Por que o valor da tensão residencial é maior durante a noite?

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Eu tenho monitorado a tensão em minha própria casa (México 120V 60Hz). Eu tenho representado graficamente os valores a cada minuto e estou começando a perceber que durante a manhã a voltagem chega a 127 e durante o dia (16:00) pode chegar a 118V - por que isso acontece?

O efeito é bastante semelhante a quando ligo o microondas por curtos períodos, no entanto, essas variações de 118V a 127V ocorrem lentamente durante as 24 horas do dia.

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— GoatZero
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Alguém me explicou que é como quando a pressão da água cai quando muitas torneiras são abertas (talvez durante o dia) e tudo bem com apenas algumas torneiras sendo executadas (à noite). Fez sentido.

— Sohail

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Essa pergunta me lembra o caso da rede elétrica no Reino Unido, onde as operadoras assistem TV para detectar quando um programa de TV popular é veiculado e donas de casa em todo o país ativamente coletam suas chaleiras elétricas: youtube.com/watch?v=UTM2Ck6XWHg

— slebetman

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Como observação lateral, se o funcionamento do micro-ondas resultar em perda significativa de tensão - por exemplo, talvez menos de 105 V, durante todo o tempo em que estiver funcionando -, verifique as partes externas do seu serviço elétrico quanto a danos causados por roedores. Ocasionalmente, no sul do Texas, temos um problema com os esquilos mastigando a linha neutra, criando uma conexão de alta resistência.

— quer

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TL, DR; O que você está vendo é principalmente o resultado do compartilhamento de queda de carga reativa, com quedas de tensão de carga secundárias nos transformadores e linhas.

Quando os geradores operam em paralelo, como fazem para fornecer redes nacionais, existem dois mecanismos em jogo que passam despercebidos pela população local.

Talvez o mais crítico seja o compartilhamento de carga rápida. Na verdade, é bastante inteligente e bastante simples - todo gerador em paralelo é programado para ter a mesma desaceleração previsível, sem carga para carga máxima. Dessa forma, se algo grande começar na grade, todos os geradores respondem aproximadamente igualmente, compartilhando a carga na proporção de suas classificações de carga total.

Há um pouco mais disso, é claro. Em uma grande rede, alguns geradores, como usinas nucleares, serão estações de carga base e dificilmente responderão a essas mudanças. No outro extremo, estão as estações de pico, como as turbinas a gás natural, que podem reagir facilmente muito rapidamente a mudanças realmente grandes no carregamento da rede. Esse tipo de configuração faz o melhor uso dos dois recursos.

Mas esse truque de regulação de velocidade não ajuda no carregamento reativo . Em resumo, para aqueles não iniciados, a carga reativa consiste essencialmente naquelas trocas de corrente entre cargas capacitivas e indutivas que não resultam no fornecimento de energia real.

Mas podemos usar um truque semelhante usando um regulador de queda de tensão na saída de todos os geradores da rede. Do sem carga ao de carga total, cada gerador terá aproximadamente a mesma queda na tensão de saída. As pessoas vivem e trabalham em ciclos diários e, como um monte de cargas indutivas acionadas por motor são iniciadas, a tensão da rede diminui um pouco para manter as coisas equilibradas. Isso geralmente bate mais forte no início da noite, com um aumento visível na hora do café da manhã (geralmente).

Esses dois sistemas trabalham em conjunto para garantir que nenhuma unidade no sistema absorva uma quantidade de carga real ou reativa que ele não possa suportar (pelo menos até que algo realmente inesperado aconteça). Obviamente, ocorrem perdas adicionais em etapas entre você e a rede, mas não posso fornecer proporções exatas sem informações detalhadas do equipamento.

— Sean Boddy
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a queda de tensão ocorre devido ao aumento da corrente - ela não precisa ser reativa - a carga resistiva também funciona. Não acontece 'para manter as coisas equilibradas' - é apenas a lei de Ohm. Não acho que os geradores sejam programados como você descreve. Os geradores permanecem sincronizados porque estão todos na mesma grade e a frequência cai devido ao carregamento (o mesmo que as rotações no seu carro quando a carga aumenta). Você pode aumentar a potência de entrada para compensar, mas em algum momento os geradores não precisam mais fornecer e os operadores deixam a frequência cair um pouco.

— Transistor

@ transistor, eu sei que os geradores têm essa característica queda de tensão, porque eu a vi em ação e a manipulei. A alteração dos pontos de ajuste da regulação de tensão nos geradores em paralelo resulta em uma mudança na potência aparente, sem alteração na carga real devido ao deslocamento da carga reativa, e isso é tratado com um recurso de queda de tensão. Todas as estações da linha tentam equilibrar a carga reativa porque não são pagas pelo fornecimento de KVAR, apenas KW.

— quer

Obrigado pelo feedback. Isso gerou algumas pesquisas e eu achei um excelente artigo em esrdc.mit.edu/library/ESRDC_library/VR_parallel.pdf .

— Transistor #

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Geralmente, o seu utilitário de energia tenta gerar a tensão constante. A rede de distribuição de energia de linhas e transformadores terá alguma resistência e isso causará queda de tensão ao longo da rede. A queda de tensão será proporcional à corrente consumida e isso varia ao longo do dia. A partir do seu monitoramento de tensão, você poderá determinar períodos de alto uso em sua localidade. (Isso não será tão fácil se a empresa de serviços públicos ligar e desligar os geradores no horário de pico.)

A outra coisa que pode acontecer é que a frequência da rede pode cair ligeiramente de 60 Hz (na sua área) durante o pico de carregamento. Se isso ocorrer, a empresa de serviços públicos terá que correr um pouco mais rápido que 60 Hz durante períodos de pouca carga para compensar isso, caso contrário, qualquer relógio alimentado por rede perderá tempo. Ou seja, eles rastrearão a frequência da rede e perderão e ganharão tempo durante o dia, mas, em média, mantêm sua precisão.

— Transistor
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Atualmente, os relógios que dependem da frequência da rede são raros o suficiente para que muitos utilitários não se preocupem mais diretamente com a correção de erros de tempo (mantendo a frequência média precisamente em 60). Eles geralmente se concentram mais em estatísticas como ACE (erro de controle de área) que indicam se estão gerando as quantidades de energia que concordaram em produzir.

— Carl Kevinson

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Provavelmente, sua empresa não regula perfeitamente a tensão. A tensão é de 120 V nominal ; na prática, os dispositivos seriam projetados para