1000 կՎԱ տրանսֆորմատորի առավելագույն կՎտ բեռնունակության որոշում

Ինչպես հաշվարկել 1000 կՎԱ տրանսֆորմատորի կՎտ հզորությամբ բեռնվածքը՝ հիմնվելով հզորության գործակցի վրա

 

 

Հաշվի առնելով, որ հին տիպի 1000 կՎԱ տրանսֆորմատորն այժմ սպասարկում է մոտավորապես 200 կՎտ բեռ, կարո՞ղ է այս տրանսֆորմատորը բավարարել աճող պահանջարկը, եթե մենք պլանավորում ենք ավելացնել մոտավորապես 600 կՎտ նոր բեռ։ Այս հարցը հիմնականում պտտվում է հիմնարար հասկացության շուրջ՝ կՎԱ-ի և կՎտ-ի միջև եղած փոխհարաբերության և տարբերակման շուրջ։

 

 

ԿՎԱ-ի և կՎտ-ի միջև կապը և տարբերությունը

 

 

ԿՎԱ-ն (կիլովոլտ-ամպեր) ակնհայտ հզորության միավորն է, մինչդեռ կՎտ-ն (կիլովատտ) ներկայացնում է ակտիվ հզորության միավորը: Ակնհայտ հզորությունից և ակտիվ հզորությունից բացի, կա նաև ռեակտիվ հզորություն, որը չափվում է կվարով (կիլովար):

 

 

 

Որո՞նք են տարբերությունները ակտիվ հզորության, ռեակտիվ հզորության և ակնհայտ հզորության միջև։

 

 

Ակտիվ հզորություն. Չափվում է վատտերով (Վտ), այն ներկայացնում է շղթայի կողմից իրականում սպառված էներգիան կամ կատարված օգտակար աշխատանքը (օրինակ՝ ջեռուցում, լուսավորություն):

 

 

 

Ռեակտիվ հզորություն. Չափվում է վոլտ-ամպեր ռեակտիվով (VAR), այն պահպանում է մագնիսական դաշտեր ինդուկտիվ բեռներում (օրինակ՝ շարժիչներում), բայց իրական աշխատանք չի կատարում: Օրինակ, եթե էլեկտրական սարքը պարունակում է կոնդենսատորներ կամ կծիկներ, այդ բաղադրիչները անընդհատ կլիցքավորվեն և կդատարկվեն սարքի աշխատանքի ընթացքում: Քանի որ կոնդենսատորները/կծիկները իրականում էլեկտրական էներգիա չեն սպառում այս լիցքավորման/դատարկման գործընթացում, դրան կից հզորությունը կոչվում է ‌ռեակտիվ հզորություն‌:

 

 

 

Ակնհայտ հզորություն. Չափվում է վոլտ-ամպերներով (ՎԱ), այն ակտիվ և ռեակտիվ հզորությունների համադրություն է, որը ներկայացնում է շղթայի ընդհանուր հզորությունը: Հոսանքի աղբյուրը (սովորաբար տրանսֆորմատոր կամ գեներատոր) պետք է էլեկտրական սարքերին մատակարարի ոչ միայն ակտիվ, այլև ռեակտիվ հզորություն: Դա պայմանավորված է նրանով, որ, չնայած սարքի կոնդենսատորները չեն սպառում ակտիվ հզորություն, դրանց շարունակական լիցքավորումն ու լիցքաթափումը դեռևս պահանջում են, որ հոսանքի աղբյուրը իր հզորության մի մասը հատկացնի այս գործընթացը ապահովելու համար:

 

 

 

Այս հասկացությունները պարզաբանելուց հետո, մենք այժմ կարող ենք ուսումնասիրել դրանց փոխկապակցվածությունը, ինչը մեզ կտանի մեկ այլ կարևոր հասկացության՝ ‌հզորության գործակցի‌: Էլեկտրաէներգիայի աղբյուրի կողմից մատակարարվող ակտիվ հզորության քանակը ուղղակիորեն կախված է հզորության գործակցից:

