Мощность нагрузки: Номинальная мощность нагрузки

Содержание

Мощность нагрузки установки | Руководство по устройству электроустановок | Оборудование

Страница 5 из 77

4 Мощность нагрузки установки

B15

Чтобы правильно спроектировать электроустановку, необходимо оценить реальную максимальную мощность, которая может потребоваться от системы питания. Основывать проектирование просто на арифметической сумме всех нагрузок, существующих в сети электроустановки, было бы очень неоправданно как с экономической точки зрения, так и с точки зрения инженерной практики. Целью данной главы является показать некоторые факторы, учитывающие неодновременность нагрузки(неодновременную работу всех устройств данной группы) и режим работы (например, электродвигатель обычно не работает на своей полной мощности) всех существующих и проектируемых нагрузок, которые можно оценить. Данные значения основаны на опыте и на данных, взятых с существующих электроустановок. В дополнение к основным данным проектирования установки для отдельных цепей, можно получить общие значения для всей установки, которые позволят определить требования для системы питания (распределительная сеть, трансформатор высокого/низкого напряжения, или генератор).

4.1 Установленная мощность (КВт)

Установленная мощность является суммой номинальных мощностей всех устройств- потребителей мощности в электроустановке. Это не является мощностью, которая подается в действительности.
Большинство электрических приборов и оборудования имеют маркировку, указывающую их номинальную мощность.
Установленная мощность является суммой номинальных мощностей всех устройств- потребителей в цепи электроустановки. Она не является мощностью, которая подается в действительности. Это в особенности относится к электродвигателям, где номинальное значение мощности относится к выходной мощности на приводном валу. Потребление входной мощности будет явно больше.
Лампы дневного света и газоразрядные лампы, использующие стабилизирующие балластные сопротивления, являются еще одним примером, где номинальная мощность, указанная на лампе, меньше мощности, которая реально потребляется лампой и ее балластным сопротивлением.

Методы оценки реального потребления мощности двигателями и осветительными приборами,описаны в разделе 3 данной главы.
Значение потребляемой мощности (кВт) необходимо знать, чтобы правильно выбрать номинальную мощность генератора или батареи, и для тех случаев, где нужно принимать во внимание требования приводного двигателя. Для питания от генератора сети низкого напряжения, или через трансформатор высокого/низкого напряжения, важным значением является полная мощность в кВА.

4.2 Установленная полная мощность (КВА)
Установленная полная мощность обычно рассчитывается как арифметическая сумма мощностей (кВА) отдельных нагрузок. Максимальная предполагаемая мощность, однако, не равна общей установленной мощности.
Полная мощность, потребляемая нагрузкой (которая может состоять и лишь из одного потребителя) вычисляется на основе ее номинальной мощности (при необходимости, скорректированной, как описано выше для двигателей и др.) и следующих коэффициентов.

П=КПД прибора=выход кВт / вход кВт cos ф=коэффициент мощности=кВт / кВа Потребность в полной мощности для нагрузки (^A) S=Pn / n х cos ф
На основе этого значения, полный ток Ia (A)(1) потребляемый нагрузкой, будет

для нагрузки, с соединением 1 фаза-нейтраль.

для трех-фазной сбалансированной нагрузки, где: V = напряжение фаза-нейтраль (вольт) U = напряжение фаза-фаза (вольт)
Можно отметить, что, строго говоря, полная мощность не является арифметической суммой вычисленных номинальных мощностей отдельных нагрузок (кроме случая, когда все нагрузки имеет одинаковый коэффициент мощности).
(1) Для большей точности, необходимо учитывать коэффициент максимального использования, как описано ниже в п.4.
Schneider Electric — Руководство по электрическим установкам 2005

В общей практике, однако, производится простое арифметическое суммирование, результат которого даст значение полной мощности, которое превышает истинное значение на приемлемый «расчетный допуск»
Когда некоторые из характеристик нагрузки неизвестны, можно использовать значения, показанные на Зис. В9 на следующей странице, которые дают очень приблизительную оценку потребностей в мощности в вольтах-амперах (отдельные нагрузки обычно слишком малы, чтобы выражаться в кВА или кВт).
Оценки нагрузки осветительных приборов основаны в предположении освещения площади пола 500м2


Освещение лампами дневного света ( с корректировкой на cos ф=0.86)

Сфера применения

Оценка в (ВА/м2) для лампы дневного света с промышленным рефлектором(1))

Средний уровень освещения (св.поток=лм/м2)

Дороги и шоссе, складские площади,

7

150

периодические работы

 

 

Работы с подъемом тяжелых грузов:

14

300

производство и сборка очень больших

 

 

деталей

 

 

Ежедневные работы: офисные работы

24

500

Точные работы: чертежные офисы,

41

800

высокоточные работы по сборке

 

 

Цепи питания

Сфера применения

Оцененная мощность (ВА/м2)

Насосные станции (воздушные компресссоры)

3 — 6

 

Вентиляция помещений

23

 

Электрические нагреватели — конвекторы:

115 — 146

 

частные дома и квартиры

90

 

Офисы

25

 

Диспетчерские пункты

50

 

Сборочные цеха

70

 

Машинный цех

300

 

Цех окраски

350

 

Цех термической обработки

700

 

(1) Пример: Лампа 65 Вт (не включая балластное сопротивление) световой поток 5,100 люмен (лм), световой КПД трубки = 78.5 лм / Вт.
Рис B9: Оценка установленной полной мощности
4.3 Оценка реальной требуемой максимальной мощности (кВА)
На практике, отдельные нагрузки не обязательно работают на полной мощности или одновременно. Коэффициенты ku и ks позволяют определить потребности в максимальной и полной мощности, которые реально требуются для определения параметров электроустановки.

Коэффициент максимального использования (ku)
При нормальных рабочих условиях, потребление мощности отдельным потребителем нагрузки иногда меньше, чем номинальная мощность, указанная для данного прибора, и это часто встречаемое явление оправдывает применение коэффициента использования (ku) при оценке реальной потребляемой мощности.
Этот коэффициент должен применяться для каждого отдельного потребителя нагрузки, в особенности для электродвигателей, которые редко работают на полной нагрузке. В промышленных электроустановках этот фактор можно в среднем принять равным 0,75 для электродвигателей.
Для нагрузки, состоящей из ламп накаливания, этот коэффициент всегда равен 1. Для цепей с розетками для подключения приборов, значение этих коэффициентов полностью зависит от типов приборов, которые питаются от данной сети.
В — Общая структура — Применяемые правила —
Установленная мощность
B16
Коэффициент одновременности (ks)
В реальной практике, потребители нагрузки, установленные в цепи одной электроустановки, никогда не работают одновременно, то есть, всегда присутствует некоторая степень неодновременности, и этот факт учитывается при оценке требуемой мощности, путем использования коэффициента одновременности (ks). Коэффициент ks применяется к каждой группе нагрузок (например, к группе, питаемой от распределительного щита и нижележащих щитков). Расчет этих коэффициентов является обязанностью проектировщика, так как это требует подробного знания установки и условий эксплуатации отдельных цепей. По этим причинам, невозможно привести точные значения, рекомендуемые для общего применения.
Schneider Electric — Руководство по электрическим установкам 2005
Коэффициент одновременности жилого здания
Некоторые типовые значения для этого случая даны на Зис. В1І на следующей странице, и применимы для бытовых потребителей, питаемых от сети 230/400В (3 фазы, 4 провода). Для потребителей, использующих обогревательные приборы для обогрева помещений, рекомендуется коэффициент 0,8, независимо от числа пользователей.


Число нижележащих потребителей

Коэффициент одновременности (ks)

2 — 4 1

5 — 9

0.78

10 -14

0.63

15 -19

0.53

20 — 24

0.49

25 — 29

0.46

30 — 34

0.44

35 — 39

0.42

40 — 49

0.41

50 и более

0.40

Рис. B10: Коэффициенты одновременности в жилом многоквартирном доме. Пример (см. Рис. В1 ):
Имеется 5-этажный жилой дом с 25 потребителями, каждый из которых имеет 6 кВА установленной мощности.
Общая установленная мощность для здания: 36+24+30+36+24=150 кВА
Полная мощность, требуемая для здания: 150 х 0.46=69 кВА
Из Рисунка В10 возможно определить величину токов в различных секциях главного фидера,
питающего все этажи. Для вертикально идущих кабелей, при подаче питания снизу, поперечное
сечение проводников можно постепенно уменьшать по направлению к более верхним этажам.
Такие изменения в сечении проводов обычно происходят через 3 этажа.

Например, ток, подаваемый в вертикальный кабель питания на уровне земли, равен:

ток, поступающий на третий этаж, равен:


Рис. B10: Коэффициент одновременности в жилом многоквартирном доме.
Коэффициент одновременности для распределительных щитов
На рис. В12 показаны гипотетические значения ks для распределительных щитов, питающих ряд цепей, где отсутствует индикация того, как между ними распределяется общая нагрузка.
Если цепи в основном используются для целей освещения, разумно принять значение коэффициента ks близким к единице.


Число

Коэффициентодновременности

цепей

(ks)

Сборки,протестированные

0.9

полностью

 

2 и 3

 

4 и 5

0.8

6 — 9

0.7

10 и более

0.6

Сборки,протестированные

1.0

выборочно, в каждом

 

выбранном случае.

