Загрузить банк

Банк нагрузки — это часть электрического испытательного оборудования, используемая для имитации электрической нагрузки для проверки источника электроэнергии без подключения его к нормальной рабочей нагрузке. ^[1]^[2] Во время процедур тестирования, настройки, калибровки или проверки блок нагрузки подключается к выходу источника питания, такого как электрический генератор , аккумулятор , сервоусилитель или фотоэлектрическая система , вместо обычной нагрузки. Банк нагрузки представляет собой источник с электрическими характеристиками, аналогичными его стандартной рабочей нагрузке, при этом рассеивая выходную мощность , которая обычно потребляется им. Энергия обычно преобразуется в тепло с помощью мощного резистора или группы резистивных нагревательных элементов в устройстве, а тепло отводится системой принудительного воздушного или водяного охлаждения . В состав устройства обычно также входят приборы учета, контроля нагрузки и защиты от перегрузки. Банки нагрузки могут быть либо стационарно установлены на объекте и при необходимости подключены к источнику питания, либо портативные версии могут использоваться для тестирования источников питания, таких как резервные генераторы и батареи. Они являются необходимыми дополнениями для воспроизведения, подтверждения и проверки реальных требований к критическим энергосистемам. ^[2] Они также используются во время работы прерывистых возобновляемых источников энергии, таких как ветряные турбины, для сброса избыточной энергии, которую электрическая сеть не может поглотить. ^[3]

Приложения

Банки нагрузки используются в различных приложениях, в том числе:

Заводские испытания турбин и дизель-генераторных установок .
Уменьшение проблем с мокрым штабелированием в дизельных двигателях, работающих при небольшой нагрузке.
Периодические тренировки резервных двигателей-генераторов.
аккумуляторной батареи и системы ИБП Тестирование
Тестирование наземной мощности
Оптимизация нагрузки в основной мощности приложениях
Удаление нагара на поршневых кольцах генератора
на отклонение нагрузки Испытания
Испытания дата-центра (электричество и кондиционирование)

Типы банков нагрузки

Три наиболее распространенных типа блоков нагрузки — резистивные, индуктивные и емкостные. Как индуктивные, так и емкостные нагрузки создают в цепи переменного тока так называемое реактивное сопротивление. Реактивное сопротивление — это противодействие элемента схемы переменному току , вызванное нарастанием электрических или магнитных полей в элементе из-за тока и являющееся «мнимой» составляющей импеданса или сопротивления сигналам переменного тока определенной частоты. Емкостное реактивное сопротивление равно 1/(2⋅π⋅f⋅C), а индуктивное реактивное сопротивление равно 2⋅π⋅f⋅L. Единицей реактивного сопротивления является ом . Индуктивное реактивное сопротивление сопротивляется изменению тока, в результате чего ток в цепи отстает от напряжения. Емкостное реактивное сопротивление сопротивляется изменению напряжения, в результате чего ток в цепи опережает напряжение.

Банк резистивной нагрузки

Блок резистивной нагрузки, наиболее распространенный тип, обеспечивает эквивалентную нагрузку как для генераторов , так и для первичных двигателей . То есть на каждый киловатт (или лошадиную силу ) нагрузки, прикладываемой к генератору блоком нагрузки, равная величина нагрузки прикладывается к первичному двигателю со стороны генератора. Таким образом, резистивный блок нагрузки отбирает энергию из всей системы: блок нагрузки от генератора – генератор от первичного двигателя – первичный двигатель от топлива. Дополнительная энергия удаляется в результате работы блока резистивной нагрузки: отходящее тепло от охлаждающей жидкости, потери выхлопных газов и генератора, а также энергия, потребляемая вспомогательными устройствами. Банк резистивной нагрузки влияет на все аспекты генерирующей системы.

Нагрузка блока резистивной нагрузки создается путем преобразования электрической энергии в тепловую с помощью мощных резисторов, таких как сетевые резисторы . Это тепло должно отводиться от нагрузочного блока либо по воздуху, либо по воде, принудительным способом или конвекцией .

В испытательной системе резистивная нагрузка имитирует реальные резистивные нагрузки, такие как лампы накаливания и нагревательные нагрузки, а также резистивную или единичную составляющую коэффициента мощности магнитных нагрузок (двигателей, трансформаторов).

