Plný význam zkratky MVA v elektrotechnice: Význam, vzorec a rozdíl mezi MVA a MW

MVA znamená megavoltampér. Je to jednotka zdánlivého výkonu používaná pro transformátory, generátory, rozvodny a další velké AC elektrické soustavy.

Převod je přesný:

1 MVA = 1 000 kVA = 1 000 000 VA

MVA není totéž co MW. MVA popisuje celkový součin RMS napětí a proudu, zatímco MW popisuje činný výkon přeměněný na užitečnou práci nebo teplo. Obě hodnoty propojuje účiník.

Co znamená MVA?

Písmena představují:

• M: mega, předponu soustavy SI pro 10^6;
• V: volt;
• A: ampér.

Voltampéry měří zdánlivý výkon v AC obvodu. Stejná veličina může být zapsána jako VA, kVA nebo MVA v závislosti na měřítku.

Hodnocení	Ekvivalentní hodnota
1 kVA	1 000 VA
1 MVA	1 000 kVA
1 MVA	1 000 000 VA
10 MVA	10 000 kVA
100 MVA	100 000 kVA

Velké písmeno M je důležité. V zápisu SI znamená M mega, zatímco malé písmeno m znamená mili, neboli 10^-3.

MVA, MW a Mvar: Výkonový trojúhelník

AC výkon se běžně popisuje pomocí tří souvisejících veličin:

Množství	Symbol	Jednotka	Význam
Zdánlivý výkon	S	VA, kVA, MVA	Kombinovaný požadavek na efektivní hodnotu (RMS) napětí a proudu
Činný výkon	P	W, kW, MW	Výkon přeměněný na užitečný výstup, pohyb, teplo nebo světlo
Jalový výkon	Q	var, kvar, Mvar	Výkon vyměňovaný s magnetickými a elektrickými poli

Pro sinusovou soustavu:

S^2 = P^2 + Q^2
Účiník = P / S
MW = MVA × účiník

Například zátěž odebírající 10 MVA při účiníku 0,80 spotřebovává:

MW = 10 MVA × 0,80 = 8 MW

Zbývající vztah je spíše jalový než dodatečná spotřeba činné energie. S využitím výkonového trojúhelníku:

Mvar = sqrt(10^2 - 8^2) = 6 Mvar

Pokud se účiník změní, zatímco MW zůstávají konstantní, požadované MVA se změní. To je důvod, proč nízký účiník zvyšuje proud a spotřebovává kapacitu transformátoru, kabelu a rozváděče, aniž by přinesl odpovídající nárůst činného výkonu.

Pro proces návrhu korekce viz Kompenzace účiníku: dimenzování kondenzátorových baterií, harmonické a ochrana.

Vzorec MVA pro jednofázové a třífázové soustavy

Jednofázový zdánlivý výkon

MVA = V × I / 1 000 000

kde V je RMS napětí ve voltech a I je RMS proud v ampérech.

Zdánlivý výkon třífázové soustavy

Pro symetrickou třífázovou soustavu při použití sdruženého napětí a fázového proudu:

MVA = sqrt(3) × V_L-L × I_L / 1 000 000

Úprava pro výpočet proudu:

I_L = MVA × 1 000 000 / (sqrt(3) × V_L-L)

Tyto rovnice vypočítávají zdánlivý výkon z efektivních (RMS) hodnot. Nezahrnují účiník, pokud požadovaným výsledkem není činný výkon.

Řešený příklad: Proud 10 MVA transformátoru

Uvažujme třífázový 10 MVA transformátor se jmenovitým napětím 33/11 kV.

Na straně 33 kV:

I = 10 000 000 / (sqrt(3) × 33 000)
I ≈ 175 A

Na straně 11 kV:

I = 10 000 000 / (sqrt(3) × 11 000)
I ≈ 525 A

Jmenovitý zdánlivý výkon je na obou stranách přibližně stejný, ale vinutí s nižším napětím přenáší vyšší proud. Skutečné zatížení musí rovněž respektovat třídu chlazení transformátoru, teplotní limity, polohu odbočky, harmonické, podmínky instalace a pokyny výrobce.