 

Рис. B1 : Коэффициент одновременности для распределительных щитов (IEC 60439)
Коэффициент одновременности в зависимости от функции цепи.
Коэффициенты ks, которые можно использовать для цепей, питающих часто встречающиеся нагрузки, даны на рис. В13.


Функция цепи

Коэффициент одновременности (ks)

Освещение 1

Обогрев и кондиционирование 1

Розетки для подключения приборов

0.1 — 0.2 (1)

10 и более

0.6

Лифты и подъемники и Для самых мощных двигателей

1

Для двигателей, вторых по мощности

0.75

         ~—                               
В некоторых случаях, преимущественно в промышленных электроустановках, этот коэффициент может быть выше.
Ток, принимаемый во внимание, равен номинальному току двигателя, увеличенному на одну треть от его пускового тока.
Рис. В1 : Коэффициент одновременности в зависимости от функции цепи.
4.4 Пример применения коэффициентов ku и ks
Пример оценки потребности в реальной максимальной мощности на всех уровнях электроустановки, начиная от положения каждой нагрузки до точки подачи питания (См. Рис. В14 на противоположной странице).
В данном примере, общая установленная полная мощность равна 126,6 кВА, что соответствует реальному (оцененному) максимальному значению 65 кВА на низкой стороне трансформатора высокого/низкого напряжения.
Примечание: Чтобы правильно выбрать сечение кабеля питания для распределительных цепей электроустановки, ток I (в амперах), проходящий через цепь, определяется из уравнения
В — Общая структура — Применяемые правила — Установленная мощность
B18

где S, кВА — это реальная максимальная 3-фазная полная мощность, показанная на схеме рассматриваемой цепи, а U — напряжение между фазами (в вольтах).
4.5 Коэффициент разновременности нагрузки
Термин «коэффициент разновременности», как он определен в стандартах IEC, идентичен коэффициенту одновременности (ks), который используется в данном руководстве, согласно разделу 4.3. В некоторых англо-говорящих странах, однако (в момент написания руководства), фактор неодновременности является величиной, обратной к ks, то есть, он всегда > 1.
Schneider Electric — Руководство по электрическим установкам 2005


Рис. В13: Коэффициент одновременности в зависимости от функции цепи.
4.6 Выбор номинальной мощности трансформатора
Когда электроустановка должна снабжаться напрямую от трансформатора высокого/ низкого напряжения и уже определена максимальная полная мощность для нагрузки установки, можно выбрать номинальную мощность трансформатора, принимая во внимание следующее (см. Рис. В1 ).
Возможность увеличения коэффициента мощности установки (см. главу К).
Ожидаемое расширение установки.
B19
Ограничения установки (температура…)
Стандартные номинальные значения мощности трансформатора.


Полная мощность

In (А)

кВА

237 V

410 V

100

244

141

160

390

225

250

609

352

315

767

444

400

974

563

500

1218

704

630

1535 887

800

1949

1127

1000

2436

1408

1250

3045

1760

1600

3898 2253

2000

4872

2816

2500

6090

3520

3150

7673

4436

Рис. B15: Стандартные значения полной мощности для трансформаторов высокого/низкого напряжения и соответствующих номинальных токов.
Schneider Electric — Руководство по электрическим установкам 2005

где
S = кВА номинальное значение мощности трансформатора
U = напряжение фаза-фаза при отсутствии нагрузки в вольтах (237 В или 410 В)
In — в амперах.
Для однофазного трансформатора

где
V = напряжение на стороне низкого напряжения при отсутствии нагрузки (в вольтах). Упрощенное уравнение для 400 В (3-фазная нагрузка).
In = кВА х 1.4
Применяемый стандарт для силовых трансформаторов — IEC 60076.
4.7 Выбор источников питания
Описанная в главе E1 важность поддержки непрерывного питания поднимает вопрос использования резервного источника питания. Выбор и характеристики таких альтернативных источников питания описаны в разделе E 1.4.
Для основного источника питания выбор обычно делается между подключением к сети подачи питания высокого или низкого напряжения.
На практике, подключение к сети высокого напряжения может быть необходимо там, где нагрузка превышает (или такое превышение планируется) некоторый уровень, обычно порядка 250 кВА, или когда требуемое качество обслуживания выше качества, обычно поставляемого сетью низкого напряжения.
Более того, если подключенная к сети низкого напряжения электроустановка может вызывать помехи у соседних потребителей, органы энергонадзора могут порекомендовать подключение в сети высокого напряжения. Питание от потребителя, подключенного к высоковольной сети может иметь определенные преимущества:
не испытывает помех от других потребителей, что может иметь место в случае сети низкого напряжения;
свободен в выборе любого типа низковольтной системы заземления;
имеет более широкий выбор тарифов;
может позволить очень большие увеличения нагрузки. Однако, следует заметить, что:
Потребитель является собственником подстанции высокого/низкого напряжения и, в некоторых странах, он должен построить и оборудовать ее за свой счет. В определенных обстоятельствах, поставщики энергии могут участвовать в инвестировании, например, на уровне линии высокого напряжения.
Часть стоимости подключения часто можно возместить, если второй потребитель подключается к высоковольтной линии в течение некоторого времени после того, как подключился первый потребитель.
В — Общая структура — Применяемые правила — Установленная мощность
Номинальный ток полной нагрузки на стороне низкого напряжения 3-фазного трансформатора вычисляется по формуле:

Потребитель имеет доступ только к низковольтной части электроустановки, тогда как доступ к высоковольтной части остается за персоналом поставщика энергии (снятие показаний счетчиков, оперативные действия и т.д.). Однако, в некоторых странах, защитный автоматический выключатель линии высокого напряжения (или плавкий выключатель нагрузки) может управляться потребителем.
Тип и расположение подстанции согласуются потребителем с поставщиком энергии.
Schneider Electric — Руководство по электрическим установкам 2005

Статья Расчет мощности ДГ, исходя из мощности ИБП, для питания нагрузки

Для СБГЭ, когда к ДГУ подключен только ИБП, минимальная мощность генератора вычисляется по следующей формуле:

Pg = Pr  x  C  x  X»d  /  d, где

Pg — мощность генератора
Pr — входная мощность выпрямителя
X»d — переходное реактивное сопротивление генератора (~12% для всех моделей генераторов Newage Stamford)
d — допустимое искажение напряжения на входе — составляет не более 10% (по нормам — 6…8%, ИБП LP и SitePro/SG могут работать при искажениях до 10%) C — постоянная величина, которая зависит от типа выпрямителя и полного сопротивления входной сети.

Примерные значения для C указаны в таблице:

   Значение THD, на входе ИБП*       Значение коэффициента С   
28% 1.6
10% 1.0
8% 0.9
5% 0.8

* точные значения THDi (суммарная величина и спектральный состав) указаны в документе Technical Note No.4 «UPS harmonics on input mains».

Пример 1. Рассматривается LP20-33 (параметры ИБП взяты из TDS).

Фактор мощности на входе ИБП = 0,98 (т.е. для генератора это активная нагрузка)
Фактор мощности на выходе ИБП = 0,8
Максимальная входная мощность выпрямителя (при 100% нагрузке и заряде батарей*) равна 19,63 кВт.

Так как у LP20-33 управляемый диодный выпрямитель с THDi =8%, то С = 0,9.

Таким образом, Pg = 19,63 кВТ х 0,9 х 0,12 / 0,08 = 26,5 кВТ или 33,13 кВА (так как генератор имеет выходной cosφ = 0,8). То есть, в рассматриваемом примере мощность ДГУ должна быть не менее 33 кВА.

* — когда выключен режим заряда батарей при работе от ДГУ, рассматривается «Входная мощность нагрузки при номинальной нагрузке и заряженных батареях» = 17,83 кВт (при стандартном значении PF нагрузки = 0,8). Следовательно, Pg = 17,83кВТ х 0,9 х 0,12 / 0,08 = 24 кВт (30 кВА)

Пример 2. Рассматривается SitePro 80

(параметры взяты из TDS)

Фактормощности на входе ИБП = 0,8 
Фактор мощности на выходе ИБП = 0,9
Максимальная входная мощность при номинальной нагрузке инвертора и программируемом заряде = 93,4 кВт. (*)

Рассматривается 2 случая:

a) SitePro с 6-пульсным выпрямителем

b) SitePro с 12-пульсным выпрямителем и фильтром 11-ой и 13-ой гармоник.

a) Так как у SitePro 80 6-пульсный выпрямитель и THDi=28%, то значение С=1,6. Таким образом, Pg = 93,4кВТ х 1,6 х 0,12 / 0,08 = 224,2 кВТ или 280 кВА (так как генератор имеет выходной cosφ= 0,8). В рассматриваемом примере мощность генератора должна быть не менее 280 кВА.

* — когда выключен режим заряда батарей при работе от ДГУ, рассматривается «Входная мощность нагрузки при номинальной нагрузке и заряженных батареях» = 69,2 кВт (при стандартном значении PF нагрузки = 0,8). Следовательно, Pg = 69,2кВТ х 1,6 х 0,12 / 0,08 = 166 кВт (208 кВА)

b) Так как у SitePro 80 12-пульсный выпрямитель и пассивный фильтр, то значение С = 0,8. Таким образом, PG = 93.4кВТ х 0,8 х 0,12 / 0,08 = 112 кВТ или 140 кВА (112 кВТ / 0,8, так как генератор имеет выходной cosφ = 0,8). В рассматриваемом примере мощность генератора должна быть 140 кВА.

