Vad orsakar spänningsfallet när det finns en ökning av belastningen på elektriska maskiner såsom transformatorer och motorer?

När belastningen på motorer såsom transformatorer och motorer ökar, beror spänningsfallet (voltage drop) vanligtvis på flera orsaker:

Ledningsresistans

Orsak

• Ökad ström: När belastningen ökar, ökar den ström som flyter genom ledningen.

• Ohms lag: Enligt Ohms lag (V=IR) leder en ökning av strömmen till en ökning av spänningsfallet. här

• V är spänningsfallet,

• I står för ström,

• R är resistansen i kabeln

Förklaring

Eftersom det finns en viss resistans i ledningen, produceras ett spänningsfall när strömmen passerar genom kabeln. Detta spänningsfall är proportionellt mot strömmen och resistansen i kabeln.

Vid ökad belastning ökar strömmen, vilket resulterar i ett ökat spänningsfall, vilket minskar spänningen vid belastningens ände.

Transformators interna resistans

Orsak

Transformatorns interna resistans: Transformatorn har en viss intern resistans (inklusive vindningsresistans och läckagereaktans), när belastningen ökar, ökar den ström som passerar genom transformatorn, vilket leder till ett ökat spänningsfall vid båda ändarna av transformatorn.

Förklaring

Transformatorns interna resistans orsakar ett spänningsfall, särskilt under tung belastning, detta spänningsfall blir mer uppenbart.När belastningen ökar måste transformatorn överföra mer ström, och transformatorns interna resistans orsakar ett spänningsfall, vilket minskar spänningen vid belastningens ände.

Motorstart

Orsak

• Startström: Motorn konsumerar en stor mängd ström vid start, vilket kallas startström.

• Startström orsakar spänningsfall: Startströmmen är mycket större än strömmen när motorn fungerar normalt, så spänningsfallet är mer betydande vid start.

Förklaring

När motorn startas behöver den en stor startström eftersom momentet måste övervinna statisk friktion.

Denna större startström skapar ett större spänningsfall i ledningarna och transformatorerna, vilket gör att spänningen sjunker.

Systemstabilitet

Orsak

• Otillräcklig systemkapacitet: Om den totala systemkapaciteten inte räcker för att hantera en plötslig ökning av belastningen, kommer spänningen att sjunka.

• Otillräcklig regleringskapacitet: Om systemet saknar tillräcklig regleringskapacitet för att bibehålla spänningsstabilitet, kommer spänningen att sjunka när belastningen ökar.

Förklaring

I ett nätverkssystem, om den totala kapaciteten inte räcker för att stödja samtidig drift av alla belastningar, kommer systemet inte att kunna erbjuda tillräcklig spänning när belastningen ökar.

Utöver detta, om regleringskapaciteten i systemet är otillräcklig, till exempel om det inte finns tillräckliga reaktiva effektkompensationsenheter, är regleringskapaciteten begränsad, och spänningen kommer att sjunka när belastningen ökar.

Reaktiv effekt

Orsak

• Ökad efterfrågan på reaktiv effekt: När belastningen ökar, särskilt induktionsmotorbelastningen, ökar också efterfrågan på reaktiv effekt.

• Reaktiv effekt orsakar spänningsfall: Reaktiv effekt orsakar också spänningsfall under transmission.

Förklaring

Enheter som induktionsmotorer kräver reaktiv effekt för att etablera magnetiska fält vid drift, vilket leder till ökade krav på reaktiv effekt i systemet.

Reaktiv effekt kommer också att producera spänningsfall under transmission, särskilt vid otillräcklig reaktiv effektkompensation i nätet, blir spänningsfallet mer uppenbar.

Systemdesign

Orsak

• Orationell design: Om systemet inte är utformat för att fullt ut ta hänsyn till ökningen av belastningen, kan det leda till spänningsfall.

• Oegentlig utrustningsval: Om den valda utrustningen (som transformatorer, kabl