Что такое нагрузка в электрической цепи. Нагрузка в электротехнике: виды, характеристики и применение

Что такое электрическая нагрузка. Какие бывают виды нагрузок в электротехнике. Как характеризуется нагрузка в электрических цепях. Для чего используются различные типы нагрузок в электротехнике.

Понятие электрической нагрузки

Электрическая нагрузка — это потребление электрической энергии приемниками, подключенными к электрической сети. Нагрузка характеризуется величиной тока, протекающего через приемник, или мощностью, потребляемой из сети.

Основные характеристики электрической нагрузки:

• Величина тока или мощности
• Характер нагрузки (активная, реактивная, смешанная)
• Режим работы (длительный, кратковременный, повторно-кратковременный)
• Изменение во времени (постоянная, переменная, импульсная)

Виды электрических нагрузок

По характеру потребления энергии различают следующие основные виды нагрузок:

1. Активная нагрузка

Активная нагрузка преобразует электрическую энергию в другие виды энергии (тепловую, механическую и т.д.). Примеры: лампы накаливания, электронагреватели, электродвигатели.

2. Реактивная нагрузка

Реактивная нагрузка создает магнитные или электрические поля, но не потребляет активную мощность. К ней относятся:

• Индуктивная нагрузка (трансформаторы, дроссели, электродвигатели)
• Емкостная нагрузка (конденсаторы)

3. Смешанная (комплексная) нагрузка

Большинство реальных нагрузок имеет смешанный активно-реактивный характер. Например, асинхронные двигатели потребляют как активную, так и реактивную мощность.

Характеристики электрической нагрузки

Основные параметры, характеризующие электрическую нагрузку:

• Ток нагрузки I (А)
• Напряжение на нагрузке U (В)
• Активная мощность P (Вт)
• Реактивная мощность Q (вар)
• Полная мощность S (ВА)
• Коэффициент мощности cosφ

Для переменного тока связь между этими величинами выражается формулами:

P = UI cosφ

Q = UI sinφ

S = UI

Применение различных видов нагрузок

Знание характеристик нагрузки необходимо для правильного выбора источников питания, расчета электрических сетей, проектирования систем электроснабжения. Различные виды нагрузок применяются:

• Активная нагрузка — для преобразования электроэнергии в тепло, свет, механическую работу
• Реактивная нагрузка — для создания магнитных и электрических полей в электротехнических устройствах
• Комплексная нагрузка — для моделирования реальных потребителей при испытаниях источников питания

Графики электрических нагрузок

Для анализа режимов работы электроустановок используются графики нагрузок — зависимости потребляемой мощности от времени. Различают:

• Суточные графики — показывают изменение нагрузки в течение суток
• Годовые графики — отражают сезонные колебания нагрузки
• Графики по продолжительности — показывают длительность работы с определенной мощностью

Анализ графиков нагрузки позволяет оптимизировать режимы работы электрооборудования и систем электроснабжения.

Нормирование электрических нагрузок

Для обеспечения надежной и экономичной работы электроустановок производится нормирование нагрузок:

• Устанавливаются допустимые токовые нагрузки для проводов и кабелей
• Определяются номинальные мощности трансформаторов и других элементов сети
• Задаются предельные значения отклонений напряжения и частоты в сети
• Нормируются показатели качества электроэнергии

Соблюдение нормативных требований обеспечивает безопасную и эффективную эксплуатацию электрооборудования.

Расчет электрических нагрузок

Расчет нагрузок является важным этапом проектирования систем электроснабжения. Основные методы расчета:

• Метод коэффициента спроса
• Метод удельного расхода электроэнергии
• Метод удельной нагрузки на единицу производственной площади
• Статистический метод

Правильный расчет позволяет выбрать оптимальные параметры элементов системы электроснабжения и обеспечить ее надежную работу.

Управление электрическими нагрузками

Для повышения эффективности электроснабжения применяются методы управления нагрузками:

• Выравнивание графика нагрузки
• Ограничение максимума нагрузки
• Смещение нагрузки во времени
• Компенсация реактивной мощности

Управление нагрузками позволяет снизить потери электроэнергии, уменьшить установленную мощность оборудования, повысить качество электроснабжения.

О нагрузке на ключ. Часть 1

Начнем с того, что эта статья окончательно разубедит тех, кто думает, что шифровать – это просто. Даже в том случае, когда в распоряжении имеются надежные криптографические инструменты, можно легко споткнуться о подводные камни при использовании их на практике. Одному из таких «камней» и посвящена настоящая статья. Речь пойдет об особенностях использования некоторых механизмов симметричной криптографии, а именно о недолговечности симметричного ключа.

Существование каких-либо особенностей на практике не означает, что используемые схемы не надежны. В теории надежность или стойкость криптографических схем определяется только в совокупности с условиями, в которых та или иная схема должна функционировать (они определяют возможности потенциального противника). Задача тех, кто данные схемы использует на практике, – сделать реальные условия максимально близкими к «безопасным» теоретическим условиям. Так, априорное существование общих методов и подходов, позволяющих компрометировать ключ или данные при наличии у противника большого объема информации, приводит к появлению таких важных понятий, как «нагрузка на ключ» и «срок жизни ключа». В настоящей статье мы рассмотрим проблему недолговечности симметричного ключа и расскажем о существующих подходах к ее решению.

Что скрывается за словосочетанием «шифрование данных»?

С тех пор, как криптография выделилась в самостоятельный раздел науки, ее терминологическая база активно расширяется (блочные шифры, режимы работы шифра, нагрузка на ключ, срок жизни ключа, механизм смены ключа), что может вносить путаницу и усложнять понимание.  Ситуация в отечественной криптографии усугубляется еще и неточностью перевода, так как большинство терминов заимствуются из английского языка. В настоящей статье мы будем говорить только о криптографических конструкциях, основанных на блочных шифрах, и далее коротко введем необходимые для этого понятия и поясним связь между ними.

Примитивы — это математические объекты, которые сами по себе не позволяют решать какие-либо прикладные задачи криптографии. Примерами являются хэш-функция, группа точек эллиптической кривой, блочный шифр. Поговорим о последнем. Блочный шифр (или просто шифр) — семейство взаимно однозначных отображений множества двоичных строк некоторой фиксированной длины (блоков) в себя, индексируемое ключом, который тоже является двоичной строкой фиксированной длины. Блочный шифр оперирует исключительно с блоками, то есть абстрактной единицей его работы является блок. Примерами блочных шифров являются алгоритмы Магма и Кузнечик, определяемые в ГОСТ Р 34.12-2015.

Утверждение «данные зашифрованы с помощью блочного шифра» не в полной мере описывает состояние дел, потому что зашифровать с помощью любого шифра можно по-разному — стойко и не стойко. Например, шифровать каждый блок по отдельности — плохая идея. В этот момент возникает такое понятие, как режим работы шифра — порядок применения шифра для обработки сообщения, размер которого может не только превышать размер блока, но и не быть кратным ему. Режимы шифрования проектируются таким образом, чтобы минимально зависеть от принципов работы самого шифра (максимум, от размеров блока и ключа). Единицей работы режима является уже не блок, а целое сообщение. Все режимы разрабатываются для решения конкретных прикладных задач — обеспечения конфиденциальности или целостности, причем разные режимы могут решать разные задачи. Например, конфиденциальность информации обеспечивают такие режимы шифрования, как CTR, OFB, CFB, CBC. В свою очередь, для обеспечения целостности используются режимы выработки кода аутентификации OMAC, TMAC, CBC-MAC. Также существуют режимы, решающие одновременно обе задачи: GCM, CCM (так называемые режимы аутентифицированного шифрования (AEAD)). Описание некоторых из этих режимов можно найти в ГОСТ Р 34.13-2015.

Теперь о криптографических свойствах описанных объектов. Понятие стойкости определяется в рамках модели противника и не существует отдельно от понятия угрозы. Чтобы не нагружать читателя введением сложных определений, не нужных для понимания основной идеи статьи, под «стойкостью» будем подразумевать отсутствие у противника какой-либо возможности компрометировать ключ или данные.

Итак, фундамент заложен и можно переходить к обсуждению основной темы статьи.

Может ли ключ «жить» вечно?

Рассмотрим следующую прикладную задачу. Пусть нам необходимо на протяжении многих лет обмениваться с кем-то информацией, каждый фрагмент которой после передачи месяц хранится в секрете, после чего публикуется. 

Для начала согласуем общий секретный ключ, например, при личной встрече в защищенном от прослушивания подземном бункере. Насколько длинным он должен быть? Всем известно, что ключ можно найти с помощью полного перебора, но перебрать, например, 2²⁵⁶ возможных значений 256-битного ключа даже за 1000 лет невозможно. Таким образом, 256 бит должно хватить на очень долгое время. Далее выбираем стойкий блочный шифр с соответствующей длиной ключа, а также стойкий режим шифрования.

Можно начинать работу. Данные передаются, все идет хорошо. 