Замечания:

Поскольку для ДГУ рекомендуемый диапазон нагрузки составляет, как правило, 25% … 80% от его номинальной мощности, необходимо полученную в результате расчетов цифру разделить на 0,8.
С технической точки зрения совершенно недопустимо, чтобы пара ДГУ-ИБП работали в длительном режиме (несколько часов), и при этом не обеспечивался бы нормальный температурный режим ИБП. Это означает, что система кондиционирования помещения ИБП должна быть также запитана от ДГУ. Таким образом, рассчитанная мощность ДГУ должна учитывать дополнительную нагрузку — система кондиционирования, освещение (как минимум, аварийное) и другие технологическое оборудование, которое должно функционировать, пока продолжается работа на объекте.
Отключить режим заряда батарей при работе от ДГУ возможно, если в ИБП установлена плата пользовательского интерфейса и на один из релейных входов этой платы подан сигнал, информирующий о включении ДГУ. Эта плата стандартно поставляется с ИБП серий SitePro и SG. В качестве опции плата доступна для серии LP33 (10 — 120 кВА).

Возникли вопросы?

Заполните форму обратной связи, наши менеджеры свяжутся с вами!

Расчетные нагрузки промышленных предприятий

3. Определение коэффициента максимума

При расчетах на стадии технического проекта или рабочих чертежей расчетные нагрузки определяются с учетом коэффициента максимума, величина которого зависит от коэффициента использования и эффективного числа электроприемников.
Под эффективным числом группы электроприемников с различной установленной мощностью и разными режимами работы понимается такое число приемников, одинаковых по мощности и однородных по режиму работы, которое обеспечивают ту же величину расчетной нагрузки, что и рассматриваемая группа различных по мощности и режиму работы электроприемников.
В общем случае эффективное число электроприемников может быть найдено из выражения


Эффективное число электроприемников может быть принято равным фактическому их числу в следующих случаях:
а) когда мощность всех приемников одинакова;
б) при коэффициенте использования Ки>0,8;
в) когда выполняются указанные в табл. 3-5 соотношения между коэффициентом использования и величиной отношения, равного:


где Ру.макс и Ру.мин — соответственно номинальные активные мощности наибольшего и наименьшего электроприемников в группе, квт.
При определении Ру.мин должны быть исключены наиболее мелкие электроприемники, суммарная мощность которых не превосходит 5% мощности всей группы приемников.
Когда указанные условия не выполняются, эффективное число электроприемников определяется в зависимости от величин Р*и n*, вычисляемых пo формулам (*—звездочки, поставленные под буквенными обозначениями, указывают на относительные величины).



где n — общее число электроприемников группы;
— сумма номинальных мощностей всей группы, квт;
— число приемников в группе, номинальная мощность каждого из которых больше или равна половине номинальной мощности наиболее мощного приемника в группе;

— сумма номинальных мощностей этих приемников, квт.

Мелкие электроприемники, суммарная мощность которых не превосходит 5% номинальной мощности всех электроприемников, при определении не учитываются.
В зависимости от величин р* и n* по табл. 3-6 находят величину относительного значения эффективного числа электроприемников:


и определяют эффективное число приемников умножением полученного значения на общее число электроприемников группы:


В зависимости от коэффициента использования Ки и эффективного числа приемников nэ по табл. 3-7 определяется коэффициент максимума Км.
Величины расчетных активной и реактивной мощностей группы электроприемников определяется по формулам:



где Рсм — средняя активная мощность для группы электроприемников за наиболее нагруженную смену, кВт;
tgφ — соответствует характерному для данной группы электроприемников значению фазового угла в режиме максимальной активной мощности.
Полная расчетная мощность определяется из выражения


расчетный ток — по формуле


где U1 — номинальное напряжение сети, кв.
Коэффициент мощности при режиме расчетной нагрузки равен:


При определении эффективного числа электроприемников для большого числа питающих линий, нескольких трансформаторных пунктов, распределительных подстанций и т. п. допускается применять упрощенную методику расчета, которая заключается в следующем.
Для отдельных линий или подстанций, для которых ранее были определены величины номинальной мощности и эффективного числа электроприемников вычисляются мощности условных электроприемников по формуле


где Ру и nэ — соответственно номинальная мощность и эффективное число электроприемников рассматриваемой линии или подстанции.
При этом не учитывается нагрузка резервных электроприемников, ремонтных сварочных трансформаторов и других ремонтных электроприемников, пожарных насосов, а также электроприемников, работающих кратковременно (дренажные насосы, задвижки, вентили, щитовые затворы и т. п.). Нагрузка таких электроприемников учитывается только при расчете питающих эти приемники линий и линий, питающих силовые распределительные пункты, к которым они подключены.
Определение эффективного числа электроприемников, коэффициентов максимума и спроса для условных электроприемников, вычисленных по формуле (3-26), производится методом, изложенным выше для индивидуальных приемников.
При окончательном подсчете нагрузок должны быть учтены реактивные мощности присоединенных к сети батарей конденсаторов (мощности батарей статических конденсаторов учитываются со знаком «минус»), а также потери активной и реактивной мощности в понижающих трансформаторах.
Для электроприемников с малоизменяющейся во времени нагрузкой (насосы водоснабжения, вентиляторы, отопительные и нагревательные приборы, печи сопротивления и т. п.) коэффициент спроса может быть принят равным коэффициенту использования:

Кси (3-27)

Изложенный метод определения расчетных нагрузок рекомендуется применять на всех ступенях и для всех элементов системы электроснабжения промышленных предприятий без введения в расчеты понижающих коэффициентов. Допускается применение коэффициента участия в максимуме в пределах 0,9—0,95 в случаях, когда при определении нагрузок на высших ступенях системы электроснабжения можно ожидать несовпадения во времени максимально загруженных смен, а также при ориентировочных расчетах.
В табл. 3-8 дано число часов использования максимальной мощности для осветительной нагрузки промышленных предприятий.

Пример 3-1.

В отделении цеха промышленного предприятия установлена группа электродвигателей на номинальное напряжение 380 в с длительным режимом работы. По величине коэффициента использования электроприемники разбиваются на три подгруппы, для каждой из которых в табл. 3-9 указаны число и мощность двигателей, суммарная номинальная мощность, величины коэффициентов использования и мощности.
Требуется определить расчетные нагрузки для всей группы электродвигателей отделения.

номинальная мощность нагрузки — это… Что такое номинальная мощность нагрузки?

номинальная мощность нагрузки
capacity

Большой англо-русский и русско-английский словарь. 2001.

  • номинальная мощность лампы
  • номинальная нагрузка

Смотреть что такое «номинальная мощность нагрузки» в других словарях:

  • Номинальная мощность — 4а. Номинальный ток светового прибора Ток, указанный изготовителем на световом приборе Источник: ГОСТ 16703 79: Приборы и комплексы световые. Термины и определения оригинал документа …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • номинальная мощность (в автотракторной технике) — номинальная мощность Мощность, указанная на изделии, а также в технической документации, входящая в номинальные параметры и понимаемая в следующем смысле: а) для автомобильных генераторов максимальная полезная мощность, определяемая как… …   Справочник технического переводчика

  • мощность — 3.6 мощность (power): Мощность может быть выражена терминами «механическая мощность на валу у соединительной муфты турбины» (mechanical shaft power at the turbine coupling), «электрическая мощность турбогенератора» (electrical power of the… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • номинальная скорость — 3.46 номинальная скорость: Скорость движения кабины, на которую рассчитан лифт. Источник: ГОСТ Р 53780 2010: Лифты. Общие требования безопасности к устройству и установке оригинал документа …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Номинальная частота — 2.2.6. Номинальная частота частота, указанная для машины изготовителем. Источник: ГОСТ 12.2.013.0 91: Система стандартов безопасности труда. Машины ру …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • номинальная частота вращения — 3.14 номинальная частота вращения: Установленная предприятием изготовителем частота вращения, при которой достигается номинальная мощность. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Мощность — [power; capacity] физическая величина, измеряющая количеством работы в единицу времени. В теплотехнике применяют понятие «тепловая мощность» в качестве теплотехнического параметра печи Рп, характеризующего максимальное количество теплоты,… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • Номинальная потребляемая мощность прибора — Номинальная потребляемая мощность мощность, потребляемая прибором в условиях нормальной теплоотдачи или нормальной нагрузки, указанная изготовителем на приборе… Источник: ГОСТ 27570.0 87 (МЭК 335 1 76). Безопасность бытовых и аналогичных… …   Официальная терминология

  • Электрическая мощность — Электрическая мощность  физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. Содержание 1 Мгновенная электрическая мощность …   Википедия

  • Степень рассогласования нагрузки при параллельной работе дизелей, θ, % — Наибольшая разность относительных нагрузок данного дизеля и групповой силовой установки. Определяется при фиксированных нагрузках групповой силовой установки во всем рабочем диапазоне нагрузки где Pе фактическая нагрузка дизеля; ∑Pе фактическая… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • максимальная мощность — 3.14 максимальная мощность: По ГОСТ 18509. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Определение электрической мощности оборудования.

