Единица измерения ква и квт. Что такое кВАр? Понятия и термины

Признаюсь, статейку эту я взялся писать и по зову сердца, и по “письмам читателей”. В очередной раз прочитав в СМИ и на информационном портале фразы “реконструкция линии 110 кВт” , “я потребляю в месяц 175 киловатт”, или еще более неудачную “область потребила за неделю 500 тысяч кВт/ч” в моем воспитанном в школе и в универе энергетическом сознании возник не то чтобы “когнитивный диссонанс”, а самый настоящий гнев и негодование. Но поскольку гнев - плохая реакция на происходящее, она не решит проблему: даже если ерничать и оскорблять журналистов в совокупности, они по отдельности умнее не станут.

Поэтому предлагаю сесть в удобную позу (лотоса, кактуса, кому какJ) и, вдохнув глубоко, прочитать этот жесточайший дзэн-энерголикбез!))

Заблуждение первое: “Линия 110 кВт” . Пример запроса Яндекса:

Если правильно прочитать это выражение, то получается, что это линия электропередач мощностью 110 киловатт. Если сравнить с выражением “линия мощностью 100 тысяч лошадиных сил”, звучит абсурдно? “Но ведь лошадиные силы...” – промелькнуло у каждого читателя. Да! Это тоже внесистемная единица измерения мощности, но в отношении линии звучит она довольно абсурдно.

Теперь ближе к теме: каким же все-таки параметром характеризуется линия? Наверное, каким-то относительно стабильным и все же выделяющим ее среди “собратьев”. Линии электропередач характеризуются разными параметрами. Так вот в основу определяющего параметра лег уровень напряжения (класс напряжения), который способны выдержать изоляторы этой линии! Поэтому линии электропередач различают по номинальным напряжениям. В приведенном мною примере - это 110 киловольт (кВ). При этом по линии с напряжением 110 кВ может передаваться и 0 киловатт (кВт) и десятки тысяч киловатт мощности , все зависит от тока, который по ней идет.

Тем не менее стоит отметить, что некоторые элементы энергоситем и сетей характеризуюся величиной мощности. Это генераторы и трансформаторы. Таким образом, сказать в отношении генератора, что он, “генератор 1000 кВт”, - это вполне приемлимо, ибо именно величина мощности для него имеет определяющее значение. Для трансформаторов , как для “элементов-посредников” между тем же генератором и линией (или между линиями электропередая), применимо указание его номинальной мощности, и уровней напряжений, которые он трансформирует. Например, фраза “трансформатор 110/10 кВ” означает, что этот трансформатор умеет делать из 110 тысяч вольт 10 тысяч вольт, причем в обоих направлениях. А не так, как говорилось в известном анекдоте: “Трансформатор получает 220 отдает 127, на остальные гудит”. Следует добавить, что мощность трансформатора измеряют не в киловаттах (кВт), а в киловольт-амперах (кВА), это тоже единица мощности в энергетике. Но об этом отдельная большая история, в которой я расскажу про “треугольник мощностей”!

Заблуждение второе: “ У меня счетчик накрутил 215 кВт/ч”

Такие вопросы гуглу тоже задают не стесняясь

Определение ответа на вопрос дано на картинке запроса из Гугла, но я немного разверну его. Тут надо малость вспомнить математику и дроби. Если мы ошибочно сделаем запись о потребленной энергии в виде 100 кВт/ч, то это будет означать, что чем больше у нас киловатт мощности имеет нагрузка (чайник, утюг), то энергии потребляться будет больше (киловатты в числителе). А вот чем больше часов ваш чайник в N киловатт будет потреблять энергии, тем меньше энергии счетчик накрутит (часы находятся в знаменателе и уменьшают величину дроби). Но это же не так!!! – в очередной раз промелькнуло в голове читателя: чем больше времени включен чайник, тем больше киловатт-часов накручивает счетчик! Да, все верно, поэтому и записывается правильно единица измерения электроэнергии как кВт*ч , т.е. мощность, умноженная на время= электрическая энергия.

