MVA ausgeschrieben in der Elektrotechnik: Formel, MW und kVA

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MVA steht für Megavoltampere. Es ist eine Einheit der Scheinleistung die für Transformatoren, Generatoren, Umspannwerke und andere große AC-Stromversorgungssysteme verwendet wird.

Die Umrechnung ist exakt:

1 MVA = 1.000 kVA = 1.000.000 VA

MVA ist nicht dasselbe wie MW. MVA beschreibt das gesamte RMS-Produkt aus Spannung und Strom, während MW die Wirkleistung beschreibt, die in nutzbare Arbeit oder Wärme umgewandelt wird. Der Leistungsfaktor verbindet die beiden.

Was bedeutet MVA?

Die Buchstaben stehen für:

M: Mega, das SI-Präfix für 10^6;
V: Volt;
A: Ampere.

Voltampere messen die Scheinleistung in einem AC-Stromkreis. Die gleiche Größe kann je nach Skalierung als VA, kVA oder MVA geschrieben werden.

Bewertung	Äquivalenter Wert
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

Der Großbuchstabe M ist wichtig. In der SI-Notation steht M für Mega, während das kleingeschriebene m für Milli bzw. 10^-3 steht.

MVA, MW und Mvar: Das Leistungsdreieck

AC-Leistung wird üblicherweise durch drei zusammenhängende Größen beschrieben:

Menge	Symbol	Einheit	Bedeutung
Scheinleistung	S	VA, kVA, MVA	Kombinierter Effektivwert-Bedarf von Spannung und Strom
Wirkleistung	P	W, kW, MW	In nutzbare Ausgangsleistung, Bewegung, Wärme oder Licht umgewandelte Energie
Blindleistung	Q	var, kvar, Mvar	Leistungsaustausch mit magnetischen und elektrischen Feldern

AC-Leistungsdreieck mit Wirkleistung in MW, Blindleistung in Mvar und Scheinleistung in MVA

Für ein sinusförmiges System:

S^2 = P^2 + Q^2
Leistungsfaktor = P / S
MW = MVA × Leistungsfaktor

Beispiel: Eine Last mit 10 MVA bei einem Leistungsfaktor von 0,80 nimmt folgende Leistung auf:

MW = 10 MVA × 0,80 = 8 MW

Das verbleibende Verhältnis ist eher reaktiv als ein zusätzlicher Wirkenergieverbrauch. Unter Verwendung des Leistungsdreiecks:

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

Wenn sich der Leistungsfaktor ändert, während MW konstant bleibt, ändert sich die erforderliche MVA. Aus diesem Grund erhöht ein schlechter Leistungsfaktor den Strom und verbraucht Kapazitäten von Transformatoren, Kabeln und Schaltanlagen, ohne eine entsprechende Erhöhung der Wirkleistung zu liefern.

Für den Korrektur-Designprozess siehe Blindleistungskompensation: Dimensionierung von Kondensatorbänken, Oberschwingungen und Schutz.

MVA-Formel für einphasige und dreiphasige Systeme

Einphasige Scheinleistung

MVA = V × I / 1.000.000

wobei V die RMS-Spannung in Volt und I der RMS-Strom in Ampere ist.

Dreiphasige Scheinleistung

Für ein symmetrisches Dreiphasensystem unter Verwendung der verketteten Spannung und des Leitungsstroms:

MVA = sqrt(3) × V_L-L × I_L / 1.000.000

Umgestellt zur Berechnung des Stroms:

I_L = MVA × 1.000.000 / (sqrt(3) × V_L-L)

Diese Gleichungen berechnen die Scheinleistung aus Effektivwerten. Sie beinhalten keinen Leistungsfaktor, es sei denn, das gewünschte Ergebnis ist die Wirkleistung.

Berechnungsbeispiel: Strom eines 10 MVA Transformators

Betrachten Sie einen dreiphasigen 10 MVA Transformator mit einer Bemessung von 33/11 kV.

Auf der 33 kV-Seite:

I = 10.000.000 / (sqrt(3) × 33.000)
I ≈ 175 A

Auf der 11 kV-Seite:

I = 10.000.000 / (sqrt(3) × 11.000)
I ≈ 525 A

Strombeispiel eines Zehn-MVA-Transformators mit ca. 175 A bei 33 kV und 525 A bei 11 kV

Die Scheinleistungsbemessung ist auf beiden Seiten nahezu gleich, aber die Wicklung mit der niedrigeren Spannung führt einen höheren Strom. Die tatsächliche Belastung muss zudem die Kühlungsart, Temperaturgrenzen, Stufenschalterstellung, Oberschwingungen, Installationsbedingungen und die Herstelleranweisungen des Transformators berücksichtigen.