Если для обеспечения надежной работы электрооборудования вы пришли к выводу о необходимости приобретения электрогенератора (миниэлектростанции), стабилизатора напряжения или источника бесперебойного питания (UPS), перво-наперво вам необходимо рассчитать мощность нагрузки, то есть суммарной мощности одновременно включаемого оборудования (потребителей).

При этом не сведущим в электротехнике людям порой довольно сложно разобраться в указанных на оборудовании различных числах, измеряемых в Вт или ВА, и каком-то cosφ. Обозначают эти величины полную и полезную мощность, которые связаны между собой посредством cosφ.

Определение электрической мощности потребителей заключается в расчете общей полной (суммарной) электрической мощности всего подключаемого электрооборудования. Единицей измерения полной мощности выступает вольт-ампер (ВА, VA). Поскольку основная часть потребители электроэнергии является устройствами переменного тока, то для подсчета их полной мощности используется концепция реактивной и активной мощности, которая в силу малости эффектов не актуальна для использующего постоянный ток электрооборудования. Так же не следует забывать, что в момент включения оборудования с электродвигателем потребляемая мощность будет в несколько раз превышать указанное в технических характеристиках значение по причине возникновения пусковых (пиковых) токов.

Принципиальное различие между активной и реактивной мощностью заключается в том, что в первом случае практически вся потребляемая электроэнергия используется на выполнение полезной работы, во втором случае часть потребляемой электроэнергии расходуется на создание электромагнитных полей, не связанных с выполнением полезной работы.

Активная мощность P (active power, true power, real power) потребляется электросопротивлением устройства, поэтому употребляются также названия резистивная или омическая, и преобразуется в полезную световую, тепловую, механическую и другие виды энергии. Активная нагрузка – это осветительные и электронагревательные приборы: лампы накаливания, теплые полы, утюги, электрочайники, электроплиты и т.д. Единицей измерения активной мощности является ватт (Вт, W).

Коэффициент перевода Вт в ВА в данном случае можно считать равным единице, то есть общую мощность потребителей этого типа определяют суммированием паспортных значений в ваттах. То есть, если, например, необходимо учитывать одновременную работу освещения из четырех ламп накаливания по 60 Вт и электроконвектора паспортной мощностью в 2 кВт выполняем простую операцию: 60 х 4 + 2000 = 2240 Вт или практически 2240 ВА.

Реактивная мощность Q (reactive power) – это понятие обозначает ту часть электроэнергии (реактивная составляющая), которая расходуется на создания переменных электромагнитных полей, возникающих при переходных процессах в оборудовании, имеющем в своем составе индуктивные и/или емкостные составляющие (катушки индуктивности, конденсаторы и т.п.).

Реактивная мощность неизбежна при работе электродвигателей, трансформаторов и, в то же время, она не выполняет полезной работы, но создает дополнительную нагрузку на электросеть. Единицей измерения реактивной мощности является вольт-ампер реактивной мощности (ВАр, VAr).

Как правило, в технических характеристиках электрооборудования с реактивной мощностью (холодильники, микроволновые печи, стиральные машины, кондиционеры, люминесцентные лампы, электроинструменты, сварочные аппараты и т.д.) указывается его активная мощность в Вт и cosφ – коэффициент мощности (power factor, PF). Значение cosφ указывает на ту часть потребляемой электроэнергии, которая преобразуется в активную мощность (при cosφ = 0,6, например, 60% «уйдет» на выполнение полезной работы, а оставшиеся 40% составят реактивную мощность). То есть, если в техническом паспорте холодильника указана мощность 875 Вт и cosφ = 0.7, то его полная мощность будет равна 875/0.7 = 1250 ВА.

Пусковые токи. Помимо активной и реактивной мощности, для оборудования, имеющего в своей конструкции электродвигатель, необходимо принимать во внимание возникающие при его запуске пусковые или пиковые токи, в несколько раз превышающие номинальное значение. Несмотря на кратковременность (от долей до нескольких секунд), они оказывают существенное влияние на работу миниэлектростанций (электрогенераторов), стабилизаторов и источников бесперебойного питания.

Многие производители игнорируют этот параметр в технических характеристиках выпускаемого оборудования и его приходиться уточнять у консультанта при покупке или в сервисном центре. Измерить значение пускового тока бытовым прибором не представляется возможным, поэтому, в крайнем случае, можно использовать усредненные значения коэффициентов пускового тока (ввиду приблизительности эти величины могут не отражать реальной ситуации).

Оборудование Коэффициент
пускового тока
Оборудование Коэффициент
пускового тока
Телевизор, пылесос 1 Циркулярная пила 2
Компьютер 2 Электропила 2
СВЧ-печь 2 Электрорубанок 2
Стиральная машина 3 Болгарка (УШМ) 2
Кондиционер 5 Дрель/Перфоратор 3
Холодильник 4 Бетономешалка 3
Электромясорубка 7 Погружной насос 7

То есть для окончательного определения электрической мощности такого потребителя, как упоминавшийся выше холодильник, необходимо полученное ранее значение 1250 ВА умножить на коэффициент пускового тока и наши скромные паспортные 875 Вт превратятся в 1250 х 4 = 5000 ВА.

Различия в коэффициентах пускового тока обусловлены условиями работы электродвигателя после момента включения. Так двигатель холодильника или погружного насоса помимо выхода на рабочие обороты должен сразу после включения начать качать соответственно хладагент или воду, поэтому сопротивление движению изначально максимально. А у дрели или пылесоса за счет холостого хода при разгоне двигателя сопротивление движению нарастает плавно.

Большие пусковые токи при включении имеют и лампы накаливания, поскольку сопротивление холодной спирали в несколько раз ниже, чем раскаленной. Коэффициент пускового тока в этом случае может равняться 5 – 13, но ввиду кратковременности (0.05 – 0.30 секунд) его можно не учитывать для нескольких ламп, но на производстве, где их количество может достигать сотен, пренебречь возникающими скачками тока уже не удастся. Для люминесцентных ламп с электронным поджигом коэффициент пускового тока равен 1.1 – 2.0.

Как правильно подобрать мощность вашего ИБП. Разбираем на примере Eaton / Хабр

Надёжная защита компьютеров, работоспособность и долгий срок службы источников бесперебойного питания (ИБП) зависят от правильно подобранной мощности ИБП по отношению к нагрузке. В этом посте мы рассмотрим простые правила подбора ИБП по мощности — они помогут и сэкономить бюджет, и остаться уверенным, что эти устройства обеспечат защиту в случае внезапного сбоя или отключения электроснабжения.

Расчёт нагрузки при выборе мощности ИБП

При подборе ИБП оперируют тремя величинами:

  1. мощность нагрузки,
  2. номинальная мощность ИБП,
  3. требуемое время автономной работы ИБП от батареи.

Это основные параметры, но есть ещё нюансы, и об этом мы тоже расскажем ниже.

С определением мощности нагрузки всё относительно просто — суммируется мощность всех устройств, которые планируется подсоединить к одному ИБП (обычно это группа устройств, расположенных рядом друг с другом). Затем полученные цифры суммируются по всем ИБП, обслуживающих такие группы устройств. Мощность, потребляемую мониторами, принтером, колонками, роутером, внешним дисководом и т.д., можно найти на этикетках устройств. Для ПК или сервера берётся мощность указанная на блоке питания.

Знатоки скажут, что это весьма приблизительный подсчёт нагрузки, поскольку в разных режимах потребляемая мощность каждого устройства может существенно отличаться от той, что указана на этикетках или в спецификациях на блоки питания. Это будет абсолютной правдой, но они же согласятся, что таким образом определяется мощность «по верхнему пределу потребления». Если реальная мощность нагрузки в результате окажется ниже рассчитанной, то ничего плохого не случится.

Дальше идёт первый нюанс — он связан с номинальной мощностью ИБП: обычно она указывается в вольт-амперах (В·А) и выносится в виде цифр в название модели ИБП. Например, модель ИБП Eaton 5P 850 имеет номинальную мощность 850 В·А. При этом мощность нагрузки подсчитывается в ваттах (Вт), так как именно в ваттах маркируются блоки питания компьютеров, мониторов и других ИТ-устройств. Удобные онлайн-калькуляторы пересчёта «В·А в Вт» есть в интернете. Если же вы хотите пересчитать самостоятельно, можно воспользоваться следующей формулой:

Активная мощность (ватты) = Полная мощность (вольт-амперы) × Коэффициент мощности (Cos φ)

Второй нюанс состоит в том, что неизвестной величиной в этой формуле будет коэффициент мощности (Cos φ). И, кстати, в онлайн-калькуляторе тоже потребуется указать значение этого параметра. Для измерения «косинуса фи» для конкретного устройства существуют специальные приборы, называемые фазометрами. Но в малом бизнесе столь точные расчеты Cos φ обычно никто не проводит. Как правило, пользуются оценочными значениями Cos φ, характерными для данного типа устройств.

Так, для типового ПК эта величина составляет 0,7, и именно с этим коэффициентом указана мощность ИБП в ваттах в каталогах Eaton.