В наиболее распространенном типе используется сопротивление провода, обычно с вентиляторным охлаждением, и этот тип часто является портативным и перемещается от генератора к генератору в целях тестирования. Иногда нагрузку такого типа встраивают в здание, но это необычно. ^[4]

Редко реостат с соленой водой используется . Его можно легко импровизировать, что делает его полезным в отдаленных местах.

Для тестирования автомобильных аккумуляторов нагрузочный блок из углеродных свай позволяет размещать регулируемую нагрузку на аккумуляторе или системе зарядки, что позволяет точно моделировать большую нагрузку на аккумулятор во время запуска двигателя. Такие устройства обычно портативны и могут включать в себя измерительные приборы для отображения напряжения и тока. ^[5]

Индуктивный блок нагрузки

Индуктивная нагрузка включает в себя индуктивные нагрузки (с отстающим коэффициентом мощности ).

Индуктивная нагрузка состоит из реактивного элемента со стальным сердечником, который при использовании в сочетании с блоком резистивной нагрузки создает нагрузку с запаздывающим коэффициентом мощности. Обычно индуктивная нагрузка имеет числовое значение, составляющее 75 % от соответствующей резистивной нагрузки, так что при совместном применении обеспечивается результирующая нагрузка с коэффициентом мощности 0,8. То есть на каждые 100 кВт резистивной нагрузки приходится 75 кВАр индуктивной нагрузки. Для получения других значений коэффициента мощности возможны другие соотношения. Индуктивная нагрузка используется для моделирования реальной смешанной коммерческой нагрузки, состоящей из освещения, отопления, двигателей, трансформаторов и т. д. С помощью блока резистивно-индуктивной нагрузки возможно тестирование системы полного электроснабжения, поскольку предусмотренное полное сопротивление подает токи, не совпадающие по фазе. с напряжением и позволяет оценивать работоспособность генераторов, регуляторов напряжения, устройств РПН, проводников, распределительных устройств и другого оборудования. ^[4]

Банк емкостной нагрузки

Банк емкостной нагрузки или батарея конденсаторов аналогичны банку индуктивной нагрузки по номиналу и назначению, за исключением того, что создаются нагрузки с опережающим коэффициентом мощности, поэтому реактивная мощность подается от этих нагрузок в систему, а не наоборот. Следовательно, для преимущественно индуктивной нагрузки это может приблизить коэффициент мощности к единице, улучшая качество питания. Эти нагрузки имитируют определенные электронные или нелинейные нагрузки, типичные для телекоммуникаций, компьютеров или ИБП. Люминесцентные лампы также являются емкостной нагрузкой.

Группа резистивно-реактивной (комбинированной) нагрузки

Комбинированный блок нагрузки обычно состоит как из резистивных элементов, так и из индукторов, которые можно использовать для проведения нагрузочных испытаний при коэффициенте мощности, отличном от единицы (запаздывание), включая возможность полностью протестировать генераторную установку при 100% паспортной номинальной мощности в кВА. Комбинированные блоки нагрузки включают резисторы и индукторы в единой конструкции, которую можно независимо переключать, чтобы обеспечить тестирование только резистивного, только индуктивного или переменного запаздывающего коэффициента мощности. Комбинированные группы нагрузок имеют номинал в киловольт-амперах (кВА). Стоит отметить, что комбинированные банки нагрузки также могут состоять из резистивных, индуктивных и емкостных (RLC). ^[2]

Обычно на объектах требуются устройства с приводом от двигателя, трансформаторы и конденсаторы. В этом случае банки нагрузки, используемые для испытаний, требуют компенсации реактивной мощности. Идеальным решением является сочетание резистивных и реактивных элементов в одном блоке нагрузки.

Резистивные/реактивные нагрузки способны имитировать нагрузки двигателей и электромагнитных устройств в энергосистеме, а также обеспечивать чисто резистивные нагрузки.

