در این صفحه
MVA مخفف مگاولت-آمپر است. این واحدی از توان ظاهری است که برای ترانسفورماتورها، ژنراتورها، پستهای برق و سایر سیستمهای الکتریکی بزرگ AC استفاده میشود.
تبدیل آن دقیق است:
1 MVA = 1,000 kVA = 1,000,000 VAMVA با MW یکسان نیست. MVA حاصلضرب ولتاژ و جریان RMS کل را توصیف میکند، در حالی که MW توان حقیقی تبدیلشده به کار مفید یا گرما را نشان میدهد. ضریب توان این دو را به هم مرتبط میکند.
MVA به چه معناست؟
حروف نشاندهنده موارد زیر هستند:
- م: مگا، پیشوند SI برای 10^6؛;
- وی: ولت؛;
- الف: آمپر.
ولت-آمپر، توان ظاهری در یک سیستم الکتریکی AC را اندازهگیری میکند. همین مقدار بسته به مقیاس میتواند به صورت VA، kVA یا MVA نوشته شود.
| رتبهبندی | مقدار معادل |
|---|---|
| 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 |
حروف بزرگ M اهمیت دارد. در نمادگذاری SI، M به معنای مگا است، در حالی که m کوچک به معنای میلی یا 10^-3 است.
MVA، MW و Mvar: مثلث توان
توان AC معمولاً از طریق سه کمیت مرتبط توصیف میشود:
| مقدار | نماد | واحد | معنی |
|---|---|---|---|
| توان ظاهری | S | VA، kVA، MVA | نیاز ترکیبی ولتاژ-جریان RMS |
| توان حقیقی | پ | W، kW، MW | توانی که به خروجی مفید، حرکت، گرما یا نور تبدیل میشود |
| توان راکتیو | Q | var, kvar, Mvar | توان مبادلهشده با میدانهای مغناطیسی و الکتریکی |
برای یک سیستم سینوسی:
S^2 = P^2 + Q^2
ضریب توان = P / S
MW = MVA × ضریب توانبرای مثال، باری که 10 MVA با ضریب توان 0.80 میکشد، مصرف میکند:
MW = 10 MVA × 0.80 = 8 MWرابطه باقیمانده بیشتر از نوع راکتیو است تا مصرف انرژی حقیقی اضافی. با استفاده از مثلث توان:
Mvar = sqrt(10^2 - 8^2) = 6 Mvarاگر ضریب توان تغییر کند در حالی که مقدار MW ثابت بماند، MVA مورد نیاز تغییر میکند. به همین دلیل است که ضریب توان ضعیف، جریان را افزایش داده و ظرفیت ترانسفورماتور، کابل و تابلو برق را بدون ارائه افزایش معادل در توان حقیقی، مصرف میکند.
برای فرآیند طراحی اصلاحی، رجوع کنید به اصلاح ضریب توان: تعیین ظرفیت بانک خازنی، هارمونیکها و حفاظت.
فرمول MVA برای سیستمهای تکفاز و سهفاز
توان ظاهری تکفاز
MVA = V × I / 1,000,000که در آن V ولتاژ RMS بر حسب ولت و I جریان RMS بر حسب آمپر است.
توان ظاهری سهفاز
برای یک سیستم سهفاز متعادل با استفاده از ولتاژ خطبهخط و جریان خط:
MVA = sqrt(3) × V_L-L × I_L / 1,000,000بازآرایی برای محاسبه جریان:
I_L = MVA × 1,000,000 / (sqrt(3) × V_L-L)این معادلات توان ظاهری را از مقادیر RMS محاسبه میکنند. این معادلات شامل ضریب توان نیستند مگر اینکه نتیجه مورد نیاز، توان حقیقی باشد.
مثال حلشده: جریان یک ترانسفورماتور 10 MVA
یک ترانسفورماتور سهفاز 10 MVA با ولتاژ نامی 33/11 kV را در نظر بگیرید.
در سمت 33 kV:
I = 10,000,000 / (sqrt(3) × 33,000)
I ≈ 175 Aدر سمت 11 kV:
I = 10,000,000 / (sqrt(3) × 11,000)
I ≈ 525 A
توان ظاهری نامی در هر دو سمت تقریباً یکسان است، اما سیمپیچ با ولتاژ پایینتر جریان بیشتری را عبور میدهد. بارگذاری واقعی همچنین باید محدودیتهای کلاس خنککنندگی ترانسفورماتور، حدود دما، وضعیت تپ (tap)، هارمونیکها، شرایط نصب و دستورالعملهای سازنده را رعایت کند.