А какой Cos φ у современных серверов, систем хранения данных и сетевого оборудования (коммутаторов, маршрутизаторов и прочего)? В них используются блоки питания с коррекцией коэффициента мощности, поэтому его значение приближается к единице (1,0). Принято считать, что такое оборудование является нагрузкой с небольшой ёмкостной составляющей, и коэффициент мощности принимают равным 0,95.

Отдельным вопросом является использование таких блоков питания с ИБП – при их использовании требуется выбрать ИБП бОльшей мощности, особенно, если ИБП выдает не чистую синусоиду напряжения на выходе, а меандр.Также могут возникнуть дополнительные требования к ИБП, связанные с принципом работы таких источников. Тема требует отдельной статьи, и таких статей уже написано множество.

Следующий параметр, значение которого следует знать перед выбором мощности ИБП — это желаемое время работы ИБП в режиме «от батарей». В каталоге для каждой модели ИБП приводится оценочное время автономной работы при нагрузке 50% и 70% от номинальной мощности.


Узнать мощность нагрузки можно с помощью самого ИБП. Источник: Eaton

Обычно для корректного завершения работы операционной системы на компьютерах достаточно 5 минут, особенно если автоматизировать этот процесс посредством программного обеспечения мониторинга и управления ИБП — стороннего или от производителя ИБП (например, Eaton Intelligent Power Manager). Однако если требуется значительно большее время на поддержание работы компьютеров, то следует выбирать более мощные модели ИБП или даже докупать и устанавливать дополнительные внешние батареи. Такие внешние батареи доступны для моделей ИБП, работающих в корпоративном секторе.

Давайте выполним пример расчёта мощности ИБП для защиты электропитания двух современных серверов, позиционируемых как «серверы для малого бизнеса» с блоками питания по 200 Вт (то есть общая мощность двух серверов — 400 Вт). Низкая мощность блоков питания объясняется тем, что в таких серверах нет никаких движущихся частей, кроме вентиляторов охлаждения. Дисковая память реализована на SSD и нет CD-дисковода. Да, и ещё предполагается, что мощных видеокарт тоже нет.

При коэффициенте мощности 0,95 и ориентации на 70-процентную нагрузку от номинальной мощности получим, что требуется ИБП не менее, чем на 600 В·А: (400 ÷ 0,95) ÷ 0,7. Таким требованиям удовлетворит, скажем, ИБП Eaton 5P 650 в корпусе «башня» или «для стойки, 1U». Согласно каталогу, время автономной работы такого источника будет порядка 6 минут. Однако если вы не уверены, что точно знаете коэффициент мощности БП вашего сервера, то лучше ориентироваться на стандартное значение 0,7, а не на близкое к идеальному 0,95. Тогда наш расчёт (400 ÷ 0,7) ÷ 0,7 даст требуемую мощность ИБП 816 В·А. Следовательно, следует выбрать следующую по мощности модель ИБП Eaton 5P 850. Всегда лучше выбирать ИБП с запасом, т.к. время автономной работы в каталогах указано приблизительно и может варьироваться в зависимости от реальной нагрузки, возраста батареи и уровня её заряда, температуры окружающей среды.

Заметим тут же, что ИБП, как и любой компонент системы электропитания (к примеру, трансформатор), должен быть рассчитан на полную мощность нагрузки. Поэтому в нормальном режиме линейно-интерактивный ИБП работает через автотрансформатор и приведенная выше методика справедлива. Но при работе от батареи преобразуется только активная составляющая, поэтому необходимо учитывать номинальную активную мощность ИБП. Для ИБП Eaton 5-й серии это значение обычно подсчитывается как S·0,6 (0,7). Для класса онлайн-ИБП в любом режиме (кроме байпаса) необходимо учитывать и активную мощность, и полную, и разрешенный диапазон коэффициента мощности нагрузки.

Мониторинг и управление шатдауном нагрузок

После того, как расчёты сделаны, ИБП куплен и нагрузка подключена, в процессе эксплуатации желательно контролировать реальный уровень нагрузки. Это можно делать, используя служебный дисплей ИБП или с помощью ПО удалённого мониторинга. На основании этих наблюдений, сделанных при разных режимах работы нагрузок, можно окончательно определить, правильно ли подобрана мощность ИБП для защищаемых устройств.


Скриншот ПО управления ИБП. Источник: Eaton

Для удалённого мониторинга нагрузок Eaton предлагает компаниям фирменное ПО управления системой бесперебойного электроснабжения Intelligent Power Manager (IPM).

Базовая версия на десять ИБП доступна бесплатно, для контроля большего числа источников потребуется платная лицензия. IPM обеспечивает удалённый контроль корпоративной инфраструктуры гарантированного энергоснабжения с любого компьютера с использованием веб-интерфейса. Кроме физических серверов, IPM поддерживает управление питанием виртуальных машин — можно автоматически завершать работу гипервизоров VMware, HyperV, RedHat KVM и Xen.

Коэффициент мощности нагрузки

Одной из физических величин, характеризующих электрический ток, является коэффициент мощности нагрузки. С его помощью определяются возможности потребителей тока, производятся необходимые расчеты.

Понятие коэффициента мощности

Данная величина позволяет определять линейность нагрузки. Сам коэффициент представляет собой отношение активной мощности, потребляемой приемником, к полной мощности. Среди данных параметров, расход активной мощности направляется на выполнение работы. Понятие полной мощности является геометрической суммой, включающей активную и реактивную мощность при условии синусоидального напряжения и тока.

Общее определение полной мощности представляет собой произведение значений тока и напряжения, действующих в сети. Для его точного вычисления берется сумма квадратов активной и неактивной мощности, из которой извлекается квадратный корень. Поэтому полная мощность измеряется не в ваттах (Вт), а в вольт-амперах (В*А). Для расчетов активной мощности берется произведение средних значений тока и напряжения. В связи с этим, значение коэффициента мощности будет иметь значения от 0 до 1.

Математическое определение этой величины интерпретируется в виде косинуса угла, который составляют векторы тока и напряжения. Реактивная составляющая характеризуется различными видами нагрузок: активно-емкостной или активно-индуктивной. В этих случаях коэффициент мощности определяется соответственно как опережающий или отстающий.

Применение коэффициента мощности

Данный показатель обязательно учитывается при составлении проектов электрических сетей. Если коэффициент низкий, в сети возникают потери электроэнергии. Для его увеличения практикуется использование различных компенсирующих устройств. В случае неверных расчетов возможно избыточное потребление энергии, а также понижение КПД приборов и оборудования, подключенных к этой сети.

Качество потребления электричества можно повысить, если скорректировать коэффициент мощности нагрузки и приблизить его к единице. Когда приборы не могут быть откорректированы, в их конструкцию изначально закладывается низкое значение данного коэффициента.

Если у потребителей нелинейная вольтамперная характеристика, когда коэффициент составляет ниже единицы, создается электрический ток, изменяющийся непропорционально с мгновенным напряжением сети. Происходит искажение напряжения на конкретном участке, в связи с чем, качество электроэнергии ухудшается. То же самое происходит при несимметричной нагрузке в различных полуволнах напряжения сети.

Коррекция коэффициента мощности

Мощность нагрузки – обзор

4 МЕХАНИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПОТЕРИ МОЩНОСТИ ИГОЛЬЧАТОГО ПОДШИПНИКА ПОЛНОЙ КОМПЛЕКТАЦИИ

Модель распределения нагрузки и потери мощности Talbot et al. (7) здесь расширен, чтобы охватить явления, уникальные для подшипников FCN. Несколько допущений, сделанных в предыдущей модели распределения нагрузки для подшипников с сепаратором, удалены. Здесь несколько рядов роликов обрабатываются независимо. Иглам разрешено отходить от равного расстояния, поскольку они больше не ограничены клеткой.Ролики могут вращаться в трех направлениях, причем две из этих степеней свободы влияют на распределение нагрузки. Эти вращения бывают косыми (вращение вокруг радиальной координаты) и наклонными (вращение вокруг тангенциальной координаты).

Длина каждого ролика дискретизирована на контактные сегменты, а соотношения совместимости и статического равновесия применяются для дискретного распределения нагрузки как на каждом ролике, так и поперек. Уравнения совместимости включают как радиальное направление, имеющее отношение к контакту роликов с дорожкой качения, так и тангенциальное направление, имеющее отношение к контакту роликов с роликами.Реализуемые условия статического равновесия включают 1) силу ролика в направлении радиальной координаты, 2) момент ролика (перекос) относительно радиальной координаты, 3) усилие ролика в направлении тангенциальной координаты, 4) момент ролика (наклон) относительно тангенциальная координата, 5) радиальная сила всего подшипника и 6) опрокидывающий момент всего подшипника. Метод Ньютона-Рафсона используется для решения уравнений совместимости и равновесия для распределения нагрузки FCN, отклонений иглы и жесткого сближения внутренней и внешней обойм.

Учитывая распределение нагрузки, свойства контактирующей поверхности и свойства смазки, потери механической мощности в бессепараторном подшипнике можно смоделировать, используя формулу EHL, представленную Talbot et al. (7) заданные скорости скольжения и качения контактирующих поверхностей. Скорость качения контактов ролика с дорожкой качения определяется как

(1)ur=14dmωb1−dr2dm2.

