כוח מדורג וגורם הכוח של שנאי

 

1. הגדרה

קיבולת שנאי מתייחסת לכוח המרבי ששנאי יכול להעביר בבטחה בתנאי הפעלה מדורגים לתקופה ממושכת. בדרך כלל הוא בא לידי ביטוי בקילובולט-אמפר (KVA) או Megavolt-Amperes (MVA). הקיבולת נקבעת על ידי סביבת התכנון וההפעלה של השנאי ומשמשת כפרמטר מפתח להערכת יכולת הטיפול בעומס השנאי.

 

2. יחידות

היחידות המשמשות הן קילובולט-אמפר (KVA) או Megavolt-Amperes (MVA), עם ההמרות הבאות:
1 MVA=1000 KVA=1, 000, 000 Va.

 

 

כוח (ים) לכאורה

KVA- זה בדרך כלל מכונה יכולת השנאי, כמו שנאי 5000 קילוואט.
הנוסחה היא:
אֵיפֹה:

• S: כוח לכאורה (יכולת שנאי, יחידה: KVA או MVA)
• U: מתח מדורג (יחידה: KV)
• I: זרם מדורג (יחידה: א)

יכולת שנאי שוקלת רק את הכוח לכאורה ואינה משקפת ישירות את גורם ההספק.

 

כוח פעיל (P)

KW- כוח פעיל הוא הכוח בפועל המשמש את העומס.

 

כוח תגובתי (ש)

KVAR- כוח תגובתי קשור להקמה ותחזוקה של השדה האלקטרומגנטי.

 

 

 

 

שנאי חד פאזי

הקיבולת בצד הראשוני שווה לקיבולת הצד המשני:

√  

 

שנאי תלת פאזי

נוסחת יחסים:

הקיבולת מחושבת כ:

√  

אֵיפֹה:

• V: מתח קו (יחידה: KV)
• I: זרם קו (יחידה: א)

 

 

• יכולת מדורגת

הקיבולת המרבית של שנאי שיכול לפעול בבטחה במשך זמן רב בתנאים מדורגים

 

• תנאים מדורגים

מתח מדורג, תדירות מדורגת ועליית הטמפרטורה במהלך פעולת העומס המלאה אינם חורגים מהתקן

 

מגבלת עליית הטמפרטורה	תקני IEC (k)	תקני IEEE (k)
החלק העליון	60	65
ממוצע מתפתל	65	65
נקודה חמה מפותלת	78	80

 

דוגמה: שנאי 5000 קילוואט, כאשר מבחן עליית הטמפרטורה, גבול עליית הטמפרטורה עולה על ההוראות הסטנדרטיות, נחשב כי קיבולת השנאי בתנאים מדורגים לא יכולה להגיע ל 5000 קילוואט, עשויה לא תעלה על גבול עליית הטמפרטורה תחת 4500KVA, אז הקיבולת בפועל של השנאי צריכה להיות 4500KVA

 

 

גורם כוח (PF) הוא פרמטר חסר ממדים המציין את אופי העומס. זה היחס בין הכוח הפעיל (P) לכוח (ים) לכאורה, המוגדר כ: 

אֵיפֹה:

• P: כוח פעיל, נמדד בקילוואט (KW);
• S: כוח לכאורה, נמדד בקילובולט-אמפר (KVA);
• ϕ: זווית שלב בין זרם למתח.

 

הטווח האופייני של ערכי גורם כוח הוא 0 עד 1:

• עומסים מתנגדים טהורים: גורם כוח שווה ל- 1 (מתח וזרם נמצאים בשלב).
• עומסים אינדוקטיביים(למשל, מנועים, רובוטריקים): גורם הכוח הוא פחות מ -1 (זרם מפגר מאחורי המתח).
• עומסים קיבוליים: גורם כוח הוא פחות מ -1 (זרם מוביל מתח).

 

 

קיבולת שנאי נועדה להתמודד עם הכוח המרבי לכאורה ואינו מושפע ישירות מגורם ההספק. עם זאת, במהלך פעולת העומס בפועל, גורם ההספק משפיע על יכולת תפוקת הכוח הפעילה של השנאי. הקשר הוא: P=S × PF פירושו שעם גורם הספק נמוך, אם כי הכוח לכאורה נשאר קבוע, הכוח הפעיל פוחת, מה שעלול להגביל את השימוש של השנאי.

 

דוּגמָה:

• אם לשנאי יש קיבולת של 1 0 0 KVA וגורם ההספק הוא 0.8, אז: P =100 × 0. 8=80 kW זה מצביע על כך שהשנאי יכול לספק רק 80 קילו של כוח פעיל.

לפיכך, בתנאי גורם כוח נמוך, הוספת מכשירי פיצוי (כגון בנקי קבלים) לשיפור גורם הכוח יכולה לנצל באופן מלא את יכולת השנאי ולהפחית את ההפסדים.