Многие резервные генераторы и турбины необходимо вводить в эксплуатацию с номинальной мощностью, используя сочетание резистивной и реактивной нагрузки, чтобы полностью оценить их работоспособность. Использование банка резистивной/реактивной нагрузки позволяет проводить комплексные испытания с помощью одного устройства. Для моделирования этих типов нагрузок на источник питания и трансформаторы, реле и переключатели, которые будут распределять мощность по всему объекту, доступен ряд банков резистивной/реактивной нагрузки.

Группы резистивной/реактивной нагрузки могут использоваться для тестирования турбин, распределительных устройств, роторных ИБП, генераторов и систем ИБП. Их также можно использовать для комплексного системного тестирования систем защиты подстанций, особенно для более сложных реле, таких как дистанционные реле, направленные сверхтоки, силовые направленные и другие. Для тестирования солнечных инверторов часто требуется резистивная/реактивная индуктивная и/или емкостная нагрузка, чтобы гарантировать, что солнечные панели не смогут производить электроэнергию в случае отключения электроэнергии. Комбинированные группы резистивной/реактивной нагрузки используются для проверки генераторной установки двигателя при ее номинальном коэффициенте мощности. В большинстве случаев это коэффициент мощности 0,8. ^[6]

Электронный банк нагрузки

Электронный блок нагрузки, как правило, представляет собой полностью программируемую конструкцию с воздушным или водяным охлаждением, используемую для имитации твердотельной нагрузки и обеспечения постоянной мощности и токовой нагрузки в цепях для прецизионных испытаний.

железные дороги

Если дизель-электрический локомотив оборудован динамическим торможением , тормозной резистор может использоваться в качестве нагрузочного блока для испытания двигатель-генераторной установки.

На электрических железных дорогах старые электровозы, уже не нужные для регулярной эксплуатации, иногда переоборудуют в передвижные нагрузочные станции для испытаний оборудования воздушных линий и систем распределения электроэнергии. ^[7]

См. также

Ссылки

^ «Более пристальный взгляд на банки нагрузки» . Ресурсы . Веб-сайт Wattco, Inc. 2020 . Проверено 13 июня 2020 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с «Основы загрузки банка» . Автрон Силовые Решения . Проверено 6 марта 2023 г.
^ «Важность банков нагрузки в меняющейся энергетической отрасли» . Ресурсы . Веб-сайт Wattco, Inc. 2020 . Проверено 13 июня 2020 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Симплекс: Что такое банк нагрузки» . comrent.com . Проверено 22 ноября 2017 г.
^ Кен Пикерилл, Сегодняшний техник: Учебное пособие по характеристикам автомобильных двигателей и Руководство по эксплуатации , Nelson Education, 2009, ISBN 1111782385 , стр. 51
^ «Информационный документ по банкам нагрузки Avtron — применение банков резистивной/реактивной нагрузки для испытаний кВА» (PDF) .
^ Байер, Гарет (13 сентября 2021 г.). «Локомотивы РТК (Часть 2б)». Железнодорожный экспресс . № 305. Хорнкасл. стр. 78–79. ISSN 1362-234X .

[Wattco1-1] «Более пристальный взгляд на банки нагрузки» . Ресурсы . Веб-сайт Wattco, Inc. 2020 . Проверено 13 июня 2020 г.

[:0-2] Jump up to: ^а ^б ^с «Основы загрузки банка» . Автрон Силовые Решения . Проверено 6 марта 2023 г.

[Wattco2-3] «Важность банков нагрузки в меняющейся энергетической отрасли» . Ресурсы . Веб-сайт Wattco, Inc. 2020 . Проверено 13 июня 2020 г.

[simplex-4] Jump up to: ^а ^б «Симплекс: Что такое банк нагрузки» . comrent.com . Проверено 22 ноября 2017 г.

[5] Кен Пикерилл, Сегодняшний техник: Учебное пособие по характеристикам автомобильных двигателей и Руководство по эксплуатации , Nelson Education, 2009, ISBN 1111782385 , стр. 51

[6] «Информационный документ по банкам нагрузки Avtron — применение банков резистивной/реактивной нагрузки для испытаний кВА» (PDF) .

[7] Байер, Гарет (13 сентября 2021 г.). «Локомотивы РТК (Часть 2б)». Железнодорожный экспресс . № 305. Хорнкасл. стр. 78–79. ISSN 1362-234X .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]