影响系统正常运行。

题目中说,1000kVA的变压器原来给200kW的用电设备供电,现在又加了600kW的用电设备,总共用电设备的有功功率达到了800kW,依然没有超过计算值

所以,1000kVA的变压器原来给200kW的用电设备供电,现在又加了600kW的用电设备,只要我们能把功率因数提高到需要的数值,变压器完全能够长期安全运行

定位:是有功功率和视在功率的比值

公式:cosΦ=P/S

符号:cosΦ

功率因数补偿概述

在交流电路中,电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数,用符号cosΦ表示,在数值上,功率因数是有功功率和视在功率的比值,即cosΦ=P/S。

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由于功率因数提高的根本原因在于无功功率的减少,因此功率因数补偿通常称之为无功补偿。

在小系统中,通过恰当的无功补偿方法还可以调整三相不平衡电流。按照wangs定理:在相与相之间跨接的电感或者电容可以在相间转移有功电流。因此,对于三相电流不平衡的系统,只要恰当地在各相与相之间以及各相与零线之间接入不同容量的电容器,不但可以将各相的功率因数均补偿至1,而且可以使各相的有功电流达到平衡状态。[1]

功率因数补偿理论分析

功率因数补偿措施

在通信企业中使用不少容量大小不等的感应电动机、变压器和荧光灯等,也就有大量的无功电流在供电线路上、变压器设备内和电动机设备内往返流动,造成无功功率损耗,这是很不经济的。因此需要考虑改善功率因数。据统计,企业的无功功率损耗一般是感应电动机占70%,变压器占20%,线路占10%。为此,通常采取下列措施来提高自然功率因数:

²合理选择电动机,使其接近满载运行。

²将平均负荷小于40%的感应电动机,换以小容量电动机。或将定子为三角形的接线改为星形接线(仅适用于轻载或空载启动的电动机)。

²正确选择变压器容量,提高变压器负荷率(一般75%~80%比较合适)

通信局(站)使用低压静电电容器和调谐电抗电容器两种方式来补偿功率因数。

功率因数补偿低压电容器

1.低压电容器补偿容量的计算

当提高自然功率因数仍不能达到要求时,一般采用并联电容器以提高工频电力系统的功率因数。通信企业中则采用低压并联电容器进行补偿。静电电容器的补偿容量可按下式计算:

或Qc=

式中:Pjs_______总的有功功率计算负荷(kW);

tanΦ1_______采取补偿前自然功率因数cosΦ1的正切值;

tanΦ2_______供电局要求达到的功率因数cosΦ2的正切值;

qc_______补偿率(kVAR/kW)。

自然功率因数可按下式计算:

式中:Qjs————总的最大无功功率计算负荷(kvar);

2.电容器容量与数量的确定

在计算电容器容量时,由于电容器不是在额定电压下运行,电容器实际能补偿的容量Qs应为:

式中QH———电容器的标准容量(kvar);

US———运行电压,一般为380V;

UH———电容器额定工作电压。

因此,需要电容器的数量n应为:

3.低压电容器屏及电容器的配置

(1)概述

(2)电容器柜

工厂生产的各型号自动控制静电电容器屏适用于工矿企业的配电室或车间,频率50Hz、电压380V的三相电力系统,内装功率因数自动补偿控制器,可根据功率因数数值的变化,自动控制并联电容器组的投入或退出,从而使功率因数保持在以上。

功率因数补偿调谐电抗电容器

通信楼最低谐波一般以第五次谐波为主,低压电容器补偿应串联7%的电抗器,谐振点为189Hz。电抗器还要考虑基本波、第3、第5、第7次谐波电流的耐流强度。

串联电抗器后电容器的耐压等级要提高,按下式考虑:

式中:VS为基波电压;VL为电抗器分压;VH为谐波在电容器上产生的电压。根据IEC标准,在低压系统中,3、5、7次谐波分别应考虑基波电压的、5%、和5%。

例如当系统电压为400V时,串联6%电抗器后,电容器的耐压等级计算如下:

电容器输出容量和安装容量的关系,应按下式计算:

式中:Q1:安装容量;Q2:输出容量;U1:基波电压;U2:电容器耐压等级;d:电抗率。

例如当系统电压为400V时,使用480V的电容器并加串6%电抗器,电容器安装容量为Q1,电容器组的输出容量计算如下:

Q2=(400/480)2×Q1×1÷(1-6%)=74%Q1

从上式可见,加串6%电抗器的电容器输出容量只是安装容量的74%。

功率因数补偿方法

KVA的平方=KW的平方+KVAR的平方

供电局为了提高他们的成本效益要求用户提高功率因数,那提高功率因数对我们用户端有什么好处呢?

