Что вызывает падение напряжения при увеличении нагрузки на электрические машины такие как трансформаторы и двигатели

Когда нагрузка на устройства, такие как трансформаторы и двигатели, увеличивается, падение напряжения (voltage drop) обычно обусловлено несколькими причинами:

Сопротивление линии

Причина

• Увеличение тока: При увеличении нагрузки ток, проходящий через силовую линию, увеличивается.

• Закон Ома: Согласно закону Ома (V=IR), увеличение тока приводит к увеличению падения напряжения. здесь

• V — это падение напряжения,

• I — это ток,

• R — это сопротивление провода

Объяснение

Поскольку в силовой линии есть определенное сопротивление, когда ток проходит через провод, он создает падение напряжения. Это падение напряжения пропорционально току и сопротивлению провода.

При увеличении нагрузки ток увеличивается, что приводит к увеличению падения напряжения, уменьшая напряжение на стороне нагрузки.

Внутреннее сопротивление трансформатора

Причина

Внутреннее сопротивление трансформатора: сам трансформатор имеет определенное внутреннее сопротивление (включая сопротивление обмоток и рассеяние), при увеличении нагрузки ток, проходящий через трансформатор, увеличивается, что приводит к увеличению падения напряжения на обоих концах трансформатора.

Объяснение

Внутреннее сопротивление трансформатора вызывает падение напряжения, особенно при высокой нагрузке, это падение напряжения будет более заметным.При увеличении нагрузки трансформатор должен передавать больше тока, а внутреннее сопротивление трансформатора вызывает падение напряжения, что снижает напряжение на стороне нагрузки.

Запуск двигателя

Причина

• Ток запуска: Двигатель потребляет большое количество тока в момент запуска, это называется током запуска.

• Ток запуска вызывает падение напряжения: Ток запуска значительно превышает ток при нормальной работе двигателя, поэтому падение напряжения в момент запуска более значительное.

Объяснение

При запуске двигателя, так как необходимо преодолеть статическое трение, требуется большой ток запуска.

Этот больший ток запуска создает большее падение напряжения в силовых линиях и трансформаторах, что приводит к снижению напряжения.

Стабильность системы

Причина

• Недостаточная мощность системы: Если общая мощность системы недостаточна для обработки внезапного увеличения нагрузки, напряжение упадет.

• Недостаточная регулировочная мощность: Если система не имеет достаточной регулировочной мощности для поддержания стабильности напряжения, напряжение упадет при увеличении нагрузки.

Объяснение

В сетевой системе, если общая мощность недостаточна для поддержания одновременной работы всех нагрузок, система не сможет обеспечить достаточное напряжение при увеличении нагрузки.

Кроме того, если регулировочная мощность системы недостаточна, например, из-за отсутствия достаточных устройств компенсации реактивной мощности, способность регулировать напряжение ограничена, и напряжение упадет при увеличении нагрузки.

Реактивная мощность

Причина

• Увеличение спроса на реактивную мощность: При увеличении нагрузки, особенно индукционных двигателей, спрос на реактивную мощность также увеличивается.

• Реактивная мощность вызывает падение напряжения: Реактивная мощность также вызывает падение напряжения при передаче.

Объяснение

Устройства, такие как индукционные двигатели, требуют реактивной мощности для создания магнитных полей при работе, что приводит к увеличению спроса на реактивную мощность в системе.

Реактивная мощность также создает падение напряжения при передаче, особенно при недостаточной компенсации реактивной мощности в сети, падение напряжения будет более заметным.

Проектирование системы

Причина

• Нерациональное проектирование: Если система не спроектирована с учетом увеличения нагрузки, это может привести к падению напряжения.

• Неправильный выбор оборудования: Если выбранное оборудование (например, трансформаторы, провода и т. д.) имеет недостаточную мощность, напряжение упадет при увеличении нагрузки.

Объяснение

При проектировании электрических систем необходимо учитывать максимальные условия нагрузки, которые могут возникнуть, и обеспечить, чтобы система имела достаточную мощность и запас для справления с увеличением нагрузки.

Если оборудование выбрано неправильно, например, сечение провода слишком маленькое или мощность трансформатора недостаточна, это приведет к падению напряжения при увеличении нагрузки.

Итог

Когда нагрузка на устройства, такие как трансформаторы и двигатели, увеличивается, падение напряжения в основном обусловлено комбинацией факторов, таких как сопротивление линии, внутреннее сопротивление трансформатора, ток запуска двигателя, недостаточная мощность системы, увеличение спроса на реактивную мощность и нерациональное проектирование системы. Для снижения влияния падения напряжения можно принять меры, такие как увеличение сечения проводника, выбор трансформатора с подходящей мощностью, рациональное проектирование системы и усиление компенсации реактивной мощности.