Co způsobuje pokles napětí při zvýšení zatížení elektrických strojů, jako jsou transformátory a motory?
Když se zatížení motorů, transformátorů a podobných zařízení zvýší, klesnutí napětí (voltage drop) je obvykle způsobeno několika důvody:
Odpornost vedení
Důvod
Zvýšený proud: S rostoucím zatížením se zvyšuje proud proudící přes elektrické vedení.
Ohmov zákon: Podle Ohmova zákona (V=IR) způsobí zvýšení proudu zvýšení klesnutí napětí. tady
V je klesnutí napětí,
I znamená proud,
R je odpornost drátu
Vysvětlení
Protože v elektrickém vedení existuje určitá odpornost, když proud prochází drátem, vznikne klesnutí napětí. Toto klesnutí napětí je úměrné proudu a také odpornosti drátu.
V případě zvýšeného zatížení se zvyšuje proud, což způsobí zvýšení klesnutí napětí, což snižuje napětí na konci zatížení.
Interní odpornost transformátoru
Důvod
Interní odpornost transformátoru: Transformátor má určitou interní odpornost (včetně odpornosti cívek a odvodné reaktance), když se zatížení zvýší, zvyšuje se proud proudící přes transformátor, což způsobí zvýšení klesnutí napětí na obou koncích transformátoru.
Vysvětlení
Interní odpornost transformátoru způsobí klesnutí napětí, zejména v případě těžkého zatížení, toto klesnutí napětí bude více zřetelné.Když se zatížení zvýší, transformátor musí převést více proudu, a interní odpornost transformátoru způsobí klesnutí napětí, což snižuje napětí na konci zatížení.
Spouštění motoru
Důvod
Proud spouštěcí: Motor spotřebovává velké množství proudu okamžikem spuštění, což se nazývá spouštěcí proud.
Spouštěcí proud způsobí klesnutí napětí: Spouštěcí proud je mnohem větší než proud, když motor normálně pracuje, takže klesnutí napětí je v okamžiku spuštění výraznější.
Vysvětlení
Když se motor spustí, protože moment musí překonat statickou třecí sílu, je potřeba velkého spouštěcího proudu.
Tento větší spouštěcí proud vytvoří větší klesnutí napětí v elektrických vedeních a transformátorech, což způsobí klesnutí napětí.
Stabilita systému
Důvod
Nedostatečná kapacita systému: Pokud celková kapacita systému není dostatečná k zvládnutí náhlého zvýšení zatížení, napětí klesne.
Nedostatečná regulační kapacita: Pokud systém nemá dostatečnou regulační kapacitu k udržení stability napětí, napětí klesne s rostoucím zatížením.
Vysvětlení
V síťovém systému, pokud celková kapacita není dostatečná k podpoře současného provozu všech zatížení, systém nebude schopen poskytnout dostatečné napětí, když se zatížení zvýší.
Kromě toho, pokud je regulační kapacita systému nedostatečná, jako třeba pokud není dostatečné kompenzační zařízení pro reaktivní mocnost, regulační kapacita je omezena, a napětí klesne, když se zatížení zvýší.
Reaktivní mocnost
Důvod
Zvýšená poptávka po reaktivní mocnosti: Když se zatížení zvýší, zejména indukční motorové zatížení, zvýší se i poptávka po reaktivní mocnosti.
Reaktivní mocnost způsobí klesnutí napětí: Reaktivní mocnost také způsobí klesnutí napětí během přenosu.
Vysvětlení
Zařízení jako jsou indukční motory vyžadují reaktivní mocnost k vytvoření magnetických polí při provozu, což vede ke zvýšení poptávky po reaktivní mocnosti v systému.
Reaktivní mocnost také vytvoří klesnutí napětí během přenosu, zejména v případě nedostatečné kompenzace reaktivní mocnosti v síti, bude klesnutí napětí více zřetelné.
Návrh systému
Důvod
Neracionální návrh: Pokud systém není navržen tak, aby plně zohlednil zvýšení zatížení, může to vést k klesnutí napětí.
Nesprávné výběry zařízení: Pokud je kapacita vybraného zařízení (jako jsou transformátory, dráty atd.) nedostatečná, napětí klesne, když se zatížení zvýší.
Vysvětlení
Při návrhu elektroinstalačních systémů je třeba zohlednit maximální zatížení, které může nastat, a zajistit, aby systém měl dostatečnou kapacitu a rezervu k zvládnutí zvýšení zatížení.
Pokud jsou zařízení nesprávně vybrána, jako třeba pokud je průřez drátu příliš malý nebo kapacita transformátoru nedostatečná, klesnutí napětí bude způsobeno, když se zatížení zvýší.
Shrnutí
Když se zatížení motorů, transformátorů a podobných zařízení zvýší, klesnutí napětí je hlavně způsobeno kombinací faktorů jako je odpornost vedení, interní odpornost transformátoru, spouštěcí proud motoru, nedostatečná kapacita systému, zvýšená poptávka po reaktivní mocnosti a neracionální návrh systému. Abychom snížili vliv klesnutí napětí, můžeme přijmout opatření jako zvětšení průřezu vodiče, výběr transformátoru s vhodnou kapacitou, racionální návrh systému a posílení kompenzace reaktivní mocnosti.