①通过改善功率因数,减少了线路中总电流和供电系统中的电气元件,如变压器、电器设备、导线等的容量,因此不但减少了投资费用,而且降低了本身电能的损耗。

②藉由良好功因值的确保,从而减少供电系统中的电压损失,可以使负载电压更稳定,改善电能的质量。

③可以增加系统的裕度,挖掘出了发供电设备的潜力。如果系统的功率因数低,那么在既有设备容量不变的情况下,装设电容器后,可以提高功率因数,增加负载的容量。

举例而言,将1000KVA变压器之功率因数从0.8提高到时:

补偿前:1000×

补偿后:1000×

同样一台1000KVA的变压器,功率因数改变后,它就可以多承担180KW的负载。

④减少了用户的电费支出;透过上述各元件损失的减少及功率因数提高的电费优惠。

此外,有些电力电子设备如整流器、变频器、开关电源等;可饱和设备如变压器、电动机、发电机等;电弧设备及电光源设备如电弧炉、日光灯等,这些设备均是主要的谐波源,运行时将产生大量的谐波。谐波对发动机、变压器、电动机、电容器等所有连接于电网的电器设备都有大小不等的危害,主要表现为产生谐波附加损耗,使得设备过载过热以及谐波过电压加速设备的绝缘老化等。

并联到线路上进行无功补偿的电容器对谐波会有放大作用,使得系统电压及电流的畸变更加严重。另外,谐波电流叠加在电容器的基波电流上,会使电容器的电流有效值增加,造成温度升高,减少电容器的使用寿命。

谐波电流使变压器的铜损耗增加,引起局部过热、振动、噪音增大、绕组附加发热等。

谐波污染也会增加电缆等输电线路的损耗。而且谐波污染对通讯质量有影响。当电流谐波分量较高时,可能会引起继电保护的过电压保护、过电流保护的误动作。

功率因数补偿意义

功率因数是交流电路的重要技术数据之一,有十分重要的意义

。功率因数的高低,对于电气设备的利用率和分析、研究电能消耗等问题都有十分重要的意义。

所谓功率因数,是指任意二端网络(与外界有二个接点的电路)两端电压U与其中电流I之间的相位差的余弦。在二端网络中消耗的功率是指平均功率,也称为有功功率,它等于电压×电流×电压电流间相位差的余弦。

一般来说,在二端网络中,提高用电器的功率因数有两方面的意义,一是可以减小输电线路上的功率损失;二是可以充分发挥电力设备(如发电机、变压器等)的潜力。因为用电器总是在一定电压U和一定有功功率P的条件下工作,由公式P=UIcosΦ

可知,功率因数过低,就要用较大的电流来保障用电器正常工作,与此同时输电线路上输电电流增大,从而导致线路上焦耳热损耗增大。另外,在输电线路的电阻上及电源的内组上的电压降,都与用电器中的电流成正比,增大电流必然增大在输电线路和电源内部的电压损失。因此,提高用电器的功率因数,可以减小输电电流,进而减小了输电线路上的功率损失。

S额=U额I额

也称它为设备的容量,对于发电机来说,这个容量就是发电机可能输出的最大功率,它标志着发电机的发电潜力,至于发电机实际输出多大功率,就跟用电器的功率因数有关,用电器消耗的功率为

功率因数高,表示有功功率占额定视在功率的比例大,发电机输出的电能被充分地利用了。例如,发电机的容量若为15000千伏安,当电力系统的功率因数由0.6提高到0.8时,就可以使发电机实际发电能力提高3000千瓦,这不正是发挥了发电机的潜力吗?设备的利用也更合理。从这个角度来讲,功率因数可以表示为有功功率与机在功率的比值,即

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