Les trois types les plus courants de bancs de charge sont résistifs, inductifs et capacitifs. Les charges inductives et capacitives créent ce qu’on appelle la réactance dans un circuit alternatif. La réactance est l’opposition d’un élément de circuit à un courant alternatif, causée par l’accumulation de champs électriques ou magnétiques dans l’élément en raison du courant et est la composante « imaginaire » de l’impédance, ou la résistance aux signaux alternatifs à une certaine fréquence. Réactance Capacitive est égale à 1/(2⋅π⋅f⋅C), et de la réactance inductive est égal à 2⋅π⋅f⋅L. L’unité de la réactance est l’ohm. La réactance inductive résiste au changement de courant, entraînant une tension de retard du courant du circuit. La réactance capacitive résiste au changement de tension, ce qui fait que le courant du circuit passe en tension.
Banc de charge résistifdit
Un banc de charge résistif, le type le plus courant, fournit une charge équivalente pour les générateurs et les moteurs principaux. Autrement dit, pour chaque kilowatt (ou puissance) de charge appliquée au générateur par la banque de charge, une quantité égale de charge est appliquée au moteur par le générateur. Une banque de charge résistive supprime donc l’énergie du système complet: banque de charge du générateur – générateur du moteur principal — moteur principal du carburant. L’énergie supplémentaire est éliminée en raison du fonctionnement de la banque de charge résistive: chaleur résiduelle provenant du liquide de refroidissement, des pertes d’échappement et du générateur et énergie consommée par les appareils accessoires. Une banque de charge résistive a un impact sur tous les aspects d’un système de génération.
La charge d’un banc de charge résistif est créée par la conversion de l’énergie électrique en chaleur via des résistances de haute puissance telles que des résistances de grille. Cette chaleur doit être dissipée du banc de charge, soit par air, soit par eau, par des moyens forcés ou par convection.
Dans un système de test, une charge résistive simule des charges résistives réelles, telles que des charges d’éclairage et de chauffage à incandescence ainsi que la composante du facteur de puissance résistif ou unitaire des charges magnétiques (moteurs, transformateurs).
Le type le plus courant utilise la résistance du fil, généralement avec refroidissement par ventilateur, et ce type est souvent portable et déplacé de générateur en générateur à des fins de test. Parfois, une charge de ce type est intégrée dans un bâtiment, mais c’est inhabituel.
Rarement un rhéostat d’eau salée est utilisé. Il peut être facilement improvisé, ce qui le rend utile dans des endroits éloignés.
Pour tester les batteries automobiles, un banc de charge en pile de carbone permet de placer une charge réglable sur la batterie ou le système de charge, permettant une simulation précise de la charge lourde sur la batterie pendant le démarrage du moteur. De tels dispositifs sont généralement portables et peuvent inclure des mesures pour montrer la tension et le courant.
Banc de charge inductifdit
Une charge inductive comprend des charges inductives (facteur de puissance de retard).
Une charge inductive est constituée d’un élément réactif à noyau de fer qui, lorsqu’il est utilisé conjointement avec un banc de charge résistif, crée une charge de facteur de puissance en retard. Typiquement, la charge inductive sera évaluée à une valeur numérique de 75% de celle de la charge résistive correspondante de sorte que, lorsqu’elle est appliquée ensemble, une charge de facteur de puissance de 0,8 résultante est fournie. C’est-à-dire que pour chaque 100 kW de charge résistive, on prévoit 75 kVAr de charge inductive. D’autres rapports sont possibles pour obtenir d’autres cotes de facteur de puissance. Une charge inductive est utilisée pour simuler une charge commerciale mixte réelle composée d’éclairage, de chauffage, de moteurs, de transformateurs, etc. Avec un banc de charge résistif-inductif, des tests de système à pleine puissance sont possibles, car l’impédance fournie fournit des courants déphasés avec la tension et permet d’évaluer les performances des générateurs, des régulateurs de tension, des changeurs de prises de charge, des conducteurs, des appareillages de commutation et d’autres équipements.
Banc de charge capacitifdit
Un banc de charge capacitif ou un banc de condensateurs est similaire à un banc de charge inductif en termes d’évaluation et de fonction, sauf que des charges de facteur de puissance de pointe sont créées, de sorte que la puissance réactive est fournie par ces charges au système, ce qui améliore le facteur de puissance. Ces charges simulent certaines charges électroniques ou non linéaires typiques des industries des télécommunications, de l’informatique ou des ASI.
Banc de charge réactif résistif (Combiné)
Un banc de charge combiné se compose généralement d’éléments résistifs et d’inducteurs qui peuvent être utilisés pour effectuer des tests de charge à PF non unitaire (retard), y compris la capacité de tester entièrement le groupe électrogène à une valeur nominale de 100% kVA de la plaque signalétique. Les bancs de charge combinés incorporent des résistances et des inductances dans une seule construction qui peut être commutée indépendamment pour permettre un test résistif uniquement, inductif uniquement ou variable. Les bancs de charge combinés sont évalués en kilovolt-ampères (kVA). Il convient de noter que les bancs de charge combinés peuvent également être résistifs, inductifs et capacitifs (RLC).
En règle générale, les installations nécessitent des dispositifs motorisés, des transformateurs et des condensateurs. Si tel est le cas, les bancs de charge utilisés pour les tests nécessitent une compensation de puissance réactive. La solution idéale est une combinaison d’éléments résistifs et réactifs dans un ensemble de banc de charge.
Les charges résistives / réactives sont capables d’imiter les charges de moteur et les dispositifs électromagnétiques dans un système d’alimentation, ainsi que de fournir des charges purement résistives.
De nombreux générateurs et turbines de secours doivent être mis en service à leur capacité nominale en utilisant une combinaison de charge résistive et réactive pour qualifier pleinement leur capacité de fonctionnement. L’utilisation d’un banc de charge résistif / réactif permet des tests complets à partir d’une seule unité. Une gamme de bancs de charge résistifs / réactifs est disponible pour simuler ces types de charges sur une source d’alimentation et les transformateurs, relais et commutateurs qui répartiront l’énergie dans toute l’installation.
Les bancs de charge résistifs / réactifs sont d’excellents choix pour tester les turbines, les appareillages de commutation, les onduleurs rotatifs, les générateurs et les systèmes d’onduleurs. Ils peuvent également être utilisés pour les tests de systèmes intégrés de systèmes de protection des postes électriques, en particulier pour les relais plus complexes tels que la distance, la surintensité directionnelle, la direction de puissance et autres. Une charge inductive et / ou capacitive résistive / réactive est souvent nécessaire pour tester les onduleurs solaires afin de s’assurer que les panneaux solaires peuvent être empêchés de produire de l’électricité en cas de panne de courant. Les bancs de charge combinés résistifs / réactifs sont utilisés pour tester le groupe électrogène du moteur à son facteur de puissance nominal. Dans la plupart des cas, il s’agit d’un facteur de puissance de 0,8.
Banc de charge électroniquedit
Un banc de charge électronique a tendance à être une conception entièrement programmable, refroidie à l’air ou à l’eau, utilisée pour simuler une charge à l’état solide et pour fournir une charge de puissance et de courant constante sur les circuits pour des tests de précision.