По прошествии всего нескольких месяцев мы понимаем, что кто-то явно читает нашу переписку, при этом в совокупности нами было передано чуть больше 5 терабайт данных. В чем может быть причина? А причина в том, что мы не обратили внимания на размер блока используемого шифра, который оказался слишком мал — всего 40 битов (2

40 значений блоков • 5 байтов в блоке = 5 терабайтов). Противник терпеливо собирал передаваемые по каналу зашифрованные данные и соответствующие им открытые тексты, которые публиковались через месяц после передачи. С помощью собранных данных он в конце концов узнал результаты применения используемого блочного шифра ко всем возможным блокам и сохранил эти результаты в таблицу. Таким образом, с ее помощью он смог расшифровывать любые данные, не зная ключ.

Этот простой пример демонстрирует важность условий, в которых функционирует система защиты информации, а именно важность учета так называемой нагрузки на ключ.  Нагрузка на ключ — это объем данных, обработанных на одном ключе. В рамках настоящей статьи будем считать, что нагрузка на ключ измеряется в блоках.

Практика показывает, что обработка большого количества сообщений на одном ключе может привести к потере стойкости (к компрометации ключа, дешифрованию конфиденциальных сообщений).

В примере, описанном выше, противник использовал фундаментальное свойство блочного шифра — взаимную однозначность отображений, приводящую к тривиальному ограничению нагрузки на ключ порядка 2ⁿ, где n – длина блока. Однако существуют другие не столь очевидные классы методов, необходимым условием работы которых также является наличие у противника большого объема данных:

1. Методы анализа, основанные на свойствах используемого шифра 
   Наиболее распространёнными методами это типа являются линейный и дифференциальный методы. Для «хороших» блочных шифров данные методы требуют наличия материала, объем которого по порядку соответствует тривиальному ограничению 2ⁿ. В данной статье мы исходим из того, что используемый шифр стойкий, и поэтому не будем далее учитывать эти ограничения. 
2. Методы анализа, основанные на комбинаторных свойствах используемого режима работы шифра
   
   Как уже было сказано ранее, комбинаторные свойства режимов минимально зависят от особенностей внутреннего строения используемого блочного шифра. Эти свойства начинают проявляться при обработке большого количества данных и могут привести к появлению реальных угроз. Ярким примером метода, осуществляющего такие угрозы, является атака Sweet32 на TLS, приводящая к частичному дешифрованию трафика. Ограничения, обусловленные методами этого типа, будем для краткости называть комбинаторными ограничениями (для большинства режимов по порядку они равны 2^n/2).
3. Методы, основанные на информации, полученной по побочным каналам
   При функционировании криптографических систем на практике у противника появляются возможности, которых нет на бумаге, — он может получать информацию о секретных параметрах системы с помощью так называемых побочных каналов. К ним можно отнести энергопотребление, электромагнитное излучение, акустический шум, время работы алгоритма. При обработке большого количества сообщений «опасная» информация, полученная по побочным каналам, накапливается, что может привести к осуществлению реальных угроз, например, вскрытию ключа.  Примером метода, осуществляющего такие угрозы, является атака TEMPEST, также теме атак по побочным каналам посвящена одна из предыдущих статей нашего блога. Ограничения, обусловленные методами такого рода, будем называть ограничениями по побочным каналам.

Примечание: ограничения, соответствующие методам анализа из пункта 1, близки к тривиальному 2ⁿ (в силу стойкости блочного шифра) и далее не рассматриваются. Также в рамках данной статьи будем считать, что ограничения по побочным каналам гораздо более сильные, чем комбинаторные (что обычно соответствует реальному положению дел).  

Итак, после рассмотрения такого обилия различных методов становится очевидно, что ограничивать нагрузку на ключ не только желательно, но и необходимо. Отсюда возникает такое понятие как допустимая нагрузка на ключ или срок жизни ключа (в английском языке используется термин key lifetime) — объем данных, который можно «безопасно» обработать на одном ключе. Здесь под словом «безопасно» также будем понимать отсутствие у противника возможности компрометировать любую конфиденциальную информацию.

Что если данных очень много?

Конкретное значение допустимой нагрузки на ключ определяется протоколом, в рамках которого используется тот или иной шифр и режим шифрования, с учетом описанных выше методов анализа и необходимого уровня стойкости.

Рассмотрим такой протокол. Исходя из необходимого уровня стойкости протокола фиксируется допустимая нагрузка на ключ L. Предположим, что на одном ключе обрабатывается q сообщений. Для упрощения понимания будем предполагать, что все сообщения имеют одинаковую длину m блоков.  Параметры q и m должны выбираться так, чтобы суммарный размер этих сообщений не превосходил допустимую нагрузку на ключ, т.е.  q•m ≤ L. Графически это можно изобразить следующим образом: допустимая нагрузка на ключ L ограничивает площадь прямоугольника высоты q и длины m:

 

Следовательно, если хочется обрабатывать сообщения большей длины, придется обрабатывать меньшее количество сообщений, и, напротив, при обработке большого числа сообщений, все они должны быть небольшого размера. На практике часто бывает, что допустимая нагрузка на ключ оказывается слишком мала и с помощью одного ключа удается обработать очень небольшое число сообщений ограниченной длины. Но что делать, если нужно обрабатывать больше данных, не теряя стойкости?

Естественным решением проблемы «безопасной» обработки большого объема данных, которое первым приходит в голову, является замена ключа на новый по истечении срока его жизни. Казалось бы, все просто: шифруем максимально возможный объем данных, заменяем старый ключ на новый, и продолжаем в том же духе. Такая «замена» в протоколах обычно называется пересогласованием ключа. Однако у такого подхода есть существенный недостаток: низкая эффективность. В большинстве протоколов пересогласование ключа приведет к прекращению передачи прикладных данных, пересылкам ряда служебных сообщений, работе датчика случайных чисел и вообще уйме дополнительных вычислений, а в некоторых случаях придется задействовать крайне ресурсоемкую асимметричную криптографию.

Неужели не существует эффективного способа решения данной проблемы? К счастью, такой способ есть, и известен он под названием re-keying (преобразование ключа). О нем, его особенностях и разновидностях будет рассказано в следующей части нашей статьи.

 

 

 

 

Смышляев С.В., к.ф.-м.н.,

начальник отдела защиты информации

ООО «КРИПТО-ПРО»

Алексеев Е.К., к.ф.-м.н.,

ведущий инженер-аналитик

ООО «КРИПТО-ПРО»

Ахметзянова Л.Р.,

инженер-аналитик 2 категории

ООО «КРИПТО-ПРО»

 

Смышляева Е.С.,

инженер-аналитик 2 категории

ООО «КРИПТО-ПРО»

 

Мешков Д.А.,

студент 4-го курса

МИЭМ НИУ ВШЭ

Электрическая нагрузка — это нагрузка создаваемая в электрической сети

Электрическая нагрузка — это нагрузка создаваемая в электрической сети включенными для работы в сети электроприемниками, она выражается в единицах тока или мощности. Электроприемники присоединяются к электрическим сетям в одиночку или группами. В состав группы могут входить электроприемники как одинакового, так и различного назначения и режима работы. Режим работы системы электроснабжения одинаковых приемников или их групп зависит от режима работы или сочетаний режимов работы одиночных приемников или их групп.

В процессе работы электроприемников характер нагрузки в сети может оставаться неизменным, изменяться в отдельных или всех фазах, сопровождаться появлением высших гармоник тока или напряжения. В связи с этим нагрузку в сети можно разделить на спокойную симметричную (преобладающее большинство трехфазных электроприемников), резкопеременную, несимметричную и нелинейную.

К специфическим нагрузкам относятся резкопеременная, нелинейная и несимметричная нагрузка.

Резкопеременная нагрузка характеризуется резкими набросами и провалами мощности или тока. Несимметричная нагрузка характеризуется неравномерной загрузкой фаз. Она вызывается однофазными и реже трехфазными приемниками с неравномерной загрузкой фаз. При несимметричной нагрузке в сети возникают токи прямой, обратной и нулевой последовательности. Нелинейная нагрузка создается электроприемниками с нелинейной вольт-амперной характеристикой. При нелинейной нагрузке в сети появляются высшие гармоники тока или напряжения, искажается синусоидальная форма тока или напряжения.

Специфические нагрузки обычно создаются электродуговыми печами, сварочными установками, полупроводниковыми преобразовательными установками. Эти установки, в основном, принадлежат промышленным предприятиям. Учитывая связь электрических сетей промышленных предприятий и сетей сельскохозяйственного назначения через трансформаторные подстанции, можно считать, что специфические нагрузки промышленных предприятий оказывают влияние и на электрические сети сельскохозяйственного назначения.

Электроприемники сельскохозяйственного назначения по мощности подразделяются на три группы:

1. Большой мощности (больше 50 кВт)

2. Средней мощности (от 1 до 50 кВт)

3. Малой мощности (до 1 кВт).

Некоторые приемники используют для работы постоянный ток и токи повышенной (до 400 Гц) или высокой частоты (до 10 кГц).

Во время работы одни группы приемников могут допускать перерывы в электроснабжении, в то же время перерыв в электроснабжении других недопустим. По надежности и бесперебойности электроснабжения электроприемники делятся на три категории.

К первой категории относятся электроприемники и комплексы электроприемников, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб (повреждение основного оборудования), расстройство технологического процесса. Эти приемники должны иметь возможность обеспечения электроэнергией не менее чем от двух независимых источников питания. Нарушение их электроснабжения допускается только на время автоматического восстановления электроснабжения от второго источника.

