전기 기계와 같은 변압기 및 모터에서 부하가 증가할 때 전압이 떨어지는 원인은 무엇입니까
변압기와 모터와 같은 모터의 부하가 증가할 때, 전압 강하(전압 강하)는 일반적으로 여러 이유로 발생합니다:
회로 저항
원인
증가된 전류: 부하가 증가함에 따라 전력선을 통과하는 전류가 증가합니다.
오ーム의 법칙: 오ーム의 법칙(V=IR)에 따르면, 전류가 증가하면 전압 강하도 증가합니다. 여기서
V는 전압 강하,
I는 전류,
R은 전선의 저항입니다.
설명
전력선에는 일정한 저항이 있기 때문에, 전류가 전선을 통과할 때 전압 강하가 발생합니다. 이 전압 강하는 전류와 비례하며, 전선의 저항과도 비례합니다.
부하가 증가할 경우, 전류가 증가하여 전압 강하가 증가하고, 이로 인해 부하 단말의 전압이 감소합니다.
변압기 내부 저항
원인
변압기 내부 저항: 변압기는 자체적으로 일정한 내부 저항(권선 저항 및 누설 반응 포함)을 가지고 있으며, 부하가 증가하면 변압기를 통과하는 전류가 증가하여 변압기 양단에서의 전압 강하가 증가합니다.
설명
변압기의 내부 저항은 전압 강하를 초래하며, 특히 큰 부하의 경우 이 전압 강하는 더 두드러집니다. 부하가 증가하면 변압기는 더 많은 전류를 전송해야 하며, 변압기의 내부 저항으로 인해 전압 강하가 발생하여 부하 단말의 전압이 감소합니다.
모터 시작
원인
시작 전류: 모터는 시작 순간에 대량의 전류를 소비하며, 이를 시작 전류라고 합니다.
시작 전류가 전압 강하를 초래: 시작 전류는 모터가 정상적으로 작동할 때보다 훨씬 크므로, 시작 순간에 전압 강하가 더 유의미하게 나타납니다.
설명
모터가 시작될 때, 토크가 정지 마찰력을 극복해야 하므로, 큰 시작 전류가 필요합니다.
이 더 큰 시작 전류는 전력선과 변압기에서 더 큰 전압 강하를 초래하여 전압이 떨어집니다.
시스템 안정성
원인
불충분한 시스템 용량: 전체 시스템 용량이 갑작스럽게 증가하는 부하를 처리하기에 충분하지 않으면, 전압이 떨어집니다.
불충분한 조절 용량: 시스템이 전압 안정성을 유지하기 위한 충분한 조절 용량을 갖추고 있지 않으면, 부하가 증가하면서 전압이 떨어집니다.
설명
그리드 시스템에서, 전체 용량이 모든 부하가 동시에 작동하는 것을 지원하기에 충분하지 않다면, 부하가 증가할 때 시스템은 충분한 전압을 제공할 수 없습니다.
또한, 시스템의 조절 용량이 충분하지 않으면, 예를 들어 충분한 무효전력 보상 장치가 없어서 전압 조절 용량이 제한되어, 부하가 증가할 때 전압이 감소합니다.
무효전력
원인
증가한 무효전력 요구: 부하가 증가할 때, 특히 유도 모터 부하의 경우, 무효전력 요구도 증가합니다.
무효전력이 전압 강하를 초래: 무효전력도 전송 중에 전압 강하를 초래합니다.
설명
유도 모터와 같은 장치는 작동할 때 자기장을 형성하기 위해 무효전력을 필요로 하므로, 시스템에서 무효전력 요구가 증가합니다.
무효전력은 전송 중에도 전압 강하를 초래하며, 특히 그리드에서 무효전력 보상이 충분하지 않은 경우, 전압 강하는 더욱 두드러집니다.
시스템 설계
원인
불합리한 설계: 시스템이 부하 증가를 충분히 고려하지 않아 설계되었다면, 전압 강하가 발생할 수 있습니다.
적절하지 않은 장비 선택: 선택한 장비(예: 변압기, 전선 등)의 용량이 충분하지 않으면, 부하가 증가할 때 전압이 떨어집니다.
설명
전기 시스템을 설계할 때, 발생할 수 있는 최대 부하 조건을 고려하고, 시스템이 부하 증가를 처리하기에 충분한 용량과 여유를 확보해야 합니다.
장비가 적절하게 선택되지 않았다면, 예를 들어 전선의 단면적이 너무 작거나 변압기의 용량이 충분하지 않으면, 부하가 증가할 때 전압 강하가 발생합니다.
요약
변압기와 모터와 같은 모터의 부하가 증가할 때, 전압 강하는 주로 회로 저항, 변압기 내부 저항, 모터 시작 전류, 불충분한 시스템 용량, 증가한 무효전력 요구, 불합리한 시스템 설계 등의 요인들의 조합으로 인해 발생합니다. 전압 강하의 영향을 줄이기 위해서는 도체의 단면적을 늘리고, 적절한 용량의 변압기를 선택하며, 시스템을 합리적으로 설계하고 무효전력 보상을 강화하는 등의 조치를 취할 수 있습니다.
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