Cosa causa la diminuzione della tensione quando c'è un aumento del carico su macchinari elettrici come trasformatori e motori

Quando il carico su motori come trasformatori e motori aumenta, il calo di tensione (voltage drop) è solitamente dovuto a diverse ragioni:

Resistenza della linea

Ragione

• Aumento della corrente: Con l'aumento del carico, la corrente che scorre nella linea di alimentazione aumenta.

• Legge di Ohm: Secondo la legge di Ohm (V=IR), un aumento della corrente porta a un aumento del calo di tensione. qui

• V è il calo di tensione,

• I sta per corrente,

• R è la resistenza del filo

Spiegazione

Poiché c'è una certa resistenza nella linea di alimentazione, quando la corrente passa attraverso il filo, produce un calo di tensione. Questo calo di tensione è proporzionale alla corrente e alla resistenza del filo.

Nel caso di un aumento del carico, la corrente aumenta, causando un aumento del calo di tensione, che riduce la tensione all'estremità del carico.

Resistenza interna del trasformatore

Ragione

Resistenza interna del trasformatore: Il trasformatore stesso ha una certa resistenza interna (inclusa la resistenza dei windings e la reattanza di dispersione), quando il carico aumenta, la corrente che scorre attraverso il trasformatore aumenta, causando un aumento del calo di tensione alle estremità del trasformatore.

Spiegazione

La resistenza interna del trasformatore causerà un calo di tensione, specialmente nel caso di carichi pesanti, questo calo di tensione sarà più evidente.Quando il carico aumenta, il trasformatore deve trasferire più corrente, e la resistenza interna del trasformatore causa un calo di tensione, che riduce la tensione all'estremità del carico.

Avviamento del motore

Ragione

• Corrente di avviamento: Il motore consuma una grande quantità di corrente al momento dell'avviamento, chiamata corrente di avviamento.

• La corrente di avviamento causa un calo di tensione: La corrente di avviamento è molto maggiore della corrente quando il motore funziona normalmente, quindi il calo di tensione è più significativo al momento dell'avviamento.

Spiegazione

Quando il motore viene avviato, poiché la coppia deve superare la forza di attrito statico, è necessaria una grande corrente di avviamento.

Questa maggiore corrente di avviamento crea un maggiore calo di tensione nelle linee di alimentazione e nei trasformatori, causando una diminuzione della tensione.

Stabilità del sistema

Ragione

• Capacità del sistema insufficiente: Se la capacità totale del sistema non è sufficiente per gestire un improvviso aumento del carico, la tensione diminuirà.

• Capacità di regolazione insufficiente: Se il sistema manca di una sufficiente capacità di regolazione per mantenere la stabilità della tensione, la tensione diminuirà con l'aumento del carico.

Spiegazione

In un sistema di rete, se la capacità totale non è sufficiente per supportare l'operazione simultanea di tutti i carichi, il sistema non sarà in grado di fornire una tensione sufficiente quando il carico aumenta.

Inoltre, se la capacità di regolazione del sistema è insufficiente, ad esempio, non ci sono abbastanza dispositivi di compensazione di potenza reattiva, la capacità di regolazione della tensione è limitata, e la tensione diminuirà quando il carico aumenta.

Potenza reattiva

Ragione

• Aumento della richiesta di potenza reattiva: Quando il carico aumenta, specialmente il carico del motore asincrono, la richiesta di potenza reattiva aumenta anche.

• La potenza reattiva causa un calo di tensione: La potenza reattiva causa anche un calo di tensione durante la trasmissione.

Spiegazione

Dispositivi come i motori asincroni richiedono potenza reattiva per stabilire campi magnetici durante l'operazione, il che porta a un aumento delle esigenze di potenza reattiva nel sistema.

La potenza reattiva produrrà anche un calo di tensione durante la trasmissione, specialmente nel caso di una compensazione di potenza reattiva insufficiente nella rete, il calo di tensione sarà più evidente.

Progettazione del sistema

Ragione

• Progettazione non ragionevole: Se il sistema non è progettato per considerare pienamente l'aumento del carico, potrebbe portare a un calo di tensione.

• Selezione impropria dell'equipaggiamento: Se l'equipaggiamento selezionato (come trasformatori, cavi, ecc.) ha una capacità insufficiente, la tensione diminuirà quando il carico aumenta.

Spiegazione

Quando si progetta un sistema elettrico, è necessario tenere conto delle condizioni di carico massimo che possono verificarsi e assicurarsi che il sistema abbia una capacità e un margine sufficienti per far fronte all'aumento del carico.

Se l'equipaggiamento non è selezionato correttamente, ad esempio, la sezione del cavo è troppo piccola o la capacità del trasformatore è insufficiente, il calo di tensione sarà causato dall'aumento del carico.

Riepilogo

Quando il carico di motori come trasformatori e motori aumenta, il calo di tensione è principalmente dovuto alla combinazione di fattori come la resistenza della linea, la resistenza interna del trasformatore, la corrente di avviamento del motore, la capacità del sistema insufficiente, l'aumento della richiesta di potenza reattiva e la progettazione del sistema non ragionevole. Per ridurre l'influenza del calo di tensione, possiamo adottare misure come aumentare la sezione del conduttore, selezionare un trasformatore con una capacità appropriata, progettare il sistema in modo razionale e rafforzare la compensazione della potenza reattiva.