變壓器的容量是指什么？容量和功率有什么關(guān)系？

變壓器的容量是用視在功率單位kVA（千伏安）表示，來說明該變壓器輸出容量的大小。而各種負(fù)載象電動(dòng)機(jī)等等都用有功功率kW（千瓦）表示，來說明其輸出功率的大小。

而電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)除了把電功率轉(zhuǎn)換為機(jī)械功率外，還需要一定的無功功率，因此變壓器既要向電動(dòng)機(jī)提供有功功率也要提供無功功率。有功功率是指把電能轉(zhuǎn)換成了機(jī)械能、熱能、光能等的功率，是實(shí)際消耗掉的能量；而無功功率僅是在電機(jī)內(nèi)形成磁場，讓電動(dòng)機(jī)可以運(yùn)轉(zhuǎn)對外做功，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的原理是通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用，但形成磁場的這部分功率沒有實(shí)際消耗能量，沒有對外做功，所以稱為無功功率。

視在功率、有功功率、無功功率三者的關(guān)系，可用直角三角到表示如圖

cosφ稱為功率因數(shù)，也就是有功功率P與視在功率S的比值，功率因數(shù)cosφ的大小說明了有功功率占比的大小，也說明了其中無功功率的多少，在視在功率S一定的情況下，無功功率越多有功功率就越少。

那么對一臺(tái)變壓器究竟能匹配多少有功功率kW，就由變壓器的容量視在功率kVA的大小與功率因數(shù)cosφ的高低決定，因?yàn)镻=cosφS。

例如下圖是一臺(tái)630kVA變壓器的銘牌，

這臺(tái)變壓器可帶多少kW的負(fù)載呢？一般工廠負(fù)載以電動(dòng)機(jī)為主，自然功率因數(shù)在0.7－0.8之間。以功率因數(shù)為0.8計(jì)，P=0.8×630=504kW，就是說當(dāng)負(fù)載功率因數(shù)為0.8時(shí)，630kVA變壓器可帶504kW的負(fù)載。此時(shí)變壓器已滿負(fù)荷，也就是輸出電流已達(dá)909A。

但應(yīng)注意這個(gè)504kW是此時(shí)變壓器的輸出有功功率，而不是電動(dòng)機(jī)的功率，電動(dòng)機(jī)的功率是指電動(dòng)機(jī)可輸出的機(jī)械功率，這兩者之間有個(gè)電動(dòng)機(jī)的效率問題，一般電動(dòng)機(jī)效率在0.9左右，因此504×0.9=453.6kW才是可帶的電動(dòng)機(jī)功率。不過實(shí)際當(dāng)中電動(dòng)機(jī)很少滿負(fù)荷運(yùn)行，負(fù)載率在0.9左右，這又抵消了效率的0.9，因此一般情況下也可把504kW看成是變壓器可帶的電動(dòng)機(jī)功率。

功率因數(shù)可通過接入電力電容器來補(bǔ)償提高，如果把功率因數(shù)提高到0.9，那么P=0.9×630=567kW。如果功率因數(shù)為1，那么就可帶630kW的負(fù)載。

可見功率因數(shù)的高低是決定變壓器能帶多少負(fù)載的條件之一，這與變壓器的效率無關(guān)。功率因數(shù)的高低也說明了變壓器的利用率，所以供電公司都要求用戶的功率因數(shù)要達(dá)到0.9以上，對有獨(dú)立變壓器的用戶要自備一定容量的電力電容器來提高功率因數(shù)。

那么對這臺(tái)630kVA變壓器，如果用戶的自然功率因數(shù)是0.8，要自備多少容量的電力電容器呢？這只需計(jì)算出需要多少無功功率即可。

已知：

S=630kVA，P=504kW

求Q= ？

∵S2=P2+Q2

∴Q2=S2-P2=6302-5042=142884

Q=378kVar（千乏）

即用戶要自備378kVar的電力電容器，可見這差不多是變壓器容量的一半，因此實(shí)際當(dāng)中一般都按變壓器容量的一半來確定補(bǔ)償所需的電力電容器容量。

實(shí)際當(dāng)中也可用下面簡易公式來計(jì)算一臺(tái)變壓器可帶多少電動(dòng)機(jī)負(fù)載。

P=S×1.45÷2

=630×1.45÷2=456.7kW

這與前面計(jì)算出的453.6kW非常接近。

這中間I=S×1.45是變壓器的輸出電流估算公式，而380V三相異步電動(dòng)機(jī)的電流估算公式是I=P×2，因此P=I÷2。電動(dòng)機(jī)的電流等于變壓器輸出電流，就是變壓器在滿負(fù)荷工作狀態(tài)。

把I=S×1.45代入P=I÷2得P=S×1.45÷2

也就是說把變壓器的輸出電流除2就是可帶電動(dòng)機(jī)的總功率。

審核編輯：劉清