Què provoca la disminució de tensió quan hi ha un augment de càrrega en màquines elèctriques com transformadors i motors?

Quan la càrrega de motors com transformadors i motors augmenta, el descens de tensió (voltage drop) sol ser degut a diversos motius:

Resistència de la línia

Raó

• Augment de corrent: Quan la càrrega augmenta, el corrent que circula per la línia d'energia augmenta.

• Llei d'Ohm: Segons la Llei d'Ohm (V=IR), un augment de corrent provoca un increment del descens de tensió. aquí

• V és el descens de tensió,

• I és per al corrent,

• R és la resistència del fil

Explicació

Degut a que hi ha una certa resistència en la línia d'energia, quan el corrent passa pel fil, produeix un descens de tensió. Aquest descens de tensió és proporcional al corrent i també ho és a la resistència del fil.

En cas d'augment de càrrega, el corrent augmenta, provocant un increment del descens de tensió, que disminueix la tensió a l'extrem de la càrrega.

Resistència interna del transformador

Raó

Resistència interna del transformador: El transformador mateix té una certa resistència interna (incloent-hi la resistència de bobinat i la reactància de fuga), quan la càrrega augmenta, el corrent que circula pel transformador augmenta, provocant un increment del descens de tensió als dos extrems del transformador.

Explicació

La resistència interna del transformador causarà un descens de tensió, especialment en el cas de càrregues pesades, aquest descens de tensió serà més evident.Quan la càrrega augmenta, el transformador necessita transferir més corrent, i la resistència interna del transformador causa un descens de tensió, que reduïx la tensió a l'extrem de la càrrega.

Arrancament del motor

Raó

• Corrent d'arrancada: El motor consumeix una gran quantitat de corrent en el moment de l'arrancada, que es coneix com a corrent d'arrancada.

• El corrent d'arrancada provoca un descens de tensió: El corrent d'arrancada és molt més gran que el corrent quan el motor funciona normalment, per tant, el descens de tensió és més significatiu en el moment de l'arrancada.

Explicació

Quan s'arranca el motor, perquè la torsió ha de superar la força de fricció estàtica, cal un gran corrent d'arrancada.

Aquest major corrent d'arrancada crea un major descens de tensió en les línies d'energia i els transformadors, que provoca un descens de tensió.

Estabilitat del sistema

Raó

• Capacitat insuficient del sistema: Si la capacitat total del sistema és insuficient per gestionar un augment súbit de la càrrega, la tensió baixarà.

• Capacitat de regulació insuficient: Si el sistema no té suficient capacitat de regulació per mantenir l'estabilitat de la tensió, la tensió baixarà quan la càrrega augmenti.

Explicació

En un sistema de xarxa, si la capacitat total no és prou per suportar l'operació simultània de totes les càrregues, el sistema no podrà proporcionar suficient tensió quan la càrrega augmenti.

A més, si la capacitat de regulació del sistema és insuficient, com ara si no hi ha prou dispositius de compensació de potència reactiva, la capacitat de regulació de la tensió és limitada, i la tensió disminuirà quan la càrrega augmenti.

Potència reactiva

Raó

• Augment de la demanda de potència reactiva: Quan la càrrega augmenta, especialment la càrrega de motors d'inducció, la demanda de potència reactiva també augmenta.

• La potència reactiva provoca un descens de tensió: La potència reactiva també provoca un descens de tensió durant la transmissió.

Explicació

Dispositius com els motors d'inducció requereixen potència reactiva per establir camps magnètics en funcionament, el que porta a un increment de la demanda de potència reactiva en el sistema.

La potència reactiva també produirà un descens de tensió durant la transmissió, especialment en el cas de compensació insuficient de potència reactiva en la xarxa, el descens de tensió serà més evident.

Disseny del sistema

Raó

• Disseny irracional: Si el sistema no està dissenyat per tenir en compte completament l'augment de la càrrega, pot portar a un descens de tensió.

• Selecció inadeguada de l'equipament: Si la capacitat de l'equipament seleccionat (com transformadors, fils, etc.) és insuficient, la tensió baixarà quan la càrrega augmenti.

Explicació

Al dissenyar sistemes elèctrics, cal tenir en compte les condicions màximes de càrrega que poden ocòrrer, i assegurar-se que el sistema té suficient capacitat i marge per fer front a l'augment de la càrrega.

Si l'equipament no està seleccionat correctament, com ara si la secció del fil és massa petita o la capacitat del transformador és insuficient, es provocarà un descens de tensió quan la càrrega augmenti.

Resum

Quan la càrrega de motors com transformadors i motors augmenta, el descens de tensió és principalment degut a la combinació de factors com la resistència de la línia, la resistència interna del transformador, el corrent d'arrancada del motor, la capacitat insuficient del sistema, l'augment de la demanda de potència reactiva i el disseny irracional del sistema. Per reduir l'influència del descens de tensió, podem prendre mesures com augmentar la secció del conductor, seleccionar un transformador amb capacitat adequada, dissenyar razonablement el sistema i fortalecer la compensació de potència reactiva.