Wann und wie man Lastverteiler entlastet
Lastbänke haben Nennwerte für Spannung, Leistung, Frequenz und andere Parameter. Die Verwendung von Lastbänken, bei denen die Parameter von den Nennwerten abweichen, macht sie in einem breiteren Spektrum von Umständen nützlich, erfordert aber, dass die Benutzer verstehen, wie sich die Stromkreismerkmale auf ihre maximale Kapazität auswirken. Dieser Artikel bietet eine Anleitung für die entsprechende Herabstufung von Lastbänken.
De-Rating Maximale Kapazität für die tatsächliche Stromkreisspannung
Lastbänke sollten nie über ihrer maximalen Nennspannung betrieben werden, können aber für Tests bei niedrigeren Spannungen verwendet werden. Dies hat jedoch Auswirkungen auf die maximale Last, die ein Gerät gemäß der folgenden Formel aufbringen kann:
[(Angewandte Spannung)2/(Nennspannung)2] x Nennleistung
Die maximale Last, die eine 400-Kilowatt-Lastbank mit 240 Volt auf einen 208-Volt-Stromkreis ausüben könnte, würde sich also wie folgt berechnen:
[(208 V)2/(240 V)2] x 400 kW = 300 kW
De-Rating für kleinere Lastsprünge
Die meisten Lastbänke können stufenweise diskrete Lastbeträge aufbringen. Für jede Laststufe ist derselbe Herabstufungsfaktor wie für die Gesamtkapazität erforderlich. In der obigen Anwendung würde eine 5-Kilowatt-Laststufensteuerung tatsächliche Stufen von 3,75 kW liefern.
Dieses Prinzip kann vorteilhaft eingesetzt werden, wenn kleinere Lastschritte erforderlich sind. Eine 400-Kilowatt-480-Volt-Lastbank mit 5-Kilowatt-Lastschritten könnte in einem 240-Volt-Stromkreis wie folgt verwendet werden:
[(240 V)2/(480 V)2] x 5 kW = 1,25 kW Laststufenerhöhung
Die Erhöhung der Nennspannung der Lastbank über die Stromkreisspannung hinaus ermöglicht es dem Benutzer, eine genauere Last aufzubringen.
De-Rating von dreiphasigen Lastbänken für einphasige Stromkreise
Dreiphasige Lastbänke werden in der Regel in einer Dreieckskonfiguration verdrahtet. Sie können zum Prüfen von einphasigem Strom verwendet werden, indem zwei der Phasenklemmen der Lastbank wie in der folgenden Abbildung gezeigt verbunden werden, was zu einer Kapazität von zwei Dritteln der Nennleistung führt.
Da alle anwendbaren De-Rating-Faktoren angewandt werden müssen, würde die Verwendung einer dreiphasigen 100-Kilowatt-Lastbank mit 240 Volt für eine einphasige 120-Volt-Anwendung die folgende Leistung ergeben:
[(120 V)2/(240 V)2] x 0,67 x 100 kW = 16,75 kW
Auch hier müssen die Laststufen entsprechend angepasst werden.
De-Rating von Widerstandslastbänken für die Frequenz
Die Lastelemente von Widerstandslastbänken werden von Frequenzschwankungen zwischen 50 und 60 Hertz nicht beeinflusst. Die Motorlasten werden jedoch linear von dieser Änderung beeinflusst, was dazu führen würde, dass der 60-Hertz-Lüfter einer Lastbank langsamer wird. In diesem Fall reduziert das Verhältnis 50 Hertz/60 Hertz die maximale Last des Geräts auf 0,83 seiner 60-Hertz-Kapazität, was einer Reduzierung von 17 Prozent entspricht.
De-Rating von Blindlastbänken für die Frequenz
Im Gegensatz zu ohmschen Einheiten werden Blindlastbänke (Nennwert in kVAR) durch Unterschiede in der Quellenfrequenz beeinflusst. Sowohl die Spannung als auch die Frequenz müssen nach der folgenden Formel berücksichtigt werden:
[(Applied Voltage)2/(Rated Voltage)2] x (Rated Freq./Applied Freq.) x Rated kVAR
Eine 500-kVAR-, 480-Volt-, 60-Hertz-Blindlastbank, die zum Testen von 380 Volt bei 50 Hertz verwendet wird, wäre dafür ausgelegt:
(380V2/480V2) x (60 Hz/50 Hz) x 500 kVAR = 376 kVAR
Umgebungswerte
Die Nennwerte der Lastbank sind nur gültig, wenn die Geräte unter den zu erwartenden Umgebungsbedingungen betrieben werden. So liegen die maximalen Umgebungstemperaturen in der Regel bei 120°F/50°C. Die Lufttemperaturen in einer heißen Wüstenumgebung können diesen Wert erreichen oder überschreiten. Die Aufstellung einer Lastbank in einem unbeschatteten Außenbereich würde sie einer zusätzlichen Sonnenbelastung aussetzen, die die Temperaturen über die Nennwerte hinaus ansteigen lassen könnte. Ebenso könnte eine geringere Luftdichte in größeren Höhen die Kapazität der Lastbank verringern. Die Benutzer sollten die Umgebungsfaktoren für jede Anwendung prüfen und sich bei den Herstellern der Lastbank über außergewöhnliche Bedingungen informieren.
Zusammenfassung
Zwar sollte keine Lastbank jemals unter Bedingungen eingesetzt werden, die ihre Nennwerte überschreiten, doch wenn man weiß, wie man die Nennwerte von Geräten herabsetzt, kann man sie für ein breiteres Spektrum von Anwendungen einsetzen. Die hier gegebenen Informationen liefern grundlegende Überlegungen zur Anpassung der Nennwerte für bestimmte Anwendungen. Benutzer sollten jedoch die Anleitung des Herstellers für die De-Rating-Praktiken für spezifische Lastbänke und spezifische Anwendungen einholen.
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