Proč jsou transformátory dimenzovány v MVA namísto MW?

Oteplování transformátoru je způsobeno především ztrátami závislými na napětí a proudu. Transformátor musí přenášet efektivní (RMS) napětí a proud bez ohledu na účiník zátěže. Protože účiník náleží primárně připojené zátěži, kapacita transformátoru se vyjadřuje ve VA, kVA nebo MVA spíše než ve W nebo MW.

To neznamená, že účiník není důležitý. Při stejném výstupním výkonu v MW vyžaduje nižší účiník vyšší zdánlivý výkon v MVA a vyšší proud:

Činná zátěž	Účiník	Požadovaný zdánlivý výkon
8 MW	1.00	8 MVA
8 MW	0.90	8,89 MVA
8 MW	0.80	10 MVA
8 MW	0.70	11,43 MVA

Podrobnější vysvětlení jmenovitých výkonů menších transformátorů naleznete v Pochopení jmenovitého výkonu transformátorů v kVA.

Jak číst jmenovitý výkon v MVA na typovém štítku

Hodnota MVA by nikdy neměla být čtena samostatně. Kontrolujte ji společně s:

• jmenovitým primárním a sekundárním napětím;
• počtem fází a frekvencí;
• jmenovitým proudem pro každé vinutí;
• skupinou spojení a zapojením;
• procentuální impedancí;
• rozsahem odboček a polohou odbočky;
• metoda chlazení;
• informace o oteplení a izolaci;
• příslušná norma pro transformátory.

Jmenovitý výkon v MVA sám o sobě nedefinuje dostupný zkratový proud. Jsou rovněž vyžadovány parametry impedance transformátoru a síla napájecí elektrické soustavy. Dále neuvádí, kolik energie transformátor dodá v čase; energie se měří v jednotkách, jako jsou MWh, nikoliv MVA.

Časté chyby při používání MVA

Ztotožňování MVA s MW

MVA se rovná MW pouze při účiníku 1,00. Pro ostatní účiníky použijte MW = MVA × účiník.

Zaměňování výkonu s energií

MVA je jmenovitý okamžitý zdánlivý výkon. MWh je energie akumulovaná v čase. Tyto veličiny nejsou zaměnitelné.

Vynechání koeficientu odmocniny ze tří

Vzorec pro symetrickou třífázovou soustavu využívající sdružené napětí a proud ve vedení obsahuje sqrt(3). Jednofázový vzorec nikoliv.

Použití jmenovitého napětí bez kontroly vinutí

Transformátor má odlišné jmenovité proudy na straně vysokého a nízkého napětí. Použijte napětí právě posuzovaného vinutí.

Běžné otázky

Kolik kVA je v 1 MVA?

Jeden MVA se rovná 1 000 kVA.

Kolik MW je v 1 MVA?

Závisí to na účiníku. Při účiníku rovnému jedné se 1 MVA rovná 1 MW. Při účiníku 0,8 odpovídá 1 MVA hodnotě 0,8 MW.

Je vyšší jmenovitý výkon v MVA vždy lepší?

Ne. Jmenovitý výkon musí odpovídat zátěži elektrické soustavy, napětí, úrovni poruchy, chladicím podmínkám, plánu rozšíření, cílům účinnosti a návrhu ochrany. Předimenzování může zvýšit náklady a změnit výkon elektrické soustavy, aniž by vyřešilo problémy se špatným účiníkem nebo harmonickým zkreslením.

Konečná definice

MVA znamená megavoltampér, jednotka zdánlivého výkonu rovná jednomu milionu voltampérů. Použijte MVA spolu s napětím pro výpočet střídavého proudu (AC) a použijte účiník pro převod mezi MVA a MW. Při čtení jmenovitého výkonu transformátoru nebo generátoru ověřte kompletní výkonový štítek namísto toho, abyste hodnotu MVA považovali za činný výkon, energii nebo zkratovou odolnost.

Zdroje

• BIPM, předpony SI
• IEC 60076-1:2011, Výkonové transformátory – Část 1: Obecné