Здесь ω b — скорость вращения подшипника или относительная скорость вращения планеты относительно водила.Было определено, что скорость скольжения контактов роликов с дорожками качения из-за перекоса роликов незначительна по сравнению с величинами перекоса роликов, наблюдаемыми в полнокомплектных игольчатых подшипниках, и поэтому потери мощности скольжения на контактах роликов с дорожками качения не учитывались. Однако учитывается проскальзывание контакта между соседними роликами. В этом случае формула EHL, использованная выше для контактов ролик-дорожка качения, неприменима, поскольку контакт находится в чистом скольжении (нулевая скорость качения) со скоростью скольжения u с  = 2 u r С После определения этих кинематических соотношений потери механической мощности подшипника задаются как 1kzjrμswqzjλrus.

Здесь N ряд ​​ — количество рядов роликов, Z — количество роликов в ряду, d — контакт внутреннего и внешнего кольца, k — количество сегментов в ряду контакта, w – ширина контакта сегмента, Ψ¯ – плотность потерь мощности качения, полученная из модели EHL (7), µ s – коэффициент трения скольжения между контактирующими роликами, q zjλ ( r ) — интенсивность нагрузки контакта ролик-ролик.При отсутствии прямых экспериментальных данных предполагается, что мк с  = 0,1

. (16) здесь моделируются эксперименты, представленные в разделе 3, для прогнозирования потерь механической мощности P¯m зубчатых передач. Средняя измеренная шероховатость поверхности зубьев шестерни, колец подшипников и роликов использовалась при моделировании для каждой конструкции (планетарная шестерня и ролики). Прогнозируемые механические потери мощности состоят из потерь на скольжение и качение n (в данном случае шести планет) зацеплений планета-солнце, n зацеплений планета-кольцо и n планетарных подшипников.

На рис. 5(а) показано прямое сравнение между моделью и экспериментами, проведенными при температуре подачи смазки 90 °C и солнечном крутящем моменте 1000 Нм, а на рис. 5(b) то же самое показано при 500 Нм. На этом рисунке сравниваются измеренные и прогнозируемые потери механической мощности зубчатой ​​передачи для базовой конструкции подшипника с сепаратором (a1,b1), конструкции 1 (a2,b2), однорядной конструкции с наибольшим диаметром иглы и конструкции 2 (a3,b3). ), двухрядная конструкция с наибольшим диаметром иглы. Здесь модель предсказывает как преимущества конструкции иглы с сепаратором, так и двухрядной конструкции с точки зрения потерь механической мощности.

Рис. 5. Измеренные и прогнозируемые нормированные механические потери мощности зубчатых передач, имеющих (1) базовые сепараторные двухрядные, (2) однорядные FC-подшипники (исполнение 1) и (3) двухрядные FC-подшипники (исполнение 2). ) при (а) 1000 Нм и (б) 500 Нм и 90 °C.

На рис. 6 показано то же прямое сравнение между экспериментами и прогнозами с точки зрения потерь механической мощности, что и на рис. 5 для конструкции 7 (a1,b1), однорядной конструкции с наименьшим диаметром иглы, и конструкции 6 (a3, б3), наименьший диаметр иглы двухрядной конструкции.Здесь показаны сравнения для крутящих моментов солнца 1000 Нм (рис. 6 (a1-a2)) и 500 Нм (рис. 6 (b1-b2)). Снова отмечается хорошая корреляция с экспериментальными данными.

Рис. 6. Измеренные и прогнозируемые нормированные механические потери мощности зубчатых передач, имеющих (1) однорядные FC-подшипники (конструкция 7) и (2) двухрядные FC-подшипники (конструкция 6) при (а) 1000 Нм, и (б) 500 Нм и 90 °C.

Наконец, на рис. 7 сравниваются измеренные и прогнозируемые механические потери мощности оставшихся трех однорядных конструкций FCN, конструкция 3 (рис.7(a1,b1)), Исполнение 4 (Рис. 7(a2,b2)) и Исполнение 5 (Рис. 7(a3,b3)), при одинаковой температуре масла на входе 90 °C и крутящих моментах солнечной шестерни а) 1000 и б) 500 Нм. Здесь ранговый порядок предсказанных потерь механической мощности коррелирует с представленным ранее рис. 4, показывающим, что конструкция 3 имеет самые низкие потери мощности, за ней следует конструкция 5, а затем конструкция 4. Однако предсказанные различия меньше, чем наблюдаемые в экспериментах. Такие различия между экспериментальными и прогнозируемыми механическими потерями мощности могут указывать на необходимость дальнейшего моделирования, включая, помимо прочего, моделирование контакта между концом ролика и упорной шайбой.Кроме того, прогнозы должны улучшаться с использованием фактических измерений шероховатости поверхности для каждой тестируемой детали, а не средних значений для каждой конструкции для поверхностей зубчатых колес, поверхностей роликов и поверхностей качения по отдельности.

Рис. 7. Измеренные и прогнозные нормированные механические потери мощности зубчатых передач, имеющих (1) однорядный ПЧ (исполнение 3), (2) однорядный ПЧ (исполнение 4) и (3) однорядный ПЧ ( Конструкция 5) при (а) 1000 Нм и (б) 500 Нм и 90 °C.

Что такое электрическая нагрузка? | Прямая энергия

Нагрузка — это количество электроэнергии в сети в любой момент времени, когда она проходит путь от источника питания ко всем домам, предприятиям и отраслям на территории предприятия.

Поскольку электроэнергию нельзя хранить и использовать позже, ее необходимо использовать после того, как она будет сгенерирована и будет жить в системе, иначе она будет потрачена впустую. Один из способов, с помощью которого коммунальные предприятия контролируют затраты на продукцию для своих клиентов, заключается в управлении и корректировке нагрузки на сеть в любой момент времени. Они круглосуточно отслеживают как спрос, так и загрузку, чтобы убедиться, что ее количество соответствует потребностям клиента в реальном времени.

Электрическая нагрузка колеблется в зависимости от потребности

Чтобы понять, как могут колебаться спрос и нагрузка, подумайте о том, как ваша семья использует электричество дома.Вы потребляете меньше энергии, когда спите или находитесь на работе или в школе. И вы используете больше, когда не спите и делаете что-то по дому. Если бы вы составили график этого использования по часам, вы могли бы почти определить по нему время суток и время года.

То же самое происходит во всей системе. Затем, если учесть значительные потребности предприятий и промышленности с их оборудованием и большими помещениями, которые нуждаются в обогреве и охлаждении, влияние на нагрузку становится еще больше.

Как обеспечивается сбалансированность нагрузки на электроэнергию?

Бывают времена, когда спрос достигает своего пика, а источники энергии, как электростанции, так и дополнительные источники, работают на полную мощность.Тем не менее коммунальные предприятия часто развертывают решения, чтобы обеспечить удовлетворение потребностей клиентов и в то же время избежать перебоев в подаче электроэнергии.

Одним из примеров этого является сброс нагрузки. Именно тогда клиентов просят найти способы снизить потребление энергии. Дома, например, вы можете добиться этого, используя такие приборы, как стиральная машина и сушилка, ночью, когда все остальные потребляют меньше электроэнергии. Это добровольно, и некоторые компании предлагают своим клиентам стимулы для этого.

Цель состоит в том, чтобы поддерживать баланс сети, чтобы ваша коммунальная служба могла поддерживать ее работу, а также управлять затратами и ресурсами.

Электрическая нагрузка | ASCO Power Technologies

Вы слышали, как инженеры-электрики говорят об электрических нагрузках, но что это такое? В этой статье мы определим электрические нагрузки, их различные типы и роль, которую они играют в энергосистемах.

Что такое электрическая нагрузка?

Устройство, потребляющее электроэнергию, называется электрической нагрузкой.

Подумайте об оборудовании, потребляющем электричество.Это может быть ноутбук, лампа, фен, зарядное устройство для электромобиля или что-то еще. У них есть схема с устройством, которое потребляет энергию в виде электрического тока. Он преобразует электрическую энергию во что-то другое, например, в тепло, свет или движение. Более конкретно, это потребляющее электроэнергию устройство представляет собой электрическую нагрузку.

Стоит отметить, что электрическая нагрузка прибора является мерой мощности. Это относится к тому, сколько электроэнергии требуется для поддержания работоспособности прибора или устройства.Это не мера энергии, а способность выполнять задачу. Таким образом, энергосберегающий прибор и более старый, менее эффективный прибор могут иметь одинаковую электрическую нагрузку, но энергоэффективный прибор, вероятно, может выполнять значительно больше работы, чем его старый аналог.

Типы электрических нагрузок

Существуют различные типы электрических нагрузок. Вот три типа, которые вам нужно знать:

Резистивная нагрузка

Нагрузка, которая потребляет только активную мощность, преобразует электрическую энергию в тепловую энергию, такую ​​как тепло и свет.Коэффициент мощности этой нагрузки равен единице, что означает, что ее напряжение и ток находятся в фазе друг с другом. Некоторыми примерами резистивных нагрузок являются лампы и обогреватели.

Индуктивная нагрузка

Индуктивные нагрузки потребляют реактивную мощность. У них есть катушки, которые создают магнитное поле, когда через них проходит электрический ток. Примеры индуктивной нагрузки включают двигатели и трансформаторы. Сначала устройство использует электричество, а затем магнитная катушка приводит устройство в движение. Это означает, что коэффициент мощности устройства отстает.Индуктивное устройство перестанет работать вскоре после того, как перестанет получать энергию, тогда как резистивные устройства остановятся сразу.

