Perché il valore della tensione domestica è più alto durante la notte?

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Ho monitorato la tensione nella mia casa (Messico 120 V 60 Hz). Ho rappresentato graficamente i valori ogni minuto e sto iniziando a notare che durante la mattina la tensione sale a 127 e durante il giorno (16:00) può scendere a 118 V: perché succede?

L'effetto è abbastanza simile a quando accendo il microonde per brevi periodi, tuttavia queste variazioni da 118 V a 127 V si verificano lentamente durante le 24 ore del giorno.

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— GoatZero
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Qualcuno mi ha spiegato che è come quando la pressione dell'acqua scende quando vengono attivati troppi rubinetti (di giorno forse) ed è ok con solo pochi rubinetti attivi (di notte). Aveva senso.

— Sohail,

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Questa domanda mi ricorda il caso della rete elettrica nel Regno Unito in cui gli operatori guardano la TV per rilevare quando un popolare programma TV va alla pubblicità e le casalinghe di tutto il paese accendono collettivamente i loro bollitori elettrici: youtube.com/watch?v=UTM2Ck6XWHg

— Slebetman,

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Come nota a margine, se il funzionamento del forno a microonde comporta una perdita di tensione significativa - ad esempio, forse inferiore a 105 V, per tutto il tempo in cui è in funzione - si consiglia di controllare le parti esterne del servizio elettrico per danni ai roditori. Nel Texas meridionale abbiamo occasionalmente un problema con gli scoiattoli che masticano sulla linea neutra, creando una connessione ad alta resistenza.

— Sean Boddy,

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TL, DR; Quello che stai vedendo è principalmente il risultato della condivisione di caduta del carico reattivo, con cadute di tensione di carico secondarie nei trasformatori e nelle linee.

Quando i generatori funzionano in parallelo come fanno per fornire reti nazionali, ci sono due meccanismi in gioco che passano in gran parte inosservati dalla popolazione locale.

Forse il più critico è la condivisione del carico a caduta rapida. In realtà è piuttosto intelligente e abbastanza semplice: ogni generatore in parallelo è programmato per avere lo stesso, prevedibile rallentamento da nessun carico a pieno carico. In questo modo se qualcosa di grande inizia sulla griglia, tutti i generatori rispondono approssimativamente allo stesso modo, condividendo il carico in proporzione alle loro capacità di carico complete.

C'è un po 'di più in questo, ovviamente. Su una grande griglia, alcuni generatori come le centrali nucleari saranno stazioni di carico base e difficilmente risponderanno affatto a questi cambiamenti. All'altro estremo ci sono stazioni di picco come le turbine a gas naturale, che possono facilmente reagire molto rapidamente a cambiamenti veramente grandi nel caricamento della griglia. Questo tipo di installazione utilizza al meglio entrambe le risorse.

Ma questo trucco di regolazione della velocità non aiuta con il caricamento reattivo . In breve, per quelli non iniziati, il carico reattivo consiste essenzialmente in quegli scambi avanti e indietro di corrente tra carichi capacitivi e induttivi che non determinano la fornitura di energia reale.

Ma possiamo usare un trucco simile usando un regolatore di caduta di tensione sull'uscita di ogni generatore sulla griglia. Da nessun carico a pieno carico, ogni generatore avrà all'incirca lo stesso calo della tensione di uscita. Le persone vivono e lavorano in cicli quotidiani e, man mano che si avvia un insieme di carichi induttivi a motore, la tensione di rete scende un po 'per mantenere le cose in equilibrio. Questo di solito colpisce più duramente la prima sera, con un evidente urto all'ora di colazione (di solito).

Questi due sistemi lavorano in sinergia per garantire che nessuna singola unità sul sistema assorba mai una quantità di carico reale o reattivo che non è in grado di gestire (almeno fino a quando non è successo qualcosa di veramente imprevisto). Naturalmente, si verificano ulteriori perdite nei passaggi tra te e la rete, ma non posso darti proporzioni esatte senza informazioni dettagliate sull'apparecchiatura.

