Что такое испытательный нагрузочный стенд?

Испытательный нагрузочный стенд (на англ. «load bank» - банк нагрузки, нагрузочное устройство, нагрузочный модуль) представляет собой устройство, производящее электрическую нагрузку, применяемую для источников питания электроэнергии. В результате использования нагрузочного модуля выходная мощность источника преобразуется или рассеивается.
Назначение нагрузочного модуля – точная имитация рабочей («реальной») нагрузки, на которую источник питания будет работать впоследствии. Однако, в отличие от «реальной» нагрузки, которая может быть непредсказуемой и случайной, нагрузочный модуль - автономная, организованная и полностью контролируемая нагрузка.
Нагрузочный модуль может быть определен как отдельное, комплексное, систематическое испытательное устройство (нагрузочный стенд), которое включает в себя нагрузочные элементы с системой управления и дополнительные устройства, необходимые для работы (контакторы, вентиляторы, система защиты, освещение, обогрев 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 DATA-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.