Ко второй категории относятся электроприемники и комплексы электроприемников, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недовыпуску продукции, простоям рабочих и механизмов.

Электроснабжение приемников второй категории должно обеспечиваться от двух независимых источников питания. Перерыв в электроснабжении допускается на время, необходимое для автоматического и оперативного переключения на второй источник.

К третьей категории относятся электроприемники и комплексы электроприемников, не попадающие под определения первой и второй категорий. Электроснабжение их может осуществляться от одного источника питания. Перерыв электроснабжения допускается на время проведения восстановительных работ, но не более одних суток.

Потреблением из сети не только активной, но также и реактивной мощности сопровождается работы подавляющего большинства электроприемников. Преобразуется активная мощность в механическую мощность на валу рабочей машины или теплоту, а на создание магнитных полей в электроприемниках расходуется реактивная мощность. Основными ее потребителями являются трансформаторы, асинхронные двигатели, индукционные печи, в которых отстает ток по фазе напряжения. Характеризуется потребление реактивной мощности коэффициентом мощности сosφ, представляющим отношение активной мощности Р к полной мощности S. Является удобным показателем коэффициент реактивной мощности tgφ, который выражает отношение реактивной мощности Q к активной Р (показывает, происходящее потребление реактивной мощности на единицу активной мощности).

Установки с опережающим током являются источниками реактивной мощности. Их применяют для компенсации реактивной нагрузки с индуктивным характером цепи.

Таким образом, нагрузка в электрической сети представляется активными и реактивными нагрузками.

При возникновении электрической нагрузки в распределительной сети, может возникать нагрев токоведущих частей – проводов, кабелей, коммутационных аппаратов, обмоток электродвигателей и трансформаторов. Чрезмерный их нагрев может привести к преждевременному старению изоляции и ее износу. В связи с этим температура токоведущих частей не должна превышать допустимых значений. Сечение проводов и кабелей, коммутационных аппаратов должно выбираться по допустимому току нагрузки. Для определения допустимого (расчетного) тока нагрузки должна быть определена расчетная мощность нагрузки.

За расчетную нагрузку при проектировании и эксплуатации солнечной электростанции принимается такая неизменная во времени нагрузка Iрсч, которая вызывает максимальный нагрев токоведущих и соседних с ними частей, характеризующийся установившейся температурой. Нагрев не должен превышать допустимого значения. Обычно установившееся тепловое состояние для большинства проводов и кабелей наступает за 30 минут (около трех постоянных времени нагрева – 3Т, т. е. постоянная времени нагрева Т = 10 мин). В установках с номинальным током нагрузки более 1000 А установившаяся температура достигается за время не менее 60 мин.

Активная мощность – это среднее значение мощности за полный период. Активная мощностью называют полезную мощность, которая расходуется на совершение работы – преобразование электрической энергии в другие виды энергии (механическую, световую, тепловую). Измеряется в Ваттах (Вт).

Максимальная мощность – это величина мощности, обусловленная составом энергопринимающего оборудования и технологическим процессом потребителя, исчисляемая в

Мгновенная мощность – мощность в данный момент времени. В общем случае это скорость потребления энергии. Различают среднюю мощность за определенный промежуток времени и мгновенную мощность в данный момент времени. В электроэнергетике под понятием мощность понимается средняя мощность.

Полная мощность – это геометрическая сумма активной и реактивной мощности (см. Треугольник мощностей). Измеряется в Вольт-Амперах (ВА).

Присоединенная мощность – это совокупная величина номинальной мощности присоединенных к электрической сети (в том числе и опосредованно) трансформаторов и энергопринимающих устройств потребителя электрической энергии, исчисляемая в МВт.

Расчетная мощность – величина ожидаемой мощности на данном уровне электроснабжения. Данная мощность является важнейшим показателем, поскольку исходя из неё выбирается электрооборудование. Расчетная мощность показывает фактическую величину потребления энергопринимающими устройствами и зависит от конкретного потребителя (многоквартирные дома, различные отрасли производства). Получение величины расчетной мощности представляет собой сложную задачу, в которой должны учитываться различные факторы, такие как сезонность нагрузки, особенности технологии. На основании статистических данных разработаны таблицы коэффициентов использования, по которым величина расчетной мощности находится как произведение установленной мощности на коэффициент использования.

Реактивная мощность – это мощность, которая обусловлена наличием в электрической сети устройств, которые создают магнитное поле (емкости и индуктивности). Интерес представляет не само магнитное поле, а характер прохождения по таким элементам переменного тока, а именно появление фазового сдвига между приложенным напряжением и током в элементах сети, таких как (электродвигатели, трансформаторы, конденсаторы).

Реактивная мощность в сети может быть, как избыточная, так и дефицитная это обусловлено характером установленного оборудования. Избыточная реактивная мощность (преобладает емкостной характер сети) приводит к повышению напряжения сети, в то время как дефицитная (преобладание индуктивного характера сети) к снижению напряжения. Поскольку в распределительных сетях в большинстве случаев индуктивность преобладает над емкостью, т.е. имеется дефицит реактивной мощности, то в сеть искусственно вносятся емкостные элементы, призванные скомпенсировать индуктивный характер сети, как следствие уменьшить фазовый сдвиг между напряжением сети и током, а это значит передать потребителю в большей степени только активную мощность, а реактивную «сгенерировать» на месте. Этот принцип широко используют сетевые компании, обязывающие потребителей устанавливать компенсационные устройства, однако же установка данных устройств нужна в большей степени сетевой компании, а не каждому потребителю в отдельности. Измеряется в Вольт-Амперах реактивных (ВАр).

Трансформаторная мощность – это суммарная мощность трансформаторов энергопринимающих устройств потребителя электрической энергии исчисляемая в МВт.

Установленная мощность – алгебраическая сумма номинальных мощностей электроустановок потребителя. Наибольшая активная электрическая мощность, с которой электроустановка может длительно работать без перегрузки в соответствии с техническими условиями или паспортом на оборудование.

 Заявленная мощность – это предельная величина потребляемой в текущий период регулирования мощности, определенная соглашением между сетевой организацией и потребителем услуг по передаче электрической энергии, исчисляемая в мегаваттах.

Что такое нагрузка в электротехнике

Ток нагрузки и сопротивление нагрузки Необходимо рассчитать ток нагрузки Iн и сопротивление нагрузки Rн в этой цепи. Расчет цепи несинусоидального тока и расчет переходного процесса Хотелось уточнить правильность решения задачи Задача 3. Расчет периода до определенного момента Написать программу, которая рассчитывает период времени в днях, часах, минутах, секундах до

Поиск данных по Вашему запросу:

Что такое нагрузка в электротехнике

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Типовые нагрузки реле.
• Двухступенчатая электронная нагрузка
• 2.4. Нагрузки в цепях переменного тока
• Электрические нагрузки: характеристики, графики, зависимости
• Электрическая цепь и ее элементы
• НАГРУЗКА ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ
• Буквенные обозначения употребляемых в электротехнике величин
• Активная, реактивная, неактивная и полная мощность электрического тока

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Индуктивность и индуктивные нагрузки. Сдвиг фаз между током и напряжением.

Типовые нагрузки реле.

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в устройствах, позволяющих нагружать различные преобразователи с выходом на постоянном токе, аккумуляторные батареи, генераторы постоянного тока при проведении различных видов испытаний, включая ресурсные. Техническим результатом является повышение КПД электронной нерассеивающей нагрузки ЭНН , уменьшение размеров, снижение стоимости входного фильтра, упрощение подачи команд от контроллера, повышение быстродействия управления при нештатных ситуациях.

Первая ступень ЭНН выполнена на основе трансформаторного преобразователя, управляемого постоянным током, с дросселем на входе. В устройстве применен вспомогательный преобразователь, подключенный через мостовой выпрямитель к сети для обеспечения начального заряда накопительного конденсатора, при достижении которого контроллер, подключенный к первичной стороне системы управления, начинает переключать транзисторы первой ступени с перекрытием, повышая напряжение на накопительном конденсаторе до заданного уровня.

После этого контроллер передает на вторичную сторону синусоидальный опорный сигнал и включает в работу как первичную, так и вторичную силовые части ЭНН. Изобретение относится к области преобразовательной техники, в частности к устройствам, позволяющим нагружать различные преобразователи с выходом на постоянном токе, аккумуляторные батареи, генераторы постоянного тока при проведении различных видов испытаний, включая ресурсные.

Известно, что продолжительные испытания источников электроэнергии проводятся путем подключения источника к резистивной нагрузке, что приводит к большому и практически бесполезному расходу электроэнергии, а также связано с техническими сложностями при отведении большой тепловой мощности от нагрузок и, в конечном счете, влечет финансовые потери для предприятия, выпускающего подобную продукцию.

Поэтому разрабатываются электронные нерассеивающие нагрузки ЭНН , которые позволяют существенно в 4…6 раза сократить расход электроэнергии при испытаниях.