Емкостная нагрузка

Емкостные устройства потребляют как активную, так и реактивную мощность. Они также заставляют ток опережать напряжение. Коэффициент мощности этого устройства является ведущим. Конденсаторные батареи, кабели и батареи являются одними из наиболее распространенных примеров емкостной нагрузки.

Значение электрических нагрузок для резервного питания

Чтобы правильно выбрать решения для резервного питания, необходимо учитывать характеристики электрических нагрузок вместе с приложениями, которые будет обслуживать нагрузочное оборудование.Крайне важно знать о типах нагрузки на объекте, потому что они предъявляют различные требования, которые ваша система должна быть готова обеспечить.

Последовательность событий, необходимая для переключения резистивной нагрузки на резервный генератор, часто отличается от последовательности, необходимой для передачи мощности индуктивной или двигательной нагрузке. Переключение индуктивных нагрузок между источниками питания без надлежащего контроля может привести к аномальным пусковым токам, которые могут привести к срабатыванию устройств защиты от перегрузки по току и повреждению оборудования.Правильный выбор автоматического переключателя может уменьшить пусковые токи. Кроме того, чувствительность оборудования нагрузки к перебоям и требования конечного пользователя также будут влиять на выбор конструкции для решений резервного питания.

Резюме

Понимание характеристик электрических нагрузок является практическим знанием для людей, которые проектируют, управляют и используют электроэнергию в зданиях и домах. Это дает каждому возможность быть более осведомленным о своем потреблении электроэнергии и вариантах, которые у них есть, когда дело доходит до выбора решений для резервного питания.

ASCO Power Technologies — мировой лидер в области решений резервного питания для критически важных объектов. Уже более 125 лет ASCO Power Technologies предлагает самое надежное оборудование для резервного питания и услуги по электроснабжению для критически важных объектов по всему миру. Мы предлагаем непревзойденную техническую поддержку по выбору и обслуживанию автоматических переключателей, параллельных распределительных устройств, блоков нагрузки и систем мониторинга критического питания.

Узнайте больше о решениях, предлагаемых ASCO для обеспечения резервного питания электрических нагрузок.

Понимание нагрузок — SunWize | Power Independence

Руководство по расчету нагрузки

Теперь, когда мы немного понимаем диапазон и ограничения того, что означает «номинальное напряжение батареи», как это относится к нашим нагрузкам?

Если нагрузка не может работать в пределах допусков по напряжению системы, потребуется оборудование для стабилизации питания. Типичным оборудованием для кондиционирования питания может быть преобразователь постоянного тока в переменный для нагрузок переменного тока или преобразователь постоянного тока в постоянный для нагрузок постоянного тока.Оборудование для кондиционирования электроэнергии содержит потери, которые необходимо учитывать при расчете нагрузки. Типичный КПД составляет 85-95% для инверторов и 80-90% для преобразователей.

Нагрузки могут быть выражены в любом из перечисленных ниже форматов:

  • ток (ампер[А])
  • мощность (ватт[Вт], киловатт[кВт])
  • энергии (ампер-часы [Ач], ватт-часы [Втч] или киловатт-часы [кВтч]).

Обратите внимание, что большинство счетов за коммунальные услуги основаны на кВтч, так что это общепринятая единица измерения нагрузки переменного тока.Независимо от того, как выражается нагрузка, ее необходимо преобразовать в Ач для расчета размеров системы. Вспомните из уравнения мощности [Мощность (Вт) = Ток (А) * Напряжение (В)], мы можем преобразовать Ватты в Амперы, разделив мощность на номинальное напряжение [Мощность (Вт) / Напряжение (В) = Ток (А)] .

Некоторые расчеты нагрузки будут проще, чем другие, в зависимости от типа нагрузки и приложения. В конечном счете, все ответы будут выражены в общем количестве ампер-часов, потребленных за полный день (24-часовой период) для заданного номинального напряжения (Ач при 12 В и Ач при 24 В — разные вещи).

Примеры расчета нагрузки

Начнем с простейшего примера:
Самая простая нагрузка:

  • в амперах и
  • является непрерывным, а
  • будет работать в пределах напряжения системы.

Чтобы рассчитать нагрузку в этом примере, вы просто умножаете силу тока в амперах на 24 часа (количество часов в сутках), чтобы получить дневную нагрузку в ампер-часах, часто обозначаемую аббревиатурой «Ач».

Пример 1:
0.5 А, 12 В постоянного тока, номинальная непрерывная нагрузка
0,5 А x 24 ч/день = 12 Ач/день при 12 В постоянного тока

Если бы эта же нагрузка была выражена в ваттах, а не в амперах, мы бы просто преобразовали ее в ампер, разделив мощность (Вт) на номинальное напряжение (В) и выполнив ту же процедуру.

Пример 2:
6 Вт, 12 В постоянного тока, номинальная непрерывная нагрузка
6 Вт/12 В постоянного тока = 0,5 А x 24 ч/день = 12 Ач/день при 12 В постоянного тока

Если нагрузка непостоянная, мы просто умножаем ее на количество часов в день, когда она активна, а не на 24.

Пример 3:
Светодиодная лампа мощностью 8 Вт, 12 В постоянного тока, которая работает только ночью.

Допустим, в худшем случае свет будет работать 16 часов зимой.

8 Вт/12 В пост. тока = 0,67 А x 16 ч/день = 10,67 Ач/день при 12 В пост. тока

Пример 4:
Радиостанция 12 В пост. тока, 1 А в режиме ожидания и 10 А в режиме передачи. Радио передает в течение 1 часа в день.
10 А x 1 ч/день + 1 А x 23 ч/день = 10 Ач/день + 23 Ач/день = 33 Ач/день при 12 В постоянного тока

Пример 5:
Клапан 10 А, 24 В постоянного тока, который работает в течение 15 минут в день, и 20 Вт, 24 В постоянного тока контроллер непрерывного действия.
10 А x 0,25 ч/день + 20 Вт/24 В пост. тока x 24 ч/сутки = 2,5 Ач/сутки + 20 Ач/сутки = 22,5 Ач/сутки при 24 В пост. тока

Если нагрузка находится под напряжением, отличным от напряжения системы, то в расчеты необходимо включить потери преобразовательного оборудования.

Пример 6:
Светодиодная лампа мощностью 8 Вт, 120 В переменного тока, которая работает только ночью.

Допустим, в худшем случае свет будет работать 16 часов зимой.

Предположим также, что напряжение системы составляет 12 В постоянного тока, а эффективность преобразования энергии составляет 90 %.

8 Вт/90 %/12 В пост. тока = 0,74 А x 16 ч/день = 11,85 Ач/день при 12 В пост. тока

Пример 7:
Датчики постоянного тока 5 Вт, 24 В постоянного тока с допустимым отклонением напряжения +/- 10 %.

Поскольку нагрузка имеет небольшой допуск по напряжению, потребуется преобразователь постоянного тока в постоянный, поскольку 24 В +-2,4 В намного уже, чем диапазон от 21,6 до 28,8 В, который мы определили в начале, и который может присутствовать при номинальном напряжении батареи 24 В.

Предположим, что КПД преобразователя составляет 80 %, а напряжение системы составляет 24 В постоянного тока.

5 Вт/80 %/24 В постоянного тока = 0,26 А x 24 ч/день = 6,25 А·ч/день при 24 В постоянного тока

При наличии нескольких нагрузок их можно рассчитать по отдельности, а затем суммировать для получения общей нагрузки.

Пример 8:
Телекоммуникационная вышка с нагрузкой непрерывной связи 500 Вт, 48 В постоянного тока и нагрузкой ночного освещения препятствий 50 Вт, 24 В постоянного тока.

Опять же, давайте предположим, что наихудший случай для осветительной нагрузки составляет 16 часов зимой. Мы также предположим, что для нагрузки 24 В постоянного тока потребуется преобразователь постоянного тока с КПД 85%.

Нагрузка1
500 Вт/48 В постоянного тока x 24 ч/день = 250 Ач/день

Нагрузка2
50 Вт/85%/48 В пост. тока x 16 ч/день = 19,6 Ач/день

Общая нагрузка = 250 Ач/день + 19,6 Ач/день = 269,6 Ач/день при 48 В постоянного тока

Резюме

Некоторые более сложные сайты могут иметь несколько комбинаций приведенных выше примеров. При необходимости рассчитать каждую нагрузку по отдельности, а затем объединить их для расчета общей нагрузки на сайт. При необходимости электронная таблица может помочь отслеживать нагрузки и расчеты.

Обычно наиболее эффективно выбирать номинальное напряжение батареи, исходя из того, при каком напряжении у вас самые большие нагрузки (в примере 8 это будет 48 В постоянного тока, поскольку нагрузка 500 Вт значительно больше, чем нагрузка 50 Вт), а затем использовать устройства преобразования энергии для все другие требуемые напряжения.

Что такое электрическая «нагрузка»?

Электрическая нагрузка – это электрический компонент (устройство или машина), являющийся частью электрической цепи, который потребляет электрическую энергию (мощность) и превращает ее в другую форму энергии.