Warum werden Transformatoren in MVA statt in MW bemessen?

Die Erwärmung eines Transformators wird hauptsächlich durch spannungs- und stromabhängige Verluste bestimmt. Der Transformator muss die Effektivspannung und den Effektivstrom unabhängig vom Leistungsfaktor der Last führen. Da der Leistungsfaktor in erster Linie von der angeschlossenen Last abhängt, wird die Transformatorleistung in VA, kVA oder MVA und nicht in W oder MW angegeben.

Dies bedeutet nicht, dass der Leistungsfaktor irrelevant ist. Bei gleicher MW-Leistung erfordert ein niedrigerer Leistungsfaktor ein höheres MVA und einen höheren Strom:

Wirkleistung	Leistungsfaktor	Erforderliche Scheinleistung
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

Für eine detailliertere Erläuterung zu kleineren Transformatorleistungen siehe Die kVA-Nennleistung von Transformatoren verstehen.

Lesen eines MVA-Leistungsschilds

Ein MVA-Wert sollte niemals isoliert betrachtet werden. Überprüfen Sie ihn zusammen mit:

bemessenen Primär- und Sekundärspannungen;
Phasenanzahl und Frequenz;
Bemessungsstrom für jede Wicklung;
Schaltgruppe und Schaltungsart;
relative Kurzschlussspannung;
Stufenbereich und Stufenstellung;
Kühlmethode;
Angaben zu Temperaturanstieg und Isolierung;
anwendbare Transformatornorm.

Die MVA-Nennleistung definiert für sich genommen nicht den verfügbaren Kurzschlussstrom. Die Transformatorimpedanz und die Stärke des vorgeschalteten elektrischen Systems sind ebenfalls erforderlich. Sie gibt zudem nicht an, wie viel Energie der Transformator im Laufe der Zeit liefert; Energie wird in Einheiten wie MWh gemessen, nicht in MVA.

Häufige MVA-Fehler

Gleichsetzung von MVA mit MW

MVA entspricht nur dann MW, wenn der Leistungsfaktor 1,00 beträgt. Verwenden Sie für andere Leistungsfaktoren MW = MVA × Leistungsfaktor.

Verwechslung von Leistung mit Energie

MVA ist eine Bemessung für die momentane Scheinleistung. MWh ist eine über die Zeit akkumulierte Energie. Sie sind nicht austauschbar.

Weglassen des Faktors Quadratwurzel aus drei

Die Formel für das symmetrische Dreiphasensystem unter Verwendung von Netzspannung und Netzstrom enthält sqrt(3). Die Einphasenformel nicht.

Verwendung der Nennspannung ohne Überprüfung der Wicklung

Ein Transformator hat unterschiedliche Nennströme auf seiner Hoch- und Niederspannungsseite. Verwenden Sie die Spannung der Wicklung, die bewertet wird.

Häufige Fragen

Wie viele kVA sind in 1 MVA enthalten?

Ein MVA entspricht 1.000 kVA.

Wie viele MW sind in 1 MVA enthalten?

Dies hängt vom Leistungsfaktor ab. Bei einem Leistungsfaktor von 1 entspricht 1 MVA 1 MW. Bei einem Leistungsfaktor von 0,8 entsprechen 1 MVA 0,8 MW.

Ist eine höhere MVA-Bemessung immer besser?

Nein. Die Bemessung muss auf die Systemlast, die Spannung, den Fehlerpegel, die Kühlbedingungen, den Erweiterungsplan, die Effizienzziele und das Schutzkonzept abgestimmt sein. Eine Überdimensionierung kann die Kosten erhöhen und die Systemleistung beeinträchtigen, ohne Probleme mit einem schlechten Leistungsfaktor oder Oberschwingungen zu lösen.

Abschließende Definition

MVA steht für Megavoltampere,, eine Einheit der Scheinleistung, die einer Million Voltampere entspricht. Verwenden Sie MVA zusammen mit der Spannung zur Berechnung des AC-Stroms und nutzen Sie den Leistungsfaktor für die Umrechnung zwischen MVA und MW. Überprüfen Sie beim Lesen der Bemessung eines Transformators oder Generators das vollständige Typenschild, anstatt die MVA-Zahl als Wirkleistung, Energie oder Kurzschlussleistung zu interpretieren.

MVA-Vollform in der Elektrotechnik: Bedeutung, Formel sowie MVA vs. MW