В [1] описано испытание транзисторного выпрямителя, при котором он нагружается на инвертор такой же мощности, а с целью экономии электроэнергии, потребляемой при испытаниях, к сети переменного тока подключается дополнительный транзисторный выпрямитель, выходная мощность которого должна покрывать потери в испытываемом преобразователе и в инверторе.

Недостатками данного устройства являются необходимость использования двух дополнительных преобразователей инвертора и дополнительного транзисторного выпрямителя , сложность и неэффективность проведения испытания, поскольку отсутствует контроллер, выполняющий управляющие и защитные функции.

В [2] описано техническое решения двух- и трехступенчатых ЭНН, передающих энергию к сети переменного тока, однако построение первой ступени, связанной с выходом испытываемого преобразователя, не обеспечивает повышенный КПД ЭНН, а размеры входного фильтра оказываются недопустимо большими. Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением, известным авторам по совокупности признаков, является ЭНН, которая описана в [3].

ЭНН содержит несколько ступеней силовой части, первая подключается к испытываемому устройству, вторая обеспечивает гальваническую развязку между входом постоянного тока и сетью, а третья, выполненная на основе низкочастотного инвертора, передает мощность от испытываемого устройства к сети. Недостатками данного устройства являются трехступенчатая структура, обуславливающая недостаточно высокий КПД, а так же ограниченные возможности управления, связанные с применением цифрового контроллера на вторичной стороне ЭНН, гальванически связанной с сетью.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является значительное повышение КПД ЭНН, снижение размеров и стоимости входного фильтра, достигаемое тем, что первая ступень выполнена на основе трансформаторного преобразователя, управляемого током с дросселем на входе, введены вспомогательный преобразователь, подключенный через мостовой выпрямитель к сети для обеспечения начального заряда накопительного конденсатора, и контроллер в систему управления, подключенный к первичной стороне системы для подачи команд на ШИМ-контроллер и драйверы DC-DC преобразователя, который переключает с перекрытием транзисторы первой ступени, повышая напряжение на накопительном конденсаторе до заданного уровня, после чего контроллер передает на вторичную сторону синусоидальный опорный сигнал и включает в работу как первичную, так и вторичную стороны силовой части ЭНН.

На фиг. З показана схема силовой части ЭНН. Ток i сети равен разности токов i энн и i ип и является небольшим по сравнению с током i ип , расходуется только на покрытие потерь в ИП 2 и ЭНН 3. ЭНН может выполняться по двух- или трехступенчатой структуре [2, 3], причем с совершенствованием транзисторов и, в частности, повышением быстродействия IGBT транзисторов двухступенчатая структура, показанная на фиг.

Предлагаемая ЭНН содержит трансформаторный преобразователь с дросселем на входе, управляемый током, в первой ступени 4 и высокочастотный инвертор 6 во второй фиг. Кроме того, на схеме фиг. Вспомогательный преобразователь предназначен, во-первых, для получения напряжений, питающих устройство управления, а во-вторых, для создания начального заряда выходного конденсатора 5 трансформаторного преобразователя 4 с дросселем на входе.

Применение трансформаторного преобразователя с дросселем на входе в первой ступени при небольших уровнях входного напряжения 20… В позволяет значительно снизить потери в этом каскаде по сравнению с любой другой схемой.

При этом полагается, что применены транзисторы и выходные диоды одних и тех же типов, одинаков материал сердечников трансформатора и плотности токов в обмотках. Кроме того, входной дроссель в трансформаторном преобразователе снижает пульсации входного тока, что позволяет уменьшить размеры и стоимость входного фильтра и достичь минимального значения псофометрического шума.

Система управления 7 раскрыта на фиг. Она состоит из двух гальванически развязанных частей: первичной и вторичной сторон управления. На первичной стороне находятся драйверы управления ключами DC-DC преобразователя 29, ШИМ-контроллер этого преобразователя 30 и цифровой контроллер На вторичной стороне находятся драйверы управления ключами инвертора 36, блок логики управления ключами инвертора 35, ШИМ-контроллер инвертора 34, блок определения перехода напряжения сети через ноль 33 и сигнальный фильтр 32, устраняющий искажения напряжения сети.

Устройство работает следующим образом. После подключения ЭНН к выходу испытуемого устройства подано напряжение Uвх, фиг. Этот преобразователь вырабатывает несколько напряжений постоянного тока, поступающих на первичную и вторичную стороны устройства управления для возможности работы аналоговых и цифровых узлов.

Кроме того, преобразователь обеспечивает предварительный заряд накопительного конденсатора 5, подключенного к выходу трансформаторного преобразователя 4 с дросселем на входе до амплитуды напряжения сети при номинальном значении напряжения сети В амплитудное значение составит В. Предварительный заряд конденсатора 5 производится через зарядный резистор После окончания предварительного заряда этот резистор шунтируется контактами реле 12 по сигналу от контроллера 31, расположенного на первичной стороне устройства управления фиг.

В этом состоянии силовые ключи трансформаторного преобразователя с дросселем на входе 4 и инвертора 6 заперты и энергия от ЭНН к испытуемому устройству не поступает.

После получения сигнала контроллером 31 о завершении предварительного заряда конденсатора 5 контроллер управляет ключами 13…16 трансформаторного преобразователя 4 с дросселем на входе. Эти ключи работают с перекрытием, то есть имеется интервал времени, когда ключи двух стоек 13, 14 и 15, 16 находятся в открытом проводящем состоянии, как показано на фиг.

Поэтому, когда открыты ключи двух стоек, проходит ток через входной дроссель 17 и датчик тока ДТ1 18, напряжения на обмотках трансформатора равны нулю и энергия на вторичную сторону трансформатора не передается. В другом интервале периода переключения открыты диагонально расположенные на схеме ключи 13, 16 или 14, 15 и энергия от испытуемого источника, дросселя 17 через первичную обмотку 20 трансформатора 19, вторичную обмотку 21 и выпрямительный мост 22 поступает на дозаряд конденсатора 5.

При получении сигнала Звхт контроллером 31 последний с помощью ШИМ-контроллера 30 и драйверов 29, расположенных на первичной стороне устройства управления 7, устанавливает требуемый коэффициент заполнения ключей 13…16 моста. Одновременно на вторичную сторону устройства управления 7 поступает от контроллера синусоидальный сигнал, близкий по форме к выпрямленному напряжению сети и сфазированный с сетью с помощью блока 33, который определяет переход напряжения сети через ноль.

Вторая ступень инвертор начинает работать и в диагональ моста на ключах 23…26, в которую входят датчик тока ДТ2 27, дроссель 28, вход ИУ и сеть 1, поступает переменный ток, фаза которого совпадает с фазой сети. Ключи моста инвертора 23…26 работают таким образом, что чем больше напряжение на конденсаторе 5, тем больше ток уходит от ЭНН 3. Одна стойка ключей моста инвертора например ключи 23, 24 переключается с частотой сети. В каждом полупериоде сети в режиме широтно-импульсной модуляции на высокой частоте работает только один транзистор правой стойки, а период ШИМ делится на два интервала — импульса и паузы.

В интервале импульса один транзистор правой стойки включен, а в интервале паузы оба транзистора этой же стойки выключены. Черкашин, А.

Рудзенскас, М. Танаев, В. Регистрация патентов. Двухступенчатая электронная нагрузка. Авторы патента:. Овчинников Денис Александрович RU.

Овчинкин Сергей Валерьевич RU. Голиков Василий Юрьевич RU. Антонов Владимир Игоревич RU. Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в индукционных плавильных комплексах для плавки черных и цветных металлов и сплавов.

Изобретение относится к электротехнологии и может быть использовано в индукционных плавильных комплексах для плавки черных и цветных металлов и сплавов. Изобретение относится к области электроснабжения с управлением трехфазных короткозамкнутых асинхронных электродвигателей путевого механизированного инструмента при работах по текущему содержанию и ремонту железнодорожного пути.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в электротехнической, электроэнергетической, электрометаллургической, машиностроительной и электрохимической промышленности. Изобретение относится к области электротехники, а именно к преобразователям частоты, и может быть использовано, например, в валогенераторных установках с переменной частотой вращения синхронного генератора.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания для индукционного нагревателя. Устройство для автоматического. Изобретение относится к области преобразовательной техники и может использоваться для испытания электротехнических устройств: электрических машин и трансформаторов, автономных инверторов, источников вторичного электропитания, аккумуляторных батарей, солнечных элементов или других источников электрической энергии.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к установкам для испытания мощных индукционных устройств, преимущественно индуктивных накопителей энергии. Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении параметров стабилизаторов. Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при испытаниях стабилизаторов напряжения. Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля источников питания.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля и настройки аппаратуры регулирования напряжения, управления и защиты генераторов преимущественно летательных аппаратов. Изобретение относится к контрольно-изм ерительной технике и может быть использовано для автоматического контроля параметров интегральных стабилизаторов с регулируемым выходным напряжением.

Изобретение относится к измерительной технике и служит для распшрения функциональных возможностей устройства. Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для контроля состояния изоляции фидеров в сетях с изолированной или резистивно-заземленной или резонансно-заземленной нейтралью.