В дополнение к вышесказанному стоит отметить, что к употреблению на кухне фразы «у меня счетчик накрутил 120 киловатт, а у Гали 320 киловатт» еще можно отнестись с снисхождением. Ибо это бытовое выражение «счетчик накрутил 120 киловатт» подразумевает «счетчик отсчитал 120 киловатт-часов». Но употребление данных «кухонных» выражений в СМИ - совсем не комильфо. Если, конечно, СМИ не опустилось до уровня коммуналковской кухни.

За сим свой краткий энерголикбез оканчиваю и сажусь за следующий! Желаю вам энергоэффективных киловатт-часов!

В чем отличие кВт и кВА?

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). Таким образом, 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:

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, соответственно, 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. При этом характеристики электрической цепи будут следующими: 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:

Сos «фи»= P/S,

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.

При подсчете мощности, потребляемой устройством, следует учитывать так называемую полную мощность. Полная мощность - это вся мощность, потребляемая электроприбором, она состоит из активной мощности и реактивной мощности, в зависимости от типа нагрузки. Активная мощность всегда указывается в ваттах (Вт), полная - в вольт-амперах (ВА). Устройства - потребители электроэнергии зачастую имеют как активную, так и реактивную составляющие нагрузки.

Вольт-Ампер (В А, или V A) - единица измерения полной мощности , соответственно, 1кВА=10³ ВА, т.е. 1000 ВА.

Ватт (ВТ, а также W) - единица измерения активной мощности , соответственно, 1кВт=10³ Вт, т.е. 1000 Вт.

При активной нагрузке вся потребляемая электроэнергия преобразуется в другие виды энергии (тепловую, световую и т. п.). У некоторых устройств данная составляющая является основной. Мощность, потребляемая такой нагрузкой, называется активной. Примеры - лампы накаливания, обогреватели, электроплиты, утюги и т. п. Если их указанная потребляемая мощность составляет 1 кВт, для их питания достаточно стабилизатора мощностью 1кВА.

Мощность, которая не передалась в нагрузку, а была потрачена на нагрев и излучение, называется реактивной мощностью . Пример - устройства, содержащие электродвигатель, электронная, бытовая техника.

Полная мощность в вольт-амперах и активная мощность в ваттах связаны между собой коэффициентом Сos φ.

Сos φ коэффициент мощности, характеризующий качество электрооборудования с точки зрения экономии электрической энергии. Чем больше косинус φ , тем больше электроэнергии от источника попадает в нагрузку. Чтобы подсчитать полную мощность в ВА, нужно активную мощность в Вт разделить на Сos φ .

В чем же разница между кВА и кВт? При выборе ИБП необходимо помнить, что кВА - это полная мощность (потребляемая оборудованием), а кВт - мощность активная (т.е. затраченная на выполнение полезной работы).

Полная мощность (кВА) представляет собой сумму активной (кВТ) и реактивной мощностей .

S= A+ P

S - полная мощность измеряется в кВА (килоВольтАмперах)

A - активная мощность измеряется в кВт (килоВаттах)

P - реактивная мощность измеряется в кВар (килоВарах)

Различные электроприборы-потребители обладают различным соотношением активной и полной мощности, в зависимости от категории.

1. Чтобы определить суммарную мощность всех потребителей для активных приборов достаточно сложить все активные мощности (кВт). То есть, если по паспорту прибор (активный) потребляет, например, 1 кВт, то для его питания достаточно именно 1 кВт.

2. Для реактивных приборов требуется сложение полных мощностей всего электрооборудования, т.к. у реактивных потребителей часть энергии превращается в свет или тепло.

Из всего сказанного выше, можно сделать вывод: любая электроустановка характеризуется двумя основными показателями: мощностью (полной (кВа), активной (кВт)) и Сos φ (косинусом угла сдвига напряжения относительно тока). Соотношения их значений приведены ниже:

S = A / Сos φ

Рассмотрим пример электрических характеристик .

Предлагаемый ИБП представлен с показателем активной мощности P = 1600 Вт и коэффициентом мощности Сos φ = 0,8 . Таким образом, полная мощность S будет составлять:

S = P / Сos φ = 1600 / 0,8 = 2000 Ва=2 кВа

Всего вам хорошего и бесперебойного питания вашей технике!

Все генераторы делятся на 3 основных типа:

В чем отличие кВт и кВА?

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.

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:

• SиQ

  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.

