O que causa a queda de tensão quando há um aumento de carga em máquinas elétricas como transformadores e motores?

Quando a carga em motores, como transformadores e motores, aumenta, a queda de tensão (voltage drop) geralmente é devida a várias razões:

Resistência da linha

Razão

• Aumento da corrente: Conforme a carga aumenta, a corrente que flui pela linha de energia aumenta.

• Lei de Ohm: De acordo com a Lei de Ohm (V=IR), um aumento na corrente leva a um aumento na queda de tensão. aqui

• V é a queda de tensão,

• I é para corrente,

• R é a resistência do fio

Explicação

Porque há uma certa resistência na linha de energia, quando a corrente passa pelo fio, produz uma queda de tensão. Esta queda de tensão é proporcional à corrente e é proporcional à resistência do fio.

No caso de aumento da carga, a corrente aumenta, resultando em um aumento na queda de tensão, o que diminui a tensão no final da carga.

Resistência interna do transformador

Razão

Resistência interna do transformador: O próprio transformador tem uma certa resistência interna (incluindo resistência de enrolamento e reatância de fuga), quando a carga aumenta, a corrente que flui pelo transformador aumenta, resultando em um aumento na queda de tensão nos dois lados do transformador.

Explicação

A resistência interna do transformador causará uma queda de tensão, especialmente no caso de cargas pesadas, esta queda de tensão será mais evidente. Quando a carga aumenta, o transformador precisa transferir mais corrente, e a resistência interna do transformador causa uma queda de tensão, o que reduz a tensão no final da carga.

Início do motor

Razão

• Corrente de partida: O motor consome uma grande quantidade de corrente no momento da partida, que é chamada de corrente de partida.

• Corrente de partida causa queda de tensão: A corrente de partida é muito maior do que a corrente quando o motor está funcionando normalmente, então a queda de tensão é mais significativa no momento da partida.

Explicação

Quando o motor é iniciado, porque o torque precisa superar a força de atrito estático, é necessário uma grande corrente de partida.

Esta maior corrente de partida cria uma maior queda de tensão nas linhas de energia e transformadores, o que causa a queda de tensão.

Estabilidade do sistema

Razão

• Capacidade insuficiente do sistema: Se a capacidade total do sistema for insuficiente para lidar com um aumento súbito da carga, a tensão cairá.

• Capacidade de regulação insuficiente: Se o sistema não tiver capacidade de regulação suficiente para manter a estabilidade da tensão, a tensão cairá conforme a carga aumenta.

Explicação

Em um sistema de rede, se a capacidade total não for suficiente para suportar a operação simultânea de todas as cargas, o sistema não será capaz de fornecer tensão suficiente quando a carga aumentar.

Além disso, se a capacidade de regulação do sistema for insuficiente, como não houver dispositivos de compensação de potência reativa suficientes, a capacidade de regulação de tensão será limitada, e a tensão diminuirá quando a carga aumentar.

Potência reativa

Razão

• Aumento da demanda de potência reativa: Quando a carga aumenta, especialmente a carga de motor de indução, a demanda de potência reativa também aumenta.

• Potência reativa causa queda de tensão: A potência reativa também causa queda de tensão durante a transmissão.

Explicação

Dispositivos como motores de indução requerem potência reativa para estabelecer campos magnéticos durante a operação, o que leva a um aumento na demanda de potência reativa no sistema.

A potência reativa também produzirá queda de tensão durante a transmissão, especialmente no caso de compensação insuficiente de potência reativa na rede, a queda de tensão será mais evidente.

Projeto do sistema

Razão

• Projeto irracional: Se o sistema não for projetado para considerar plenamente o aumento da carga, pode levar a uma queda de tensão.

• Seleção inadequada de equipamentos: Se a capacidade dos equipamentos selecionados (como transformadores, fios, etc.) for insuficiente, a tensão cairá quando a carga aumentar.

Explicação

Ao projetar sistemas elétricos, é necessário levar em conta as condições de carga máxima que podem ocorrer, e garantir que o sistema tenha capacidade e margem suficientes para lidar com o aumento da carga.

Se os equipamentos não forem adequadamente selecionados, como a seção transversal do fio ser muito pequena ou a capacidade do transformador ser insuficiente, a queda de tensão será causada quando a carga aumentar.

Resumo

Quando a carga de motores, como transformadores e motores, aumenta, a queda de tensão é principalmente devida à combinação de fatores como resistência da linha, resistência interna do transformador, corrente de partida do motor, capacidade insuficiente do sistema, aumento da demanda de potência reativa e projeto irracional do sistema. Para reduzir a influência da queda de tensão, podemos tomar medidas como aumentar a seção transversal do condutor, selecionar transformadores com capacidade apropriada, projetar o sistema de forma racional e fortalecer a compensação de potência reativa.