Обычно электрическая нагрузка подключается к выходным клеммам источника напряжения, поскольку это устройство, на которое подается питание.

Электрические нагрузки можно разделить на различные категории в соответствии с многочисленными факторами, такими как; характер нагрузки, функция нагрузки, категория потребителя нагрузки, важность нагрузки, количество фаз электрической нагрузки и в соответствии с единицей электрической нагрузки.

Наиболее распространенная классификация электрической нагрузки — по характеру нагрузки.А именно резистивная нагрузка, индуктивная нагрузка, емкостная нагрузка и комбинированные нагрузки.

 

Резистивная нагрузка

Резистивная нагрузка ограничивает поток электрической энергии (тока) в цепи и преобразует ее в тепловую и световую энергию. Например, лампа и обогреватель являются резистивными нагрузками.

Этот тип нагрузки потребляет электроэнергию таким образом, что волны напряжения и тока остаются «в фазе» друг с другом. Следовательно, коэффициент мощности для резистивной нагрузки равен единице (1).

Сопротивление (R) резистивной нагрузки измеряется в Омах (Ом), а мощность измеряется в Ваттах (Вт).

 

Индуктивная нагрузка

Индуктивная нагрузка сопротивляется изменениям тока и использует магнитные поля для выполнения работы. Индуктивная нагрузка имеет катушку, которая накапливает магнитную энергию при прохождении через нее тока. Например, трансформаторы, генераторы и двигатели являются индуктивными нагрузками.

Этот тип нагрузки приводит к тому, что волна тока «не совпадает по фазе» с волной напряжения, в результате чего волна тока «отстает» от волны напряжения.Следовательно, коэффициент мощности для индуктивной нагрузки отстает.

Индуктивность (L) индуктивной нагрузки измеряется в Генри (Гн), а мощность измеряется в вар, которая представляет собой сумму активной и реактивной мощности.

 

Емкостная нагрузка

Емкостная нагрузка в некотором смысле противоположна индуктивной нагрузке. Емкостная нагрузка сопротивляется изменениям напряжения и накапливает электрическую энергию. Например, конденсаторные батареи и пускатели двигателей являются емкостными нагрузками.

Этот тип нагрузки приводит к тому, что волна тока находится «в противофазе» с волной напряжения, в результате чего волна тока «опережает» волну напряжения.Поэтому коэффициент мощности для емкостной нагрузки является ведущим.

Емкость (C) емкостной нагрузки измеряется в фарадах (F), а мощность измеряется в ВАр, однако полярность реактивной мощности отрицательная, поэтому емкостная нагрузка имеет отрицательную ВАр.

 

Комбинированные нагрузки

Большинство электрических нагрузок не являются чисто резистивными, индуктивными или емкостными. Многие практические нагрузки используют различные комбинации резисторов, катушек индуктивности и конденсаторов для достижения определенной функции.Например, в двигателях часто используются конденсаторы для облегчения запуска и работы.

Коэффициент мощности такой нагрузки меньше единицы и либо отстает, либо опережает.

Электростанция с базовой нагрузкой

| Определение

В целом атомные электростанции (АЭС) считаются источниками электроэнергии для базовой нагрузки, поскольку они основаны на технологии с низкими переменными затратами и высокими фиксированными затратами. Электростанции с базовой нагрузкой обычно работают на максимальной мощности (100 % номинальной мощности) непрерывно (не считая перерывов в обслуживании для дозаправки).

Несмотря на то, что большинство атомных электростанций были спроектированы как электростанции с базовой нагрузкой, сегодня энергетические компании вынуждены реализовывать или улучшать маневренные возможности своих АЭС, чтобы иметь возможность адаптировать электроснабжение к ежедневным, сезонным или другим изменениям спроса на электроэнергию.

Электростанции с базовой нагрузкой и пиковой нагрузкой

Атомным электростанциям может потребоваться много часов, если не дней, для запуска или изменения выходной мощности. Современные электростанции могут работать как электростанции , следующие за нагрузкой, и изменять свою мощность в соответствии с меняющимися требованиями.Но режим базовой нагрузки является наиболее экономичным и технически простым режимом работы. В первую очередь потому, что они требуют длительного времени для прогрева ядерной системы пароснабжения и турбогенератора до рабочей температуры. С этой точки зрения электростанции обычно делятся на две основные категории:

Электростанция с базовой нагрузкой

В целом атомные электростанции (АЭС) считаются источниками электроэнергии с базовой нагрузкой, поскольку они основаны на технологии с низким переменные издержки и высокие постоянные издержки.Это наиболее экономичный и технически простой режим работы. В этом режиме изменения мощности ограничиваются регулированием частоты для обеспечения стабильности сети и отключениями в целях безопасности. Разные заводы и технологии могут иметь разную способность вносить изменения по требованию. Электростанции с базовой нагрузкой обычно работают на максимальной мощности (100 % номинальной мощности) непрерывно (не считая перерывов в обслуживании для дозаправки). При перегрузке каждые 12–18 месяцев часть топлива — обычно треть или четверть активной зоны — заменяется свежими тепловыделяющими сборками.После перегрузки реактор обычно запускается и снова работает на номинальной мощности.

Несмотря на то, что большинство атомных электростанций были спроектированы как электростанции с базовой нагрузкой, сегодня энергетические компании вынуждены реализовывать или улучшать маневренные возможности своих АЭС, чтобы иметь возможность адаптировать электроснабжение к ежедневным, сезонным или другим изменениям спроса на электроэнергию. Доля атомной энергетики в национальном балансе электроэнергии некоторых стран стала большой из-за значительного увеличения использования возобновляемых источников энергии.

 

Ссылки:

Ядерная и реакторная физика:
  1. Дж. Р. Ламарш, Введение в теорию ядерных реакторов, 2-е изд., Addison-Wesley, Reading, MA (1983).
  2. Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную технику, 3-е изд., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
  3. В. М. Стейси, Физика ядерных реакторов, John Wiley & Sons, 2001, ISBN: 0-471-39127-1.
  4. Гласстоун, Сезонске. Разработка ядерных реакторов: разработка реакторных систем, Springer; 4-е издание, 1994 г., ISBN: 978-0412985317
  5. Вт.СК Уильямс. Ядерная физика и физика элементарных частиц. Кларендон Пресс; 1 издание, 1991 г., ISBN: 978-0198520467
  6. Г.Р.Кипин. Физика ядерной кинетики. Паб Эддисон-Уэсли. Ко; 1-е издание, 1965 г.
  7. Роберт Рид Берн, Введение в работу ядерных реакторов, 1988 г.
  8. Министерство энергетики, ядерной физики и теории реакторов США. DOE Fundamentals Handbook, Volume 1 and 2. January 1993.

Advanced Reactor Physics:

  1. Отт, В. А. Безелла, Введение в статистику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, исправленное издание (1989 г.), 1989 г., ISBN: 0-894-48033-2.
  2. К. О. Отт, Р. Дж. Нойхольд, Введение в динамику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1985, ISBN: 0-894-48029-4.
  3. Д. Л. Хетрик, Динамика ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48453-2.
  4. Э. Э. Льюис, В. Ф. Миллер, Вычислительные методы переноса нейтронов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48452-4.

См. выше:

Нормальная работа

Решения по сверхнизкому энергопотреблению в режиме ожидания/без нагрузки | Power Integrations, Inc.

Интеграция питания

упрощает выполнение требований по энергоснабжению в режиме ожидания в соответствии с Директивой по экодизайну (ErP), ENERGY STAR и другими новыми стандартами энергоэффективности.

Особый интерес для разработчиков резервных источников питания и источников питания без нагрузки представляют способы, с помощью которых продукты PI помогают соответствовать требованиям стандартов EC Ecodesign Lots 6 (режим ожидания и выключения) и 7 (внешние источники питания).Для получения дополнительной информации см.:

 

ИС

Power Integrations обеспечивают чрезвычайно низкое энергопотребление в режиме ожидания/без нагрузки с функциями энергосбережения

На приведенном ниже графике показана зависимость входной мощности от выходной мощности при увеличении нагрузки для различных семейств продуктов PI. (Для более подробной информации нажмите на изображение.)

 

 

Ниже показано применение CAPZero, SENZero и LinkZero-AX для достижения сверхнизкой мощности без нагрузки <10 мВт.

 

 

 

Потребляемая мощность без нагрузки

1.Блок питания обратного хода без нагрузки 5 Вт

Входная мощность без нагрузки в режиме PD в зависимости от входного сетевого напряжения,
25 ºC, 50 Гц. 30 минут выдержки при 230 В переменного тока перед проведением измерений.

Принципиальная схема Неизолированный обратноходовой источник питания мощностью 1,5 Вт с использованием LinkZero™-AX

 

15 Вт ПК в режиме ожидания

Тщательно продуманная конструкция трансформатора позволила снизить энергопотребление этого решения мощностью 15 Вт с 29 мВт без нагрузки до менее 20 мВт

Блок питания 15 Вт с использованием TinySwitch-III;
Входная мощность менее 20 мВт при 230 В среднеквадратичного значения без нагрузки


30 Вт ПК в режиме ожидания

Входная мощность при нулевой нагрузке в сравнении сВходное линейное напряжение, комнатная температура, 60 Гц.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.