Изобретение относится к системе автоматизации электроснабжения электрических железных дорог, а именно к устройствам контроля короткого замыкания в контактной сети переменного тока. RU Политика конфиденциальности T

Двухступенчатая электронная нагрузка

Электрическая цепь это совокупность устройств, соединенных определенным образом, которые обеспечивают путь для протекания электрического тока. Элементами электрической цепи являются: источник тока , нагрузка и проводники. Простейшая электрическая цепь показана на рисунке 1. В состав электрической цепи могут входить и другие элементы, таки как устройства коммутации, устройства защиты. Как известно, для возникновения тока необходимо соединить две точки, одна из которых имеет избыток электронов в сравнении с другой. Другими словами необходимо создать разность потенциалов между этими двумя точками.

В прошлом номере журнала («Новости ЭлектроТехники» № 5(53)) наши Выравнивание графика нагрузки энергосистемы не может быть.

2.4. Нагрузки в цепях переменного тока

Из-за неравенства проводимостей ветвей , то есть между точками n и N появляется некоторая разность потенциалов, так называемое смещение нейтрали. При этом фазные напряжения на нагрузках уже не будут повторять систему фазных напряжений генератора. Поэтому задача сводится к задаче определения положения точки n на комплексной плоскости относительно N. Для его определения можно воспользоваться формулой узлового напряжения и теоретически ее рассчитать. Однако можно это сделать, основываясь на экспериментальных данных, суть которых состоит в следующем: производят измерения реальных значений напряжений на фазах нагрузки; в выбранном масштабе для напряжений проводят дуги окружностей радиусами, равными измеренным фазным напряжениям из точек A, B, C. Точка пересечения этих трех дуг и даст искомое местоположение точки n внутри треугольника, ограниченного линейными напряжениями рис. Соединив точки n и N отрезком, получим смещение нейтрали. По найденным фазным напряжениям приемника направляем векторы токов.

Электрические нагрузки: характеристики, графики, зависимости

Нагрузкой называют преобразователь электрической энергии в другой ее вид механическую, химическую, тепловую и т. Нагрузку на электрических схемах принято обозначать буквой R. Единица сопротивления нагрузки — ом Ом. На электрических схемах нагрузку изображают в виде рис. Источником называют преобразователь механической, химической, тепловой и т.

Целью расчета электрических нагрузок является определение токов, протекающих по токоведущим элементам, с точки зрения их допустимости по условиям нагрева элементов.

Электрическая цепь и ее элементы

Согласование источника энергии с нагрузкой Рассмотрим электрическую цепь, состоящую из источника энергии и нагрузки. Пусть источник энергии представлен последовательной схемой замещения рис. Задача согласования источника энергии с нагрузкой заключается в выборе, такого сопротивления нагрузки , при котором в цепи будут выполняться условия, называемые критериями согласования. Рассмотрим согласование источника с нагрузкой по критерию наибольшей активной мощности, передаваемой в нагрузку. Как видно из 6.

НАГРУЗКА ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ

В цепи перем. Активная Н. Реактивная Н. При преобладании ёмкостной реактивной составляющей в нагрузке ток опережает по фазе приложенное напряжение отрицат. В цепи пост. Большой энциклопедический политехнический словарь.

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА Работа выпрямителя на индуктивную нагрузку. 2,я через дроссель и нагрузку протекает один и тог же ток.

Буквенные обозначения употребляемых в электротехнике величин

Что такое нагрузка в электротехнике

Наименование работы : Согласование источника и нагрузки по напряжению, току и мощности. Цель работы: Рассмотреть, что для согласования работы всех электроустановок энергосистем, систем электроснабжения от генераторов станций и до электроприемников номинальные напряжения стандартизированы. Приборы и оборудование:. Лабораторный стенд.

Активная, реактивная, неактивная и полная мощность электрического тока

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Лекция 42. Трансформатор

Примечания: 1. Запасные обозначения применяются, когда главные обозначения использовать нерационально, например, если могут возникнуть недоразумения вследствие обозначения одной и той же буквой разных величин. Мгновенные значения ЭДС, электрического напряжения, потенциала, тока, плотности тока, электрического заряда, мощности, электромагнитной энергии следует обозначать соответствующими строчными буквами. Для амплитудных значений величин, являющихся синусоидальными функциями времени, применяется нижний индекс ш например, 1т. Back Силовые кабели Провода и шнуры Кабельная арматура. Back Подстанции Генерация Разное архив.

Отредактированно: 07 Апр

Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Решите задачу по физике 1 ставка. Какая польза народному хозяйству от астрономии и теории эволюции? Независимые ученые узнали, что Человечество не вызвало Глобального Потепления.

При проектировании любых электрических цепей выполняется расчет мощности. На его основе производится выбор основных элементов и вычисляется допустимая нагрузка. Для объяснения потребуется обратиться к основам электротехники, не вдаваясь в подробности, приведем краткое изложение основных тезисов. В цепях переменного тока расчет мощности ведется с учетом законов синусоидальных изменений напряжения и тока.

Что такое электрическая нагрузка?

Если в вашем доме есть какое-либо устройство, использующее электроэнергию, значит, у вас есть электрическая нагрузка. Будь то стиральная машина, кондиционер или лампочка, вашим приборам для выполнения своей работы требуется электрическая нагрузка.

Для домовладельцев понимание того, что такое электрическая нагрузка и почему она имеет значение, может быть очень важным. Это связано с тем, что ваша электрическая нагрузка влияет на ваш счет за электроэнергию, а также может повлиять на ваш выбор, когда речь идет об установке солнечных батарей и аккумуляторов.

На этой странице

… Показать больше

Определение электрической нагрузки

Существует множество различных классификаций и определений электрической нагрузки. Но в этой статье мы сосредоточимся на двух определениях, которые наиболее важны для понимания домовладельцами .

1. Электрическая нагрузка – это любое устройство, которое потребляет электрическую энергию и преобразует ее в другую форму. Эти устройства будут потреблять электрическую энергию в виде тока и преобразовывать ее в другую форму. Электрическая энергия часто преобразуется в такие формы, как свет, движение или электрическое тепло.
2. Под электрической нагрузкой понимается мера общего количества электроэнергии, необходимой для работы прибора, освещения или розеток.

Типы электрических нагрузок

В вашем доме есть три основных типа электрических нагрузок, с которыми вы можете столкнуться. Эти три типа нагрузки наиболее известны как активные нагрузки, индуктивные нагрузки и емкостные нагрузки.

Резистивные нагрузки

Резистивная нагрузка – это любая электрическая нагрузка, состоящая из нагревательного элемента. Резистивная нагрузка пропускает электрический ток по синусоидальной схеме нарастания и убывания синхронно с синусоидальным изменением напряжения. Это означает, что резистивные нагрузки поддерживают значения тока и напряжения, которые остаются синхронизированными.

Резистивные нагрузки можно найти в таких устройствах, как:

• Лампы накаливания
• Тостеры
• Духовки
• Обогреватели помещений

Индуктивные нагрузки

Индуктивная нагрузка, также известная как отстающая нагрузка, использует проволочные катушки для создания отдельных индуктивных полей. В отличие от резистивных нагрузок, ток индуктивных нагрузок имеет синусоидальную форму и достигает пика сразу после пика синусоиды напряжения. Это означает, что максимальная, минимальная и нулевая точки каждой волны не совпадают по фазе друг с другом.

Индуктивные нагрузки встречаются в таких устройствах, как:

• Посудомоечные машины
• Стиральные машины
• Холодильники
• Кондиционеры
• Электродвигатели

Емкостные нагрузки

Подобно индуктивной нагрузке, емкостная нагрузка имеет волны тока и напряжения, которые не совпадают по фазе. Однако ключевое отличие емкостной нагрузки заключается в том, что ток достигает своего пика раньше, чем напряжение. Емкостные элементы нагрузки также обеспечивают наибольший коэффициент мощности и часто используются для усиления электрических цепей.

В отличие от индуктивных и резистивных нагрузок, емкостные нагрузки не существуют в автономном формате. Емкостные нагрузки используются в тандеме и для поддержки других электрических нагрузок, особенно индуктивных нагрузок.

В каждом из трех типов электрической нагрузки волны напряжения и тока взаимодействуют по-разному. Источник изображения: Electronics Lovers

Почему важно понимать свою электрическую нагрузку?

Возможно, наиболее важной причиной для понимания вашей электрической нагрузки является получение информации об энергопотреблении вашего дома. Ваша электрическая нагрузка обеспечивает количество энергии, необходимое для работы ваших приборов и дома, и, таким образом, дает хорошее представление о количестве энергии, которое будет потреблять ваш дом.

Знание электрических нагрузок всех основных бытовых приборов вашего дома также позволит вам лучше контролировать свои ежемесячные счета за электроэнергию.

Понимание электрической нагрузки ваших приборов и дома также жизненно важно, если вы пользуетесь платой по требованию. Ставка платы за потребление — это тариф, установленный вашей коммунальной службой, который учитывает ваш самый высокий спрос на электроэнергию в течение периода и взимает плату на основе этой ставки. Управляя тем, какие электрические нагрузки используются в любой момент времени, вы сможете снизить максимальную потребляемую мощность и уменьшить свой счет за электроэнергию на основе потребления.