• Сos ф

  Характеристики электрической цепи: r - активное сопротивление, Z - полное сопротивление; соответственно, Сos ф - угол сдвига фаз,

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:

Сos «фи»= P/S,

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.

В разделе «Справочная информация» содержатся пояснения о различных терминах, используемых при описании технических характеристик оборудования, которые неподготовленному человеку бывает нелегко понять.

Различия «кВА» и «кВт»

Зачастую, в прайсах различных производителей электрическая мощность оборудования указывается не в привычных киловаттах (кВт), а в «загадочных» кВА (киловольт-амперах). Как же понять потребителю сколько «кВА» ему нужно?

Существует понятие активной (измеряется в кВт) и полной мощности (измеряется в кВА).

Полная мощность переменного тока есть произведение действующего значения силы тока в цепи и действующего значения напряжения на её концах. Полную мощность есть смысл назвать «кажущейся»,так как эта мощность может не вся участвовать в совершении работы. Полная мощность - это мощность передаваемая источником, при этом часть её преобразуется в тепло или совершает работу (активная мощность), другая часть передаётся электромагнитным полям цепи - эта составляющая учитывается введением т.н. реактивной мощности.

Полная и активная мощность - разные физические величины, имеющие размерность мощности. Для того, чтобы на маркировках различных электроприборов или в технической документации не требовалось лишний раз указывать, о какой мощности идёт речь, и при этом не спутать эти физические величины, в качестве единицы измерения полной мощности используют вольт-ампер вместо ватта.

Если рассматривать практическое значение полной мощности, то это величина, описывающая нагрузки, реально налагаемые потребителем на элементы подводящей электросети (провода, кабели, распределительные щиты, трансформаторы, линии электропередачи, генераторные установки…), так как эти нагрузки зависят от потребляемого тока, а не от фактически использованной потребителем энергии. Именно поэтому номинальная мощность трансформаторов и распределительных щитов измеряется в вольт-амперах, а не в ваттах.

Отношение активной мощности к полной мощности цепи называется коэффициентом мощности.

Коэффициент мощности (cos фи) есть безразмерная физическая величина, характеризующая потребителя переменного электрического тока с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей. Коэффициент мощности показывает, насколько сдвигается по фазе переменный ток, протекающий через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения.

Численно коэффициент мощности равен косинусу этого фазового сдвига.

Значения коэффициента мощности:

Большинство производителей определяют потребляемую мощность своего оборудования в Ваттах.

В случае, если потребитель не имеет реактивной мощности (нагревательные приборы – такие как чайник, кипятильник, лампа накаливания, ТЭН), информация о коэффициенте мощности неактуальна, в виду того, что он равен единице. То есть в таком случае полная мощность, потребляемая прибором и необходимая для его эксплуатации, равна активной мощности в Ваттах.

P = I*U* С os (fi) →

P = I * U *1 →

P = I * U

Пример: В паспорте электрического чайника указана потребляемая мощность – 2 кВт. Это значит, что и полная мощность, необходимая для успешного функционирования прибора, составит 2 кВА.

Если же потребителем является прибор, имеющий в своем составе реактивное сопротивление (емкость, индуктивность), в технических данных всегда указывается мощность в Ваттах и значение коэффициента мощности для данного прибора. Это значение определяется параметрами самого прибора, а конкретно – соотношением его активных и реактивных сопротивлений.

Пример: В техническом паспорте перфоратора указана потребляемая мощность – 5 кВт и коэффициент мощности (Сos(fi)) – 0.85. Это значит, что полная мощность, необходимая для его работы, составит

P полн.= Pакт./Cos(fi)

P полн.= 5/0.85= 5,89 кВА

При выборе генераторной установки часто возникает резонный вопрос – «Сколько же мощности она все-таки сможет выдать?». Это обусловлено тем, что в характеристиках генераторных установок указывается полная мощность в кВА. Ответом на этот вопрос и служит данная статья.

Пример: Генераторная установка мощностью 100 кВА. Если потребители будут иметь только активное сопротивление, то кВА=кВт. Если также будет присутствовать и реактивная составляющая, то надо учитывать коэффициент мощности нагрузки.

Именно поэтому в характеристиках генераторных установок указывается полная мощность в кВА. А уж как Вы ее будете использовать – решать только Вам.