 

 

 

Եթե ​​էլեկտրաէներգիայի գինը 1 դոլար է մեկ կիլովատտ-ժամի (կՎտժ) համար, 0.6 հզորության գործակցով աշխատող տրանսֆորմատորը կարող է ստեղծել ‌600 դոլար/ժամ տնտեսական եկամուտ։ Երբ հզորության գործակիցը բարելավվում է մինչև 0.9, նույն տրանսֆորմատորը կարող է ստեղծել ‌900 իեն/ժամ եկամուտ‌45։ Մինչդեռ հզորության գործակցի բարելավման ֆինանսական օգուտները ակնհայտ են, դրա ավելի լայն տեխնիկական հետևանքները (օրինակ՝ ցանցի կայունության օպտիմալացումը և էներգիայի կորուստների կրճատումը) տարածվում են այս անմիջական շահույթներից շատ ավելի հեռու։

 

 

 

Քանի՞ կիլովատտ (կՎտ) կարող է ապահովել 1000 կՎԱ տրանսֆորմատորը։

 

 

 

 

Վերոնշյալ հիմնարար գիտելիքների շնորհիվ մենք այժմ կարող ենք հստակ և ճշգրիտ անդրադառնալ այս հոդվածի հիմնական հարցին։

 

 

 

Տրանսֆորմատորի հզորությունը չափվում է կՎԱ-ով (կիլովոլտ-ամպեր), մինչդեռ էլեկտրական սարքավորումների էներգիայի սպառումը չափվում է կՎտ-ով (կիլովատտ): Հիմնական տարբերությունն այն է, որ սարքի ակտիվ հզորությունը (կՎտ) հաշվարկելու համար անհրաժեշտ է դրա ակնհայտ հզորությունը (կՎԱ) բազմապատկել հզորության գործակցով (cosφ): Օրինակ, 1000 կՎԱ տրանսֆորմատորը կարող է ապահովել միայն 1000 կՎտ լրիվ բեռի ելքային հզորություն՝ աշխատելով 1.0 հզորության գործակցով: Այնուամենայնիվ, այս իդեալական պայմանին (PF = 1.0) հասնելը գործնականում անհնար է իրական աշխարհում:

 

 

 

 

 

 

 

Նախագծման փուլում, եթե մենք ներդնենք հզորության գործակցի փոխհատուցում՝ 0.95 հզորության գործակից ստանալու համար, տրանսֆորմատորի ակտիվ հզորության ելքը պետք է հաշվարկվի որպես 1000×0.95=950 կՎտ: Կարևոր ծանուցում. Էներգետիկ ընկերությունները պարտադրում են հզորության գործակից (ՀԳ) ≥0.9՝ տուգանքներից խուսափելու համար, սակայն ՀԳ = 1.0-ի գերազանցումը կարող է հանգեցնել համակարգի լարման բարձրացման և վտանգել ցանցի կայունությունը:

 

 

 

1000 կՎԱ տրանսֆորմատորը սկզբնապես մատակարարում է 200 կՎտ էլեկտրական բեռ։ Նոր 600 կՎտ բեռ ավելացնելուց հետո ակտիվ հզորության ընդհանուր պահանջարկը հասնում է ‌800 կՎտ‌-ի, որը մնում է տրանսֆորմատորի հաշվարկված անվտանգ շահագործման սահմանի սահմաններում։

 

 

 

Հետևաբար, 1000 կՎԱ տրանսֆորմատորը, որը սկզբնապես մատակարարում էր 200 կՎտ էլեկտրական բեռ, կարող է անվտանգորեն երկարատև աշխատել նույնիսկ նոր 600 կՎտ բեռ (ընդհանուր 800 կՎտ) ավելացնելուց հետո, եթե հզորության գործակիցը օպտիմալացված է պահանջվող մակարդակին։