Как рассчитать электрическую нагрузку вашего дома

Расчет электрической нагрузки может быть полезен, чтобы убедиться, что у вас есть электроснабжение, способное удовлетворить потребности вашего дома.

Существует метод расчета электрической нагрузки, разработанный профессионалами отрасли и часто используемый домовладельцами. Этот метод показывает, сколько ампер требуется вашему дому.

1. Сложите мощность всех цепей общего освещения.

2. Сложите мощность всех цепей вставных розеток.

3. Сложите номинальную мощность стационарных электроприборов (сушилок, водонагревателей, посудомоечных машин и т. д.)

4. Вычтите 10 000 из общей суммы.*

5. Умножьте полученную сумму на 0,4.

6. Прибавьте к сумме 10 000.

7. Сравните мощность вашего кондиционера с мощностью всех ваших основных отопительных приборов. Затем прибавьте к сумме большее из двух чисел. Добавляйте только самое большое число, так как вы будете использовать только одно из этих устройств в определенное время.

8. Разделите количество ватт на вольт — в большинстве домов используется 240 вольт — чтобы получить общую нагрузку.

*Возможно, вам интересно, зачем нужны шаги 4–6. Они основаны на предположении, что вы не собираетесь использовать 100% своих электроприборов одновременно. Как правило, максимальное потребление энергии будет составлять 10 000 Вт плюс 40% оставшихся ватт в вашем доме.

Эти расчеты покажут вам приблизительную общую силу тока, необходимую для питания вашего дома. Используя эту цифру, вы можете оценить, адекватно ли ваше текущее электроснабжение. Услуги поставщиков электроэнергии обычно варьируются от 100 ампер для небольших домов до 400 ампер для домов площадью более 3500 квадратных футов.

Другие варианты расчета нагрузки включают использование онлайн-калькулятора нагрузки или расчет нагрузки у профессионального электрика.

Существуют также электрические панели, такие как Span Smart Panel, которые позволяют получить представление об электрической системе вашего дома. Панель Span Smart и сопутствующие продукты позволяют измерять электрические нагрузки для каждой из цепей вашего дома в режиме реального времени. Вы также можете управлять любой цепью или устройством в вашем доме.

Подробнее: Электрическая панель Span: цифровое обновление аналоговой электрической панели

Некоторые из впечатляющих возможностей Span Smart Panel. Источник изображения: Span

Влияние вашей электрической нагрузки на размер вашей системы солнечных батарей

Электрическая нагрузка вашего дома — это ценная информация о прошлом, настоящем и будущем использовании энергии. Вот почему ваша электрическая нагрузка является важным фактором при определении размера вашей солнечной системы , особенно если вы хотите покрыть 100% потребления энергии от солнечных панелей.

Электрическая нагрузка вашего дома и отдельных приборов также должна быть принята во внимание, если вы ищете решение для хранения энергии. Знание требований к питанию ваших приборов и вашего дома в целом поможет вам определить размер и тип необходимой резервной батареи. Все резервные источники питания имеют ограничения на электрическую нагрузку, которую они могут обеспечить, поэтому вам нужно выбрать решение, обеспечивающее достаточную мощность для ваших нужд.

Кроме того, ваша электрическая нагрузка поможет определить, как долго ваш резервный аккумулятор может питать ваш дом и сможет ли он питать все нагрузки или только критические нагрузки.

Короче говоря, проведение тщательной оценки электрической нагрузки является важным шагом в проектировании и установке подходящей системы солнечных батарей с аккумулятором.

Подробнее: Как работают системы резервного питания на солнечных батареях

Основные выводы

• Электрическая нагрузка относится к любому устройству, которое потребляет электрическую энергию и преобразует ее в другую форму.
• Электрическая нагрузка может также относиться к показателю общего количества электричества, необходимого для работы прибора, освещения или розеток.
• Понимание вашей электрической нагрузки важно для понимания энергопотребления вашего дома.
• Знание вашей электрической нагрузки может помочь вам выбрать подходящую солнечную энергетическую систему и решение для хранения энергии.

Каково точное значение нагрузки?

Спросил 11 лет, 3 месяца назад

Изменено 8 месяцев назад

Просмотрено 84k раз

\$\начало группы\$

Я только начинаю увлекаться электроникой и не могу понять концепцию нагрузки. У электроприборов тоже «вытягивается» ток. Кондиционер при включении приглушает свет. Я хочу сказать, что если разности напряжений недостаточно для перемещения любого оборудования, то кондиционер должен оставаться выключенным или не работать. Почему он «чертит» электричество при запуске?

• электронная загрузка

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Нагрузка — это общий термин для чего-либо в цепи, потребляющей энергию. Характеристики «нагрузки» могут сильно различаться. Обычно это самая большая потребляемая мощность, и большинство компонентов в цепи предназначены для поддержки нагрузки. Все, что использует электричество для выполнения работы, будет потреблять ток. Сумма зависит от того, какое сопротивление току имеет устройство, и величины приложенного к нему напряжения, при условии, что источник может дать больше мощности, чем будет использовать нагрузка.

Термин происходит от физической нагрузки, такой как перенос вязанки дров. Это требует работы, когда вы загружены.

В своем вопросе о кондиционере вы упираетесь в непростые нагрузки. Большой электродвигатель будет вести себя по-разному при запуске и при нормальной работе. Кондиционер имеет довольно высокую нагрузку на компрессор. Представьте себе автомобиль, трогающийся с места. Для его движения требуется больше энергии, чем для поддержания его движения. То же самое и с двигателем, и для его движения требуется бросок тока. Это происходит либо из-за пусковых катушек, которые отключаются, когда двигатель работает на скорости, либо из-за изменения электрических характеристик двигателя между остановленным и рабочим режимами.

Причина, по которой ваш свет тускнеет, заключается в том, что дополнительное потребление тока приводит к тому, что проводка дома к блоку переменного тока теряет больше напряжения, прежде чем оно туда попадет. (Посмотрите закон Ома и сравните фиксированное сопротивление с переменным током.) Как только первоначальный бросок тока закончится, падение напряжения уменьшится, и свет возобновит свою нормальную мощность.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Потребляют ли электроприборы ток? Абсолютно да, они делают. Количество потребляемого тока, умноженное на напряжение, представляет собой количество энергии, потребляемой устройством.

Если кондиционер заставляет свет приглушаться при включении, это происходит потому, что величина тока, потребляемого им при запуске, вызывает небольшое проседание входного напряжения, а это означает, что другие устройства, подключенные к той же цепи, также видят просадка напряжения. Лампочка (при условии, что лампа накаливания) действует как резистор — более низкое напряжение означает более низкий ток, более низкую мощность и уменьшенную светоотдачу (отсюда и затемнение).

По сути, вы ответили на свой последний вопрос, даже не осознавая этого. Если напряжение, подаваемое на кондиционер, «слишком низкое», могут произойти две вещи:

1) Потребляемый ток может быть выше — это связано с тем, что двигатели и компрессоры не работают как резисторы — они больше похожи на устройства с постоянной мощностью (более низкое напряжение означает более высокий ток)

2) Если напряжение очень низкое , может не хватить напряжения для запуска двигателей, и потребляемый ток будет низким, поскольку двигатели не работают.

Если на кондиционер подается достаточное напряжение, двигатели и электроника начинают работать, что приводит к потреблению тока.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Здесь уже есть несколько хороших ответов, но я решил попробовать…

Термин «нагрузка» используется в разных контекстах, и его значение может немного меняться в зависимости от контекста.

В самом общем смысле нагрузка — это то, что подключено к выходу электрической цепи. Нагрузка в принципе может быть любой. Например, это может быть резистор, конденсатор, катушка индуктивности, транзистор, двигатель, кондиционер и т. д.

Термин «нагрузка» может также означать «количество мощности» или «количество тока», потребляемого объектом, подключенным к выходу схемы. Например, подумайте о батарее. Если бы мы сказали, что к батарее подключена большая нагрузка или что батарея питает большую нагрузку, мы бы имели в виду, что вещь (нагрузка), подключенная к клеммам батареи, потребляла большой ток (или мощность). . И наоборот, если бы мы сказали, что это была легкая нагрузка, мы бы имели в виду, что от батареи не требовалось много тока (или мощности).

«Загрузить» также может использоваться как глагол. Мы могли бы сказать, что видеокарта в компьютере слишком сильно «нагружала» блок питания, и под этим мы подразумевали бы, что видеокарта потребляла слишком много тока (или мощности) от блока питания.

Думаю, будет правильно сказать, что все нагрузок потребляют ток (или мощность) от любой цепи, к которой они подключены. Было бы неправильно говорить, что они потребляют напряжение или иным образом «берут» напряжение из своей цепи питания. Напряжение (электрический потенциал) требуется для перемещения заряда (электронов) через нагрузку или цепь, но на самом деле напряжение никуда не «уходит».

Другие люди уже объяснили, что такое приглушение света. Вот еще одна небольшая заметка об этом в этом PDF…

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Устройство потребляет энергию, если выходящие из него электроны менее энергичны, чем входящие. По различным историческим причинам ток обычно описывается как текущий в направлении, противоположном тому, как на самом деле движутся электроны, и поэтому более энергичные электроны обозначаются напряжением, которое является менее положительным или более отрицательным.