چرا توان ترانسفورماتورها به جای MW با MVA بیان میشود؟
گرم شدن ترانسفورماتور عمدتاً ناشی از تلفات وابسته به ولتاژ و جریان است. ترانسفورماتور باید ولتاژ و جریان RMS را بدون توجه به ضریب توان بار عبور دهد. از آنجا که ضریب توان عمدتاً مربوط به بار متصلشده است، ظرفیت ترانسفورماتور به جای W یا MW، با VA، kVA یا MVA بیان میشود.
این بدین معنا نیست که ضریب توان بیاهمیت است. در توان خروجی MW یکسان، ضریب توان پایینتر مستلزم MVA بالاتر و جریان بیشتر است:
| بار واقعی | ضریب توان | توان ظاهری مورد نیاز |
|---|---|---|
| 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 |
برای توضیحات جامعتر در مورد ظرفیتهای کوچکتر ترانسفورماتور، مراجعه کنید به Understanding kVA Rating for Transformers.
چگونه مشخصات پلاک MVA را بخوانیم
مقدار MVA هرگز نباید به تنهایی خوانده شود. آن را به همراه موارد زیر بررسی کنید:
- ولتاژهای نامی اولیه و ثانویه؛;
- تعداد فازها و فرکانس؛;
- جریان نامی برای هر سیمپیچ؛;
- گروه برداری و اتصال؛;
- امپدانس درصدی؛;
- محدوده تپ و موقعیت تپ؛;
- روش خنککاری؛;
- اطلاعات مربوط به افزایش دما و عایقبندی؛;
- استاندارد ترانسفورماتور قابل اعمال.
مقدار نامی MVA بهتنهایی جریان اتصال کوتاه موجود را تعیین نمیکند. امپدانس ترانسفورماتور و توان سیستم بالادستی نیز مورد نیاز است. همچنین این مقدار بیانگر میزان انرژی تحویلی ترانسفورماتور در طول زمان نیست؛ انرژی با واحدهایی مانند MWh اندازهگیری میشود، نه MVA.
اشتباهات رایج در مورد MVA
در نظر گرفتن MVA به عنوان MW
مقدار MVA تنها زمانی با MW برابر است که ضریب توان ۱.۰۰ باشد. برای سایر ضرایب توان، از فرمول MW = MVA × power factor استفاده کنید.
اشتباه گرفتن توان با انرژی
MVA یک درجهبندی توان ظاهری لحظهای است. MWh انرژی انباشتهشده در طول زمان است. این دو قابل جایگزینی با یکدیگر نیستند.
نادیده گرفتن ضریب رادیکال سه
فرمول سه فاز متعادل با استفاده از ولتاژ خط و جریان خط، شامل رادیکال (3) است. فرمول تکفاز اینطور نیست.
استفاده از ولتاژ نامی بدون بررسی سیمپیچ
یک ترانسفورماتور جریانهای نامی متفاوتی در سمت فشار قوی و فشار ضعیف خود دارد. از ولتاژ سیمپیچی که در حال ارزیابی آن هستید استفاده کنید.
سوالات متداول
هر 1 MVA چند kVA است؟
یک MVA برابر با 1,000 kVA است.
هر 1 MVA چند MW است؟
این به ضریب توان بستگی دارد. در ضریب توان واحد (unity)، ۱ MVA برابر با ۱ MW است. در ضریب توان ۰.۸، ۱ MVA معادل ۰.۸ MW است.
آیا توان نامی MVA بالاتر همیشه بهتر است؟
خیر. توان نامی باید با بار سیستم، ولتاژ، سطح خطا، شرایط خنکسازی، طرح توسعه، اهداف بهرهوری و طراحی حفاظتی مطابقت داشته باشد. بیشسایزی (Oversizing) میتواند هزینه را افزایش دهد و عملکرد سیستم را بدون حل مشکلات ضریب توان ضعیف یا هارمونیکها تغییر دهد.
تعریف نهایی
MVA به معنی مگاولت-آمپر است, ، واحدی از توان ظاهری که برابر با یک میلیون ولت-آمپر است. از MVA همراه با ولتاژ برای محاسبه جریان AC استفاده کنید و از ضریب توان برای تبدیل بین MVA و MW بهره ببرید. هنگام خواندن توان نامی ترانسفورماتور یا ژنراتور، به جای در نظر گرفتن عدد MVA به عنوان توان حقیقی، انرژی یا ظرفیت اتصال کوتاه، پلاک مشخصات کامل را بررسی کنید.