Нагрузка и ее характеристики

  Нагрузка - оборудование, потребляющее электроэнергию. Компьютеры, телекоммуникационное, офисное оборудование и т. д. являются нагрузкой для UPS. UPS является нагрузкой для городской сети, дизель-генератора, другого UPS. Основной характеристикой нагрузки является потребляемая мощность. Потребляемая мощность, как правило, имеет активную и реактивную составляющую.
  Активная мощность - полезная мощность, потребляемая нагрузкой от источника и идущая на дальнейшее преобразование в другой вид энергии (тепловую, механическую и т.д.). Измеряется в ваттах (Вт, W).
     Реактивная мощность не потребляется от источника. Она "накапливается" в нагрузке в течение полупериода и "возвращается" обратно в течение следующего полупериода. Измеряется в вольт-амперах реактивных (ВАр, VAr).  За наличие реактивной мощности предприятия платят штраф в Мосэнерго. Для снижения потребления реактивной мощности применяются специальные компенсаторы.Полная мощность является векторной суммой активной и реактивной мощностей. Измеряется в вольт-амперах (ВА, VA).

Реактивная составляющая нагрузки определяет сдвиг потребляемого тока относительно напряжения, но не влияет на форму потребляемого тока (синусоиду), поэтому вносимые ею искажения напряжения называются линейными.
   Нагрузка, которая потребляет ток синусоидальной формы называется линейной. Примером линейной нагрузки являются электронагревательные приборы. Как правило, современное электронное оборудование, потребляет ток несинусоидальной формы.
   Такая нагрузка называется нелинейной, а вносимые ею искажения нелинейными. Степень нелинейных искажений характеризуется отношением суммы высших гармоник тока к сумме всех гармоник, включая первую - коэффициентом нелинейных искажений (КНИ).
Измеряется в %.
Синусоида - КНИ=0%
Заметные на глаз искажения - КНИ=10%
Прямоугольная форма - КНИ=43%

Чаще всего нагрузка вносит как линейные, так и нелинейные искажения. Для комплексной оценки искажений, вносимых нагрузкой применяется коэффициент мощности (Power Factor), равный отношению активной мощности к полной мощности.
   При наличии только линейных искажений коэффициент мощности равен cosj , при наличии только нелинейных искажений равен доле высших гармоник в общей мощности.
 Существует такое эмпирическое понятие, как компьютерная нагрузка, представляющее собой совокупность компьютеров, офисного, банковского, телекоммуникационного и т.п. оборудования небольшой мощности, каждое из которых имеет свой (как правило импульсный) блок питания от сети переменного тока. Для компьютерной нагрузки коэффициент мощности равен 0,6...0,8.

Крест-фактор нагрузки (Crest factor) отношение пикового значения потребляемого тока к среднедействующему значению. Величина крест-фактора зависит от формы питающего напряжения.
   Для синусоидального напряжения и линейной нагрузки крест- фактор равен 1,4 (0...2).
   Для синусоидального напряжения и компьютерной нагрузки крест-фактор равен 2...3.
   Для ступенчатой аппроксимации синусоидального напряжения и компьютерной нагрузки крест-фактор равен 1,4...1,9.
  Все рассмотренные выше характеристики нагрузки относятся к установившемуся режиму работы нагрузки. Однако следует принимать во внимание переходные процессы, происходящие при изменении режимов работы нагрузки. Длительность переходных процессов при включении зависит от типа устройства.
  Пусковой ток характеризует потребление нагрузки в момент ее подключения. Для дисковода пусковой ток превышает номинальный в 1,15...1,5 раза. Для цветного монитора с петлей размагничивания пусковой ток может превысить номинальный на несколько порядков.