Что такое кВА и чем отличается от кВт?

Полная и активная мощность - две важнейшие характеристики любой электрической цепи. Но не все знают, чем конкретно отличаются кВА и кВт. Давайте разберемся!

1. Основные определения

Что такое кВА (киловольт-ампер)? Это единица измерения полной мощности переменного тока. Полная мощность определяется как произведение действующих значений тока в цепи и напряжения на ее зажимах:

S = U * I, где:

• S - полная мощность в кВА;
• U - напряжение в вольтах;
• I - сила тока в амперах.

А что такое кВт (киловатт)? Это единица измерения активной мощности. Активная мощность вычисляется по формуле:

P = S * cosφ, где:

• P - активная мощность в кВт;
• S - полная мощность в кВА;
• cosφ - коэффициент мощности.

Коэффициент мощности показывает отношение между активной и полной мощностью. Он может принимать значения от 0 до 1.

2. Разница между кВА и кВт

Итак, в чем же принципиальное отличие между понятиями кВА и кВт?

• КВА характеризует полную мощность электрической цепи или прибора.
• КВт показывает только активную мощность, которая используется на полезную работу.

Другими словами, полная мощность включает в себя активную и еще реактивную мощность. Активная мощность полностью преобразуется в работу. А реактивная идет на создание электромагнитных полей в цепи, она как бы "гуляет" между источником и приемником.

Например, рассмотрим электродвигатель:

• 10 кВА - его полная потребляемая мощность из сети;
• 8 кВт - активная мощность, преобразуемая в механическую работу на валу двигателя;
• 2 кВА - реактивная мощность, расходуемая на электромагнитные процессы в обмотках.

Поэтому для электродвигателей всегда указывают оба показателя!

3. Как перевести кВА в кВт и наоборот

Теперь давайте разберем, как конвертировать эти величины друг в друга. Для этого воспользуемся формулой:

P = S * cosφ

Где:

• P - активная мощность в кВт;
• S - полная мощность в кВА;
• cosφ - коэффициент мощности.

Например, есть электродвигатель мощностью 5 кВт и cosφ = 0,8. Чтобы узнать его полную мощность в кВА, выполним следующие вычисления:

S = P / cosφ

S = 5 кВт / 0,8 = 6,25 кВА

Получаем, что полная мощность нашего двигателя - 6,25 кВА.

А теперь наоборот, имеется генератор с паспортной мощностью 10 кВт. Найдем полную мощность в кВА:

S = P / cosφ, где примем cosφ = 0,8

S = 10 кВт / 0,8 = 12,5 кВА

Видим, что полная мощность генератора составляет 12,5 кВА.

4. Типичные значения коэффициента мощности

Коэффициент мощности cosφ может принимать значения от 0 до 1. Рассмотрим наиболее типичные:

• 1 - оптимальное значение;
• 0,95 - хорошее;
• 0,9 - удовлетворительное;
• 0,8 - среднее;
• 0,7 - низкое;
• 0,6 - плохое.

Например, у электроламп накаливания cosφ близок к 1. А вот у асинхронных электродвигателей он обычно составляет 0,8-0,85. У мощных сварочных трансформаторов этот коэффициент может опускаться до 0,6.

5. Практическое применение понятий кВА и кВт

Где на практике применяются эти величины?

• При выборе и расчете мощности электрооборудования - генераторов, трансформаторов, стабилизаторов;
• При расчете сечения силовых кабелей и проводов;
• Для оценки энергоэффективности различных электроприборов и установок.

Например, если вам нужен генератор для питания сварочного аппарата (cosφ = 0,6), то выбирать его мощность нужно из расчета полной мощности в кВА, а не активной в кВт.

6. Что такое кВА - расшифровка понятия

Иногда возникает вопрос - а как расшифровать, что такое кВА? Напомним, это единица измерения полной мощности переменного тока в электрической цепи или приборе.

Расшифровывается так:

• к - кило (1000);
• В - вольт (единица напряжения);
• А - ампер (единица силы тока).

То есть кВА буквально означает "киловольт-ампер" - произведение напряжения в вольтах на силу тока в амперах, выраженное в кило (тысячах) этих величин.

7. КВА в энергетике и электрике

Понятия кВА и кВт широко используются как в энергетике, так и в электрике - при проектировании и расчете электрических сетей, подстанций, распределительных устройств.

В энергетике кВА/кВт применяются при выборе и эксплуатации генераторов, трансформаторов, преобразовательных установок, линий электропередач.

В электрике с помощью кВА и кВт рассчитывают потребляемую мощность и выбирают кабели для электроприводов, сварочных аппаратов, осветительных сетей и другого силового оборудования.

8. Часто задаваемые вопросы

Рассмотрим несколько часто задаваемых вопросов про кВА и кВт.

1. Почему на генераторах пишут мощность в кВА?
2. Может ли трансформатор 1000 кВА реально отдавать 1000 кВт?
3. В чем отличие кВА и кВт в бытовой и промышленной электрике?

Почему на генераторах пишут мощность в кВА?

На генераторах указывают полную мощность в кВА, поскольку к ним могут подключаться различные электроприборы и установки - как активные (лампы, обогреватели), так и реактивные (двигатели, трансформаторы).

Если бы на генераторе была написана только активная мощность в кВт, это вводило бы в заблуждение. Ведь к реактивной нагрузке отдаваемая активная мощность будет меньше заявленного значения.

Указывая полную мощность в кВА, производитель как бы говорит: "Этот генератор обеспечит заданную полную мощность для любой нагрузки". А уж какая часть этой мощности пойдет на полезную работу, зависит от коэффициента мощности cosφ конкретного потребителя.

Может ли трансформатор 1000 кВА реально отдавать 1000 кВт?

Нет, трансформатор на 1000 кВА физически не способен отдать полностью 1000 кВт. Все зависит от подключенной нагрузки.

Например, для активной нагрузки в виде обогревателей или ламп накаливания, cosφ которых близок к 1, отдача составит около 1000 кВт.

А если подключить реактивную нагрузку с cosφ = 0,8 (типичное значение для асинхронных электродвигателей), то отдаваемая активная мощность будет всего 800 кВт (1000 кВА * 0,8). То есть на 20% меньше паспортного значения трансформатора.

В чем отличие кВА и кВт в бытовой и промышленной электрике?

В бытовой электрике чаще используется понятие кВт, поскольку бытовые приборы и лампы - это активные нагрузки с cosφ, близким к 1.

А вот в промышленности и энергетике преобладает понятие кВА, так как там много реактивных нагрузок - двигатели, трансформаторы, индуктивные установки. Их cosφ существенно меньше 1, поэтому необходимо рассматривать полную мощность.

Как мощность связана с другими электрическими величинами?

Мощность неразрывно связана с такими величинами как напряжение, сила тока, сопротивление:

• P = U * I * cosφ;
• P = I² * R;
• P = U² / R.

Где:

• P - мощность в Вт или кВт;
• U - напряжение в В;
• I - сила тока в А;
• R - сопротивление в Ом.

Зная любые 2 величины, можно рассчитать третью. Например, по заданному напряжению и сопротивлению нагрузки вычислить потребляемую мощность.