— Sean Boddy
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la caduta di tensione è dovuta all'aumento della corrente - non deve essere reattivo - lo farà anche il carico resistivo. Non succede "per mantenere le cose in equilibrio" - è solo la legge di Ohm. Non penso che i generatori siano programmati come descrivi. I generatori rimangono sincronizzati perché sono tutti sulla stessa griglia e cadono di frequenza a causa del caricamento (lo stesso che i giri diminuiscono nella tua auto quando il carico aumenta). È possibile aumentare la potenza in ingresso per compensare, ma a un certo punto i generatori non hanno più da dare e gli operatori lasciano diminuire leggermente la frequenza.

— Transistor

@transistor, so per certo che i generatori hanno questa caratteristica caduta di tensione, perché l'ho visto in azione e l'ho manipolato. La modifica dei setpoint di regolazione della tensione sui generatori in parallelo comporta una variazione della potenza apparente senza alcuna variazione del carico reale dovuta allo spostamento del carico reattivo, e questo viene gestito con una funzione di caduta di tensione. Le stazioni sulla linea cercano tutte di bilanciare il carico reattivo perché non vengono pagate per la fornitura di KVAR, ma solo KW.

— Sean Boddy,

Grazie per il feedback. Mi ha portato alcune ricerche e ho trovato un eccellente articolo su esrdc.mit.edu/library/ESRDC_library/VR_parallel.pdf .

— Transistor

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La tua utility di alimentazione generalmente cerca di generare a tensione costante. La rete di distribuzione dell'alimentazione di linee elettriche e trasformatori avrà una certa resistenza e questo causerà una caduta di tensione lungo la rete. La caduta di tensione sarà proporzionale alla corrente assorbita e questo varia durante il giorno. Dal tuo monitoraggio della tensione dovresti essere in grado di determinare i periodi di elevato utilizzo nella tua località. (Questo non potrebbe essere così facile se la società di servizi accende e spegne i generatori di punta.)

L'altra cosa che può accadere è che la frequenza di rete potrebbe scendere leggermente da 60 Hz (nella propria area) durante il caricamento di picco. In questo caso, la società di servizi pubblici deve correre leggermente più veloce di 60 Hz durante i periodi di carico leggero per compensare ciò, altrimenti eventuali orologi alimentati a rete perderanno tempo. Cioè, seguiranno la frequenza di rete, perderanno e guadagneranno tempo durante il giorno, ma in media manterranno la loro precisione.

— Transistor
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Gli orologi che si basano sulla frequenza di rete sono abbastanza rari al giorno d'oggi che molte utility non si preoccupano più direttamente della correzione degli errori di tempo (mantenendo la frequenza media esattamente a 60). Di solito si concentrano maggiormente su statistiche come ACE (Area Control Error) che indicano se stanno generando le quantità di energia che hanno accettato di produrre.

— Carl Kevinson,

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Molto probabilmente la tua utility non regola perfettamente la tensione. La tensione è di 120 V nominali ; in pratica i dispositivi sarebbero progettati per tollerare un intervallo di 110-130 V o più. Se ti capita di essere vicino a un grande carico industriale (fabbrica) che potrebbe spiegare alcune delle variazioni. Alcune centrali elettriche sono più facili da regolare rispetto ad altre.

Ci sono effetti che causano una caduta di tensione locale all'interno della propria casa, ma le variazioni che si vedono sono maggiori di quelle che produrrebbe se non avessi seri problemi di cablaggio.

— jbarlow
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Il componente più grande in una zona residenziale è probabilmente l'aria condizionata. Fa freddo al mattino e fa caldo al pomeriggio, inoltre tutti tornano a casa dal lavoro.

— Austin,

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La risposta più semplice è che la richiesta di energia è inferiore quando le persone dormono. Meno richiesta di energia significa meno domanda corrente. Una minore richiesta di corrente provoca minori perdite di trasmissione, ciò consente alla tensione di aumentare (verso il suo valore "senza carico").

— Guill
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