Bancos de carga resistiva, inductiva y capacitiva
Los bancos de carga colocan carga eléctrica en las fuentes de energía para probar su capacidad de suministrar electricidad o para ajustar las características de la corriente. Los bancos de carga crean demanda de potencia utilizando elementos resistivos, inductivos y capacitivos. Este documento resume sus diferencias.
Visión general
En un sistema de corriente alterna, la corriente se produce en ondas sinusoidales según la frecuencia de la fuente de alimentación. En un circuito no afectado por inductancias o reactancias, la tensión y la corriente subirían y bajarían juntas durante cada ciclo. Esta condición, conocida como unidad, se muestra en la Figura 1.
En la práctica, los circuitos presentan características inductivas o reactivas que hacen que la tensión y la corriente alcancen sus valores máximos en momentos distintos de un ciclo CA. En los circuitos inductivos, la tensión adelanta a la corriente, como muestra la figura 2. En los circuitos capacitivos, la tensión va por detrás de la corriente, como muestra la figura 3. En los circuitos capacitivos, la tensión va por detrás de la corriente, como se muestra en la figura 3. Un mayor intervalo de tiempo entre los picos de tensión y corriente indica una mayor carga inductiva o capacitiva, y cualquiera de estas condiciones aumenta el trabajo necesario para suministrar la cantidad necesaria de potencia real a las cargas.
El factor de potencia cuantifica la medida en que la tensión y la corriente alcanzan sus valores máximos en momentos distintos. Para cargas puramente resistivas, el factor de potencia es igual a 1. Una variación creciente de este valor indica cantidades decrecientes de potencia real disponible para trabajar.
Tipos de elementos del banco de carga
Elementos de carga resistivos
Los bancos de carga más comunes utilizan elementos de carga resistivos. La resistencia se genera cuando la corriente pasa a través de los conductores en un elemento de banco de carga, produciendo calor y colocando una carga eléctrica correspondiente en la fuente de alimentación. Los elementos de carga resistivos pueden producir cantidades precisas de carga con un factor de potencia igual a 1.
Los elementos de carga resistivos generan grandes cantidades de calor que deben disiparse rápidamente para evitar el sobrecalentamiento. En consecuencia, los bancos de carga utilizan aire forzado para refrigerar los elementos resistivos, que se suministra mediante un circuito de alimentación dedicado y uno o varios sopladores.
La carga del motor principal, normalmente un motor diésel, puede identificar problemas en sus sistemas de combustible, escape, refrigeración y otros. Dado que los elementos resistivos funcionan con un factor de potencia unitario, no comprueban la potencia reactiva producida por una fuente de alimentación. Dado que la mayoría de los sistemas de distribución de energía de las instalaciones funcionan con un factor de potencia de retardo cercano a 0,8, una unidad resistiva puede aplicar una carga de hasta el 100% de la potencia nominal en kW de un generador. Sin embargo, un elemento de carga resistivo no probará el generador contra ninguna carga inductiva o reactiva en el circuito.
Elementos de carga inductivos
Conocidos también como elementos de carga reactivos, los elementos inductivos utilizan bobinas de alambre para crear campos inductivos. La potencia utilizada para crear y mantener estos campos carga la fuente de alimentación sometida a prueba. En comparación con las cargas resistivas, la corriente de carga inductiva alcanza su punto máximo después de la tensión. En consecuencia, las bobinas inductivas producen factores de potencia de retardo.
Dado que producen factores de potencia de retardo, los elementos de carga inductivos se utilizan siempre que es necesario reducir el factor de potencia de una carga de prueba. Por ejemplo, el factor de potencia en el sistema de distribución eléctrica de un hospital puede ser cercano a 0,8. Sin embargo, durante las pruebas del generador, pueden utilizarse bancos de carga en lugar de la carga viva del edificio para evitar interrumpir el suministro eléctrico a las instalaciones. Dado que los bancos de carga resistiva proporcionan un factor de potencia de 1, no pueden probar una fuente de alimentación a su kVA nominal. La adición de un banco de carga inductiva puede ajustar el factor de potencia al valor necesario para realizar pruebas a plena capacidad.
Elementos de carga capacitivos
Los elementos de carga capacitivos utilizan condensadores que almacenan carga eléctrica. Resisten los cambios de tensión, lo que hace que la corriente alcance su pico antes que la tensión durante cada ciclo eléctrico. Como resultado, los elementos de carga capacitivos proporcionan un factor de potencia de adelanto y pueden utilizarse para elevar los factores de potencia de los circuitos.
Diseños de elementos de carga combinados
Los bancos de carga combinados suelen proporcionar elementos de carga resistivos e inductivos en una única caja. En el caso de los generadores, esto permite realizar pruebas al 100% de la potencia nominal en kVA. Los elementos de carga resistivos e inductivos pueden controlarse independientemente para producir cargas puramente resistivas o inductivas o para ajustar el factor de potencia según sea necesario.
En particular, los bancos de carga con más de un tipo de elemento pueden adaptarse a la más amplia gama de aplicaciones. Los bancos de carga combinados se utilizan para probar turbinas, conmutadores, SAI rotativos, generadores y sistemas SAI. Estos bancos de carga pueden ser especialmente adecuados para su uso por empresas de alquiler, que pueden tener que acomodar diferentes tipos de carga a medida que los equipos se trasladan de un sitio a otro.
Resumen
Los bancos de carga están disponibles con elementos de carga resistivos, inductivos y capacitivos. Las unidades resistivas prueban fuentes de alimentación sin modificar el factor de potencia. Los elementos de carga inductivos y capacitivos pueden utilizarse para simular cargas no unitarias y ajustar el factor de potencia de los circuitos. Los bancos de carga con elementos de banco de carga combinados ofrecen la mayor gama de funcionalidades, lo que puede resultar especialmente adecuado para aplicaciones en las que los bancos de carga se trasladan de un sitio a otro. Si desea más información, póngase en contacto con nosotros.
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