Электроны можно рассматривать как воду, а уровень энергии (напряжение) как возвышение. Если есть шанс, вода потечет вниз. Нагрузка будет представлять собой место, где вода может течь вниз по склону; количество энергии пропорционально количеству протекающей воды и расстоянию, на которое она падает. Источник питания будет представлять собой место, где вода (путем подачи внешней энергии) закачивается в гору. Вода, выходящая из источника питания, имеет более высокий энергетический уровень (высоту), чем вода, поступающая в него. Обратите внимание, что количество воды, выходящей из любого места, будет таким же, как количество воды, втекающей; разница в уровне энергии.

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Здесь много хороших ответов, и я не согласен ни с чем. Хотел бы добавить две вещи…

1. Нагрузка означает мощность; но на арене домашних потребителей, где установлено значение «V» для «P = IV», многие стали приравнивать нагрузку к току; поскольку, если «V» остается относительно постоянным, то вы можете изменять мощность, только изменяя «I» (или угол между I и V, но мы не будем вдаваться в это).

2. Когда электродвигатели работают, они создают «противоЭДС», которая противодействует напряжению, приложенному к обмоткам двигателя. Это, в свою очередь, снижает ток через обмотки двигателя. Когда двигатель запускается впервые, этой обратной ЭДС еще нет (еще не создана), поэтому сначала возникает большой бросок тока. Вы можете заметить, что когда ваш кондиционер запускается, свет становится очень тусклым, но затем очень быстро становится ярче (почти таким же ярким, как до запуска двигателя), даже если кондиционер все еще работает. Это пусковой момент, когда двигатель переменного тока потребляет такой большой ток, что временно вызывает падение напряжения «IR» в домашней проводке, снижая эффективное «V» для себя и освещения.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Точное значение нагрузки: Нагрузкой является любое устройство, пропускающее энергию. Он рассеивает или доставляет энергию в другое место. В другом месте может быть окружено в виде тепла/света/потока или к другому устройству в виде механической энергии/энергии вала.

Другой вопрос: как ток рисовать? На самом деле ток управляется более высоким напряжением, преодолеваемым импедансом. Если каким-либо образом уменьшить импеданс, ток будет течь даже при уменьшенном напряжении. Если представить со стороны нагрузки, то с уменьшением импеданса ток будет течь внутрь, как бы притягиваемый нагрузкой. Концепция потребляемого тока на самом деле воспринимается со стороны нагрузки, а не со стороны источника.

\$\конечная группа\$

Что такое электрическая нагрузка? Типы, расчеты и примеры

« Электрическая нагрузка » относится к электрическому компоненту или оборудованию, которое потребляет реальную энергию и преобразует электричество в другую форму энергии, такую ​​как тепло, свет или движение.

Содержание

Электрическая нагрузка Пример

• лампочки
• бытовая техника
• двигатели
• компоненты цепи управления, такие как контакторы и реле
• электрические трансформаторы
Какие типы электрических нагрузок существуют?

Три фундаментальные нагрузки присутствуют в цепях:

1. емкостный
2. Индуктивная
3. Резистивные нагрузки
2 9006.

При активной нагрузке напряжение и ток остаются в фазе. Следовательно, коэффициент мощности равен единице.

Если говорить о единицах измерения, то резистивная нагрузка измеряется в омах, а мощность измеряется в ваттах.

Резистивные нагрузки включают нагреватели, лампы накаливания или любые недвигательные нагрузки.

Индуктивные нагрузки

Все устройства и оборудование с катушками являются индуктивными по своей природе.

В отличие от резистивной нагрузки, при индуктивной нагрузке ток и напряжение не совпадают по фазе.

Мы измеряем индуктивную нагрузку в Генри и ее мощность в ВАР. При этом мощность представляет собой сумму реактивной и активной мощности.

Для получения дополнительной информации об активной (кажущейся) мощности прочтите мою статью здесь. И, если вам нужна дополнительная информация о реактивной мощности , прочитайте мою статью здесь.

Емкостная нагрузка

В области машиностроения емкостные нагрузки встречаются редко по сравнению с резистивными и индуктивными нагрузками. Это очень распространено в электронных схемах.

Емкость измеряется в фарадах, а мощность в варах. Значение реактивной мощности при емкостной нагрузке отрицательное, так как полярность реактивной мощности отрицательная .

При емкостных нагрузках изменения напряжения отстают от изменений тока .

 

Каковы примеры трехфазных нагрузок?

Трехфазные асинхронные двигатели являются основной, но не единственной нагрузкой в ​​энергосистеме.

Трехфазные нагреватели являются примером трехфазных нагрузок, они широко используются в электрических печах. Эти печи являются обычными нагрузками на металлургических заводах.

Ниже приведены некоторые примеры трехфазных нагрузок:

• Трехфазные двигатели.
• Трехфазные выпрямители
• Трехфазные нагреватели.
• Трехфазные конденсаторные батареи.

Опережающие и отстающие трехфазные нагрузки

• Трехфазная опережающая нагрузка потребляет активную мощность; однако он отдает реактивную мощность обратно в систему. Это создает перевозбуждение системы.
• Трехфазная запаздывающая нагрузка потребляет одновременно и реактивную, и активную мощность и вызывает перевозбуждение системы.

Существует несколько примеров отстающих нагрузок, таких как дуговые печи и трехфазные трансформаторы.

Опережающие нагрузки используются исключительно для коррекции коэффициента мощности генераторов переменного тока , таких как батареи конденсаторов, последовательные компенсаторы или последовательные комбинации конденсаторов и резисторов.

TCR (реакторы с тиристорным управлением) используются для повышения эффективности энергосистем.

Является ли батарея электрической нагрузкой?

Батареи в основном используются для хранения постоянного тока, а затем для питания нагрузок постоянного тока. В большинстве случаев это source s!

Однако они имеют внутреннее сопротивление из-за непроводящей природы электролитов и пластин по сравнению с материалом, используемым в проводнике.

В случае зарядки аккумулятора это считается нагрузкой для зарядного устройства. Он потребляет энергию! не так ли?

Подумайте об этом, когда вы заряжаете свой мобильный телефон, зарядное устройство нагревается из-за энергии, потребляемой аккумулятором. Он потребляет ток от

После этого аккумулятор питает ваш сотовый телефон постоянным током, в данном случае он действует как источник постоянного тока.

Что такое список электрических нагрузок?

 Список электрических нагрузок – это расчетный и подробный список электрических нагрузок распределительной системы . Мы можем составить список нагрузки после того, как будут собраны данные нагрузки, что достигается после:

• У нас есть полная схема загрузки
• Мы выбираем базовую систему распределительных панелей проекта и знаем, как мы будем распределять нагрузки
• Мы распределяем все нагрузки по отдельным центрам нагрузки и MCC (центру управления двигателями).

График нагрузки может помочь определить мощность, необходимую для установки. Затем эту информацию можно использовать для правильного определения надлежащего размера кабелепроводов и проводников, а также надлежащей защиты от перегрузки и других систем управления.

Список нагрузок позволяет легко определить и помочь с требуемыми количествами и номиналами оборудования, которые должны использоваться для питания этапа установки и проектирования проекта.

План нагрузки должен быть составлен как можно раньше на этапе проектирования. Необходимо знать основные уровни напряжения, необходимые при строительстве, и все остальные аспекты назначения здания или сооружения, характер нетехнологических и технологических нагрузок.  

Преимущества графика нагрузки:
• Обеспечивает точную оценку электрической нагрузки при нормальной и пиковой нагрузке.
• Список нагрузок определяет мощность, необходимую для проекта и для каждой нагрузки.
• Оценка помогает в определении размеров кабелепроводов, проводников, контрольно-защитного оборудования и, конечно же, оценки стоимости .
Как рассчитать график электрической нагрузки дома?

Вот метод расчета нагрузки График для дома:

1. Возьмите суммарную мощность всех ветвей цепей освещения.
2. Укажите номинальную мощность каждой розетки.
3. Включите номинальную мощность всех постоянных приборов (сушилки, плиты, водонагреватели и т. д.)
4. Вычтите 10 000.
5. Затем умножьте этот ответ на 40% (0,4).
6. Затем добавьте 10 000.
7. Проверьте полную номинальную мощность стационарных кондиционеров и номинальную мощность нагревательных приборов, а затем добавьте любое большее значение из обоих этих значений. Потому что (Вы не можете охлаждать и нагревать одновременно, поэтому вам не нужно включать каждое число.)
8. Разделите сумму на общее напряжение, если ваше подключение к электричеству трехфазное, тогда значение будет разным для каждой фазы. по межфазному напряжению, а не по однофазному напряжению.

Эта формула дает рекомендуемую силу тока, необходимую для обеспечения дома достаточным количеством электроэнергии. Используя эту формулу, легко оценить текущую услугу электроснабжения.

Некоторые рекомендуемые более простые рекомендации:
1. 100-амперной сети обычно достаточно для питания основных распределительных цепей небольшого, среднего или крупного дома, а также одного или двух электроприборов, таких как плита для приготовления пищи или водонагреватель, или сушилка для белья. Если в отопительных приборах используется газ, услуга может подойти для домов площадью менее 2500 квадратных футов.
2. 200-амперная сеть может выдерживать ту же нагрузку, что и 100-амперная сеть. Он также включает электроприборы и электрическое отопительное и охлаждающее оборудование для домов площадью до 3000 квадратных футов.
3. Услуги на 300 или 400 ампер рекомендуются для больших домов (более 3500 квадратных футов) с полностью электрическими приборами и электрическим оборудованием для обогрева и охлаждения. Этот размер услуги предлагается для домов, где ожидаемая электрическая тепловая нагрузка превышает отметку в 20 000 Вт. Обслуживание на 300 или 400 ампер обычно предлагается путем установки двух панелей, одна на 200 ампер, а вторая на 100 или 200 ампер.
Расчеты электрической нагрузки, формула и примеры

Расчет электрических нагрузок можно выполнить путем расчета мощности нагрузки или тока нагрузки.

Начнем с расчета электрического тока.

Я создал приложение для Android, чтобы помочь вам выполнять электрические расчеты, вы можете установить его из Google Play Market здесь

electric4uonline

Расчет однофазного тока

Однофазный ток нагрузки, I = P ÷( V× PF)

Где P — мощность в ваттах, V — рабочее напряжение, а PF — коэффициент мощности.

Возьмем значения P (Ватт) и напряжения,

P= 800 Вт

V= 230 В

(коэффициент мощности) P. F= 0,9

Теперь подставим эти значения в формулу

Ток нагрузки, I = 800 / (230×0,9)

Ток однофазной нагрузки (I) = 3 А

Расчет трехфазного тока n

Ток трехфазной нагрузки, I = P÷ √3 В _{× P.F}

Возьмем значения P и напряжения

P=1000 Вт

V= 440 В

P.F = 0,9

Теперь подставим эти значения в формулу

÷ (1,73 × 400 × 0,9)

Ток трехфазной нагрузки, I = 1,60 Ампер

Теперь давайте рассчитаем мощность нагрузки. Мощность может быть реальной или кажущейся. Реальная мощность рассчитывается в кВт, а полная мощность рассчитывается в кВА.

Нагрузка в кВт Формула расчета

Единицей, используемой для оценки реальной мощности, является кВт, мы рассчитываем мощность в кВт в случае резистивной нагрузки или расчета реальной мощности нагрузки.

Однофазный Расчет мощности нагрузки

P (кВт)= (В × I × PF) ÷ 1000

Пример:

=220 Вольт

I (ток)=5 А

Коэффициент мощности = 0,9

P (кВт)= (220 x 5 x 0,9) ÷ 1000 = 0,99 кВт

Три фаза Расчет мощности нагрузки

P (KW) = (√3 x v x i x p.f) ÷ 1000

Пример:

тока и напряжения,

В = 435 Вольт и I = 25 А

Теперь подставьте все значения в формулу

Мощность нагрузки = (1,732 x 435 x 25 x 0,9) ÷1000 = 16,95 кВт

Где В напряжение,

I ток нагрузки,

PF коэффициент мощности

 Расчет нагрузки в кВА

Единицей, которая рассчитывает полную мощность, является кВА, мы используем ее для генераторов и трансформаторов.

Однофазный Нагрузка в кВА

S (кВА)= (В × I) ÷ 1000

Пример:

В (напряжение)=220 ампер=220 вольт

3

Подставьте значения в формулу

S(полная мощность)= (220 x 5)÷ 1000, Мощность нагрузки = 1,1 кВА

Трехфазный Нагрузка в кВА

S(кВА)= (В × I× 1,732) ÷ 1000

Допустим значения тока и напряжения

В= 435 Вольт

I=25 Ампер

Теперь введите все значения Формула

Полная мощность нагрузки, S= (435 x 25× 1,732)÷1000= 18,835 кВА

Разница между кВт нагрузки и кВА нагрузки

Основная разница между кВт (киловатт) и кВА (киловольт- ампер) – это их коэффициенты мощности.

кВт — термин, используемый для описания единицы фактической мощности нагрузки, а кВА — единица полной мощности нагрузки.

Хотя, как известно, коэффициент мощности является приблизительной величиной (обычно 0,8). При сравнении расчетов кВт и кВА значение кВА всегда будет больше, чем значение кВт.

Для промышленных и коммерческих генераторов число кВт наиболее часто используется в генераторах США. Большая часть остального мира использует кВА в качестве основной генераторной установки.

Что такое единица измерения электрической нагрузки?

Единицей измерения электрической нагрузки являются ватт и киловатт.

Электрическая мощность выражается в единицах мощности, известных как ватты, названные в честь Джеймса Уатта, изобретателя паровой машины.

Один ватт — это всего лишь небольшое количество энергии. Некоторым устройствам для работы требуется всего несколько ватт, тогда как другим требуется больше. Энергопотребление небольших устройств обычно измеряется в ваттах. Напротив, более крупные устройства измеряются в киловаттах (кВт), что эквивалентно 1000 Вт.

Мощность производства электроэнергии обычно выражается в единицах киловатт в мегаваттах (МВт) и гигаваттах (ГВт). Один мегаватт равен 1000 тысячам кВт (или миллиону ватт), а один гигаватт равен 1000 милливатт (или 1 000 000 ватт).

Какой тип нагрузки у электродвигателя?

Асинхронные двигатели являются наиболее распространенным типом двигателей в сети. Электродвигатели E , однофазные или трехфазные, являются индуктивными нагрузками. Это наиболее распространенные индуктивные нагрузки в энергосистеме.

Электродвигатель

применяются в широком спектре потребителей коммерческих, бытовых и промышленных нагрузок.

Поэтому мы используем емкостные нагрузки, конденсаторные батареи для компенсации индуктивных нагрузок больших промышленных зданий, т.е. коррекции коэффициента мощности.

Является ли трансформатор индуктивной или емкостной нагрузкой?

Трансформатор потребляет индуктивный ток для выполнения своей работы. Ток намагничивания, необходимый для установки потока, необходимого в железном сердечнике трансформатора, является индуктивным.

Вторичный ток может быть индуктивным, резистивным или емкостным, в зависимости от типа нагрузки, подключенной к вторичной обмотке трансформатора.

Если первичная сторона трансформатора подключена к емкостной нагрузке, первичный ток будет емкостным.

Первичный ток является индуктивным, если вторичный подключен к индуктивной нагрузке.

Все зависит от типа нагрузки, подключенной к вторичной обмотке трансформатора.

• Если вторичная обмотка представляет собой разомкнутую цепь, то первичная обмотка действует как катушка с высокой индуктивностью.
• Если вторичная обмотка соединена с резистором, он действует последовательно с индуктивностью рассеяния. На практике, если индуктивностью рассеяния можно пренебречь, трансформатор будет выглядеть как чистый резистор. Сопротивление изменяется в большую или меньшую сторону в зависимости от передаточного отношения.
• То же, что и конденсаторы на вторичной обмотке; однако емкость будет изменяться обратно пропорционально коэффициенту трансформации. Основным останется конденсатор с малой индуктивностью при последовательном включении.
Что такое критическая нагрузка в энергосистеме?

Критические нагрузки — это такие нагрузки, где электроснабжение необходимо поддерживать в любых условиях. Электропитание этих нагрузок никогда не должно отключаться.

Эти типы нагрузок классифицируются как Критические нагрузки , те нагрузки, которые непосредственно влияют на способность организации работать.

Приняты специальные меры для обеспечения непрерывной подачи электроэнергии на эти нагрузки, даже в случае сбоя в электроснабжении промышленности, поскольку эти нагрузки необходимо поддерживать в рабочем состоянии (без перерыва в подаче электроэнергии) при отключении сетевого источника питания в своевременный способ избежать сбоев компьютера или повреждения данных, а также сокращения срока службы оборудования.

Вот почему источники бесперебойного питания и другие резервные источники питания, такие как генераторы, играют решающую роль в обеспечении непрерывности бизнеса, обеспечивая немедленное резервирование основных электронных устройств, систем и оборудования в случае значительного отключения электроэнергии.

Критические нагрузки часто встречаются на перерабатывающих предприятиях, где невозможно остановить процессы.

В моей работе есть небольшой аэропорт, критическими нагрузками являются устройства, которые используются для связи с пилотами и управления ими во время взлета и посадки.

Мы используем ИБП (источник бесперебойного питания) для питания этих устройств во время любого отключения электроэнергии до запуска аварийного генератора, эти устройства не имеют времени отключения.

Подумайте о больницах, операционные нуждаются в электроэнергии все время. Никаких отключений не допускается, это критические нагрузки.

Факторы для классификации нагрузок как критических или некритических:

нагрузка классифицируется как критическая или некритическая в зависимости от важности, которую она имеет для компании в отношении:

• Медицинские центры и больницы.
• Financial penalties, loss of business, and impacts on customer service
• Service delivery
• Productivity and production lost
• Quality, safety, and health as well as environmental protection systems
• Нарушения безопасности и потеря контроля
• Доверие заинтересованных сторон и репутация компании

После обнаружения критических нагрузок их необходимо расставить по приоритетам в соответствии с их важностью и продолжительностью времени, в течение которого они должны оставаться в работе во время основного отключения.