Почему домашнее напряжение выше ночью?

20

Я наблюдал за напряжением в моем собственном доме (Мексика, 120 В, 60 Гц). Я строил графики значений каждую минуту, и я начинаю замечать, что утром напряжение достигает 127, а днем ​​(4 часа дня) оно может опускаться до 118 В - почему это происходит?

Эффект очень похож на то, когда я включаю микроволновую печь на короткие периоды, однако эти изменения от 118 В до 127 В происходят медленно в течение 24 часов дня.

введите описание изображения здесь

GoatZero
источник
4
Кто-то объяснил мне, что это похоже на падение давления воды, когда включается слишком много кранов (возможно, днем), и это нормально, когда работает только несколько кранов (ночью). Имело смысл.
Сохаил
2
Этот вопрос напоминает мне случай электросети в Великобритании, где операторы смотрят телевизор, чтобы определить, когда популярное телешоу идет в рекламу, а домохозяйки по всей стране коллективно включают свои электрические чайники: youtube.com/watch?v=UTM2Ck6XWHg
Slebetman
1
В качестве дополнительного примечания: если работа микроволновой печи приводит к значительным потерям напряжения - например, может быть, меньше чем 105 В, за все время ее работы - вы можете проверить внешние части вашей электрической службы на наличие повреждений от грызунов. В Южном Техасе у нас иногда возникают проблемы с тем, что белки жуют нейтральную линию, создавая соединение с высоким сопротивлением.
Шон Бодди

Ответы:

17

TL, DR; То, что вы видите, это, прежде всего, результат распределения реактивной нагрузки с падением напряжения вторичной нагрузки в трансформаторах и линиях.

Когда генераторы работают параллельно, как и они для снабжения национальных энергосистем, действуют два механизма, которые в значительной степени остаются незамеченными местным населением.

Возможно, наиболее критичным является распределение нагрузки по скорости. Это на самом деле довольно умно и довольно просто - каждый параллельный генератор запрограммирован на одинаковое, предсказуемое замедление от отсутствия нагрузки до полной нагрузки. Таким образом, если в сети начинается что-то большое, все генераторы реагируют примерно одинаково, распределяя нагрузку пропорционально их полной нагрузке.

Конечно, есть еще кое-что. На большой сети некоторые генераторы, такие как атомные станции, будут станциями базовой нагрузки и вряд ли будут вообще реагировать на эти изменения. На другом полюсе находятся станции пиков, такие как турбины, работающие на природном газе, которые могут очень быстро реагировать на действительно большие изменения в загрузке энергосистемы. Этот вид настройки наилучшим образом использует оба ресурса.

Но этот прием регулирования скорости не помогает при реактивной нагрузке. Вкратце, для тех, кто не связан, реактивная нагрузка состоит в основном из тех обменов током между емкостными и индуктивными нагрузками, которые не приводят к передаче реальной мощности.

Но мы можем использовать подобный прием, используя регулятор падения напряжения на выходе каждого генератора в сети. От холостого хода до полной нагрузки у каждого генератора будет примерно одинаковое падение выходного напряжения. Люди живут и работают в ежедневных циклах, и когда запускается целая куча индуктивных нагрузок, приводимых в действие двигателем, напряжение в сети немного снижается, чтобы сохранить равновесие. Это обычно бьет сильнее всего ранним вечером, с заметным ударом во время завтрака (обычно).

Эти две системы работают согласованно, чтобы гарантировать, что ни один блок в системе никогда не будет поглощать реальную или реактивную нагрузку, с которой он не может справиться (по крайней мере, до тех пор, пока не произойдет что-то действительно неожиданное). Конечно, дополнительные потери происходят между вами и сеткой, но я не могу дать вам точные пропорции без подробной информации об оборудовании.

Шон Бодди
источник
падение напряжения происходит из-за повышенного тока - он не должен быть реактивным - резистивная нагрузка будет делать это тоже. Не бывает «держать вещи сбалансированными» - это просто закон Ома. Я не думаю, что генераторы запрограммированы, как вы описываете. Генераторы работают синхронно, потому что все они находятся на одной и той же сетке, и частота падает из-за нагрузки (так же, как обороты вашего автомобиля при увеличении нагрузки). Вы можете увеличить входную мощность для компенсации, но в какой-то момент генераторы больше не могут дать, и операторы позволяют частоте немного понизиться.
Транзистор
@transistor, я точно знаю, что генераторы имеют это характерное падение напряжения, потому что я видел его в действии и манипулировал им. Параллельное изменение уставок регулирования напряжения на генераторах приводит к изменению полной мощности без изменения реальной нагрузки из-за смещения реактивной нагрузки, и это обрабатывается с помощью функции понижения напряжения. Станции на линии все пытаются сбалансировать реактивную нагрузку, потому что им не платят за поставку KVAR, только KW.
Шон Бодди
Спасибо за ответ. Это вызвало некоторые исследования, и я нашел отличную статью на esrdc.mit.edu/library/ESRDC_library/VR_parallel.pdf .
Транзистор
6

Ваша энергетическая утилита, как правило, будет пытаться генерировать постоянное напряжение. Распределительная сеть линий электропередач и трансформаторов будет иметь некоторое сопротивление, и это приведет к падению напряжения в сети. Падение напряжения будет пропорционально потребляемому току, и оно меняется в течение дня. Из вашего мониторинга напряжения вы сможете определить периоды интенсивного использования в вашей местности. (Это может быть непросто, если коммунальная компания включает и выключает генераторы пикового времени.)

Еще одна вещь, которая может произойти, это то, что частота сети может немного снизиться с 60 Гц (в вашем регионе) во время пиковой нагрузки. Если это происходит, то коммунальная компания должна работать немного быстрее, чем 60 Гц в периоды небольшой нагрузки, чтобы восполнить это, иначе любые часы с питанием от сети потеряют время. Таким образом, они будут отслеживать частоту сети и терять и выигрывать время в течение дня, но в среднем они сохраняют свою точность.

транзистор
источник
1
Часы, которые полагаются на частоту энергосети, в наши дни достаточно редки, поэтому многие утилиты больше не беспокоят непосредственно о исправлении ошибок времени (поддерживая среднюю частоту ровно 60). Они обычно сосредотачиваются больше на статистике, такой как ACE (Ошибка управления зоной), которая указывает, генерируют ли они количество энергии, которое они согласились произвести.
Карл Кевинсон,
3

Скорее всего, ваша утилита не идеально регулирует напряжение. Напряжение номинальное 120 В ; на практике устройства должны быть рассчитаны на диапазон 110-130 В или более. Если вы оказались рядом с большой промышленной нагрузкой (фабрикой), это может объяснить некоторые изменения. Некоторые электростанции легче регулировать, чем другие.

Существуют эффекты, которые приведут к локальному падению напряжения в вашем собственном доме, но наблюдаемые вами отклонения больше, чем это было бы, если у вас нет серьезных проблем с проводкой.

jbarlow
источник
4
Самым большим компонентом в жилом районе, вероятно, будет кондиционер. Утром прохладно и днем ​​жарко, плюс все возвращаются с работы домой.
Остин
1

Самый простой ответ заключается в том, что потребность в энергии меньше, когда люди спят. Меньшая потребность в энергии означает меньшую текущую потребность. Меньшее потребление тока приводит к меньшим потерям при передаче, что позволяет увеличить напряжение (к значению «без нагрузки»).

Guill
источник