Нагрузочный модуль что такое
Что такое резистивный нагрузочный модуль и зачем он нужен?
Когда мы говорим о нагрузочных модулях, мы обычно подразумеваем, устройства, которые используются для тестирования энергосистем и их производительности. Вне всяких сомнений это великое утилитарное устройство для любого предприятия.
Существует три основных вида балластных сопротивлений:
Наиболее распространённым типом является, прежде всего, резистивный нагрузочный модуль. Эта статья поможет вам быстро понять, что это такое и для чего он нужен.
Испытание электростанции резистивным нагрузочным модулем
Нагрузочные сопротивления применяются как для генераторных установок, так и для двигателей внутреннего сгорания. Они выявляют все дефекты и неисправности в энергогенерирующем оборудовании.
Современные нагрузочные модули оснащены системами защиты, которые предохраняют сам модуль и подключаемый (тестируемый) источник электроснабжения во время испытаний от всевозможных аварий.
Принцип действия нагрузочного модуля — это преобразование электрической энергии в тепловую при помощи резисторов (нагревательных элементов) высокой мощности.
Во время испытаний резистивный нагрузочный модуль создаёт реальную электрическую нагрузку подобную лампе накаливания, ТЭНу или единичному эквиваленту мощности.
Нагрузочные резисторы небольшой мощности оснащаются колёсами для удобной транспортировки и быстрого перемещения от одного электрогенератора к другому. Такие резистивные модули называют портативными.
Для тестирования промышленных генераторов высокой мощности используются стационарные нагрузочные модули, которые перемещаются при помощи кранов и специальных погрузчиков.
Резистивный нагрузочный модуль
Балластные сопротивления используются для разрядки аккумуляторных батарей постоянного тока, тестирования источников бесперебойного питания, источников переменного тока (электростанции) и т.д. и могут быть произведены для работы в сетях с напряжением до 690 В переменного тока и 500 В постоянного тока.
Центры обработки данных, солнечные и ветряные фермы, атомные и гидроэлектростанции, больницы и другие предприятия нуждаются в регулярном (плановом) тестировании систем резервного (аварийного) электроснабжения и потому нагрузочное оборудование будет востребовано всегда.
Теперь вы знаете о ключевых свойствах резистивной нагрузки. Однако самое главное убедиться в том, что вы выбираете правильного поставщика. Не всегда самый дорогой или самый дешёвый резистор является самым лучшим и подходящим для ваших целей и задач.
Выбирая нагрузочный модуль внимательно изучайте поставщиков, представленных на рынке и отдавайте предпочтение крупным и надёжным компаниям.
Что из себя представляет нагрузочный модуль и зачем он нужен
Нагрузочный модуль представляет собой устройство, которое производит электронагрузку, что используется для для энергетических источников питания. В результате такого применения модуля выходная мощность, которая имеется у источника, рассеивается или преобразуется.
Что касается назначения нагрузочного модуля, то заключается оно в точной имитации реальной рабочей нагрузки, на которую впоследствии будет работать источник питания. То есть, такой нагрузочный модуль представляет собой эквивалент нагрузки оригинальной рабочей силы. Правда, в отличие от настоящей нагрузки которая может быть случайной и непредсказуемой, нагрузочный модель имеет нагрузку автономную и полностью контролируемую.
Кроме того, нагрузочный резистивный модуль может также быть определен как комплексное отдельное систематическое устройство, называемое стендом. Оно в себя включает нагрузочные элементы со специальной системой управления, а также дополнительные устройства, которые так необходимы для работы. Это и вентиляторы, и освещение, и системы защиты, и другое.
Довольно что нагрузочные резистивные модули применяются во время заводских испытаний, когда проверяют работу генераторных установок и генераторов, пуско-наладочных испытаниях, синхронизации ГТУ, ГПУ и прочего. Одним словом, применяется модуль много где.
Отметим, что резистивная нагрузка можно характеризоваться мощной активностью, что измеряется в Ваттах. Мощность нагрузочного модуля, соответственно, выбирается исходя из генераторной мощности, и никак иначе. В модуле нагрузку создают, преобразовывая электрическую мощность источника питания в тепло, которое нагревает сильноточные резисторы. Тепло это чаще всего выводится с помощью вентиляторов, а иногда даже и конверции.
Нужно также сказать, что нагрузочные реактивные модули делятся на активно-емкостные и активно-индуктивные. Здесь мощность реактивной нагрузки измеряется в вольтах-амперах. Именно в низ и выражается сила активно-реактивных модулей. Согласно коэффициенту источника питания, обычный коэффициент мощности модуля составляет приблизительно 0,8.
Как видим, нагрузочные модели используются для испытания различного оборудования, а потому пользу их переоценить очень трудно. Применяются они на многих предприятиях, где требуется испытать нагрузку и выбрать самую оптимальную для работы того или иного прибора. Вот почему такая продукция активно продается.
Нагрузочные модули для генераторов
Нагрузочный модуль, или балластный реостат, — простое, но эффективное устройство, имитирующее эксплуатационную нагрузку на электрогенератор. Оно снимает сразу несколько проблем, что возникают при монтаже и эксплуатации электрогенерирующих устройств. Без использования нагрузочных модулей практически невозможно обеспечить электрогенератору необходимый режим работы. Это инструмент инженерного подхода к строительству и пусконаладке электросетей, в противовес действиям наугад.
Что представляет собой
Принципиальная схема балластных реостатов не отличается сложностью. Главная действующая часть — резистивный элемент, преобразующий электрический ток в тепло согласно закону Ома. Он изготовляется из материала, который имеет как можно более высокое удельное электрическое сопротивление, например хром-никелевые или вольфрамовые сплавы. Резистивные элементы обеспечивают плавное или ступенчатое наращивание мощности.
Безопасное функционирование нагрузочного модуля гарантирует ряд предохраняющих и сигнализирующих устройств. Подача электрического тока происходит через автоматические выключатели, соответствующие функциональной мощности. Для контроля работы балластный реостат снаряжается рядом индикаторов и датчиков. Об экстремальных ситуациях и опасных режимах сообщает световая и звуковая сигнализация.
Нагрузочные модули могут сами иметь модульное исполнение для простого наращивания рабочей мощности. Естественным ограничением таковой выступает конструкция устройства, от которой напрямую зависит количество рассеиваемого тепла. Чрезмерно высокая температура резистивных элементов чревата пробоями, короткими замыканиями и нарушением их целостности — устройство выходит из строя. Для предотвращения такого развития событий применяются массивные радиаторы охлаждения, нередко с мощными вентиляторами.
Для чего используются балластные реостаты
Существуют два главных направления использования нагрузочных модулей:
Как средство тестирования
Несмотря на тщательное и очень точное теоретическое моделирование работы электрогенератора в процессе его проектирования, реальная эксплуатация может существенно отличаться от расчётной. Причина этому — непредсказуемые условия работы при произвольных комплектующих создаваемой электросети. Без испытания электрогенератора невозможно судить о стабильности его функционирования под определёнными нагрузками. Удостовериться в том, что выбранное электрогенерирующее устройство справится с нагрузкой, важно до начала монтажных работ.
При помощи балластных реостатов этот вопрос решается быстро и предельно точно. Резистивные элементы позволяют смоделировать нагрузку требуемой мощности и характера, будь это плавающая нагрузка или постоянная во времени. Средства диагностики нагрузочного модуля дают подробную информацию о процессах, происходящих при работе генератора, точно отображают напряжение, частоту и силу выдаваемого тока. С их помощью можно судить о состоянии электросети, наличии пробоев и прочих дефектов.
Как средство профилактики
Любое электрогенерирующее устройство проектируется в расчёте на определённую нагрузку. В тех случаях, когда электросеть в процессе реальной эксплуатации не может обеспечить устройству расчётную нагрузку, стабильность его работы и срок службы ощутимо сокращаются. Для электростанций серьёзные падения нагрузки так же опасны, как и превышения. Электрогенераторы по сути своей — те же самые электростанции, так что их необходимо защитить от недорасхода электроэнергии, как бы парадоксально это ни звучало.
Нагрузочные модули утилизируют излишки выработанного генератором электричества, переводя его в тепловую энергию. Электронные системы управления балластных реостатов могут автоматически регулировать потребляемую мощность, адаптируясь к нагрузке электросети, — в ручном контроле нет нужды. Нагрузочные модули нередко оказываются последним барьером на пути к серьёзной аварии или ненормальному режиму работы электрической сети.
Разновидности
Главный критерий, по которому различаются балластные реостаты, — рабочая мощность, имеющая широкий диапазон величин. Для электрогенерирующих устройств малой и средней мощности выпускаются относительно компактные балластные реостаты мобильного исполнения. Они удобны для тестирования электрогенераторов и электросетей. На больших мощностях приходится использовать нагрузочное оборудование стационарного исполнения.
Между мощностью балластного реостата и его размерами существует прямая связь — в силу принципа его работы большую мощность невозможно утилизировать в малых габаритах. Высокие нагрузки нуждаются в массивных резистивных элементах с хорошим охлаждением. Качественные устройства отличаются продуманной конструкцией, которая, наряду с высоким уровнем защищённости, гарантирует удобство эксплуатации и ремонта.
Нагрузочный модуль что такое
Нагрузочный модуль может быть определен как отдельное, комплексное, систематическое испытательное устройство (стенд), которое включает в себя нагрузочные элементы с системой управления и дополнительные устройства, необходимые для работы (вентиляторы, системы защиты, освещение и др.).
В то время когда «реальная» нагрузка работает от источника питания и использует его энергию в производственных целях, нагрузочный модуль использует эту энергию для испытания, обслуживания или защиты самого источника питания.
Нагрузочные модули находят широкое применение в:
· Заводских испытаниях турбин, генераторов и генераторных установок (ДГУ, ТГУ, КГУ);
· Сокращении копоти и сажи в дизельных двигателях и судовых дизелей;
· Пуско-наладочных испытаниях и синхронизации ГПУ, ГТУ;
· Периодических испытаниях резервных генераторных установок (например, в ДАТА-центрах);
· Испытаниях аккумуляторов и ИБП;
· Удалении углеродных наростов на поршневых кольцах двигателей.
Типы нагрузочных модулей
Наиболее распространены два типа нагрузочных модулей: резистивные и реактивные.
Резистивный нагрузочный модуль – самый распространенный тип, применяемый для обеспечения нагрузкой генераторов.
Резистивная нагрузка характеризуется активной мощностью, измеряемой в ваттах (Вт, кВт, МВт, ГВт). Соответственно мощность нагрузочного модуля выбирается исходя из мощности генератора. Нагрузка в модуле создается путем преобразования электрической мощности источника питания в тепло, нагревающее сильноточные резисторы. Чаще всего это тепло выводится принудительно при помощи вентиляторов, реже конвекцией, еще реже используется водяное охлаждение.
Реактивные нагрузочные модули делятся на активно-индуктивные и активно-емкостные. Мощность реактивной нагрузки измеряется в вольт-амперах реактивных (Вар, кВАр, МВАр) и равна произведению действующих значений напряжения U и тока I, умноженному на синус угла сдвига фаз φ между ними: Q=U×I×sinφ. Если ток отстаёт от напряжения, сдвиг фаз считается положительным и нагрузка носит активно-индуктивный характер, если опережает — отрицательным, нагрузка носит активно-емкостный характер. Реактивная нагрузка обеспечивается группами проволочных катушек (реакторов) с железным сердечником.
Полную мощность активно-реактивных модулей выражают в вольт-амперах (ВА, КВА, МВА). Стандартный коэффициент мощности нагрузочного модуля берется равный 0.8, согласно коэффициенту источника питания.
Пример расчета нагрузки: полная мощность источника (S) равна 100 кВА, активная нагрузка (P=S×0.8) = 80 кВт, реактивная (Q) вычисляется из формулы S=√P2+Q2 и обычно равна 0.75 от активной нагрузки, 60 кВАр.
Активно-индуктивные модули используются для имитации реальных смешанных нагрузок, состоящих из освещения, отопления, двигателей, трансформаторов и т.д.
Что такое нагрузочный модуль?
Нагрузочный модуль может быть определен как отдельное, комплексное, систематическое испытательное устройство (стенд), которое включает в себя нагрузочные элементы с системой управления и дополнительные устройства, необходимые для работы (вентиляторы, системы защиты, освещение и др.).
В то время когда «реальная» нагрузка работает от источника питания и использует его энергию в производственных целях, нагрузочный модуль использует эту энергию для испытания, обслуживания или защиты самого источника питания.
Применение
Нагрузочные модули находят широкое применение в:
· Заводских испытаниях турбин, генераторов и генераторных установок (ДГУ, ТГУ, КГУ);
· Сокращении копоти и сажи в дизельных двигателях и судовых дизелей;
· Пуско-наладочных испытаниях и синхронизации ГПУ, ГТУ;
· Периодических испытаниях резервных генераторных установок (например, в ДАТА-центрах);
· Испытаниях аккумуляторов и ИБП;
· Удалении углеродных наростов на поршневых кольцах двигателей.
Типы нагрузочных модулей
Наиболее распространены два типа нагрузочных модулей: резистивные и реактивные.
Резистивный нагрузочный модуль – самый распространенный тип, применяемый для обеспечения нагрузкой генераторов.
Резистивная нагрузка характеризуется активной мощностью, измеряемой в ваттах (Вт, кВт, МВт, ГВт). Соответственно мощность нагрузочного модуля выбирается исходя из мощности генератора. Нагрузка в модуле создается путем преобразования электрической мощности источника питания в тепло, нагревающее сильноточные резисторы. Чаще всего это тепло выводится принудительно при помощи вентиляторов, реже конвекцией, еще реже используется водяное охлаждение.
Реактивные нагрузочные модули делятся на активно-индуктивные и активно-емкостные. Мощность реактивной нагрузки измеряется в вольт-амперах реактивных (Вар, кВАр, МВАр) и равна произведению действующих значений напряжения U и тока I, умноженному на синус угла сдвига фаз φ между ними: Q=U×I×sinφ. Если ток отстаёт от напряжения, сдвиг фаз считается положительным и нагрузка носит активно-индуктивный характер, если опережает — отрицательным, нагрузка носит активно-емкостный характер. Реактивная нагрузка обеспечивается группами проволочных катушек (реакторов) с железным сердечником.
Полную мощность активно-реактивных модулей выражают в вольт-амперах (ВА, КВА, МВА). Стандартный коэффициент мощности нагрузочного модуля берется равный 0.8, согласно коэффициенту источника питания.
Пример расчета нагрузки: полная мощность источника (S) равна 100 кВА, активная нагрузка (P=S×0.8) = 80 кВт, реактивная (Q) вычисляется из формулы S=√P2+Q2 и обычно равна 0.75 от активной нагрузки, 60 кВАр.
Активно-индуктивные модули используются для имитации реальных смешанных нагрузок, состоящих из освещения, отопления, двигателей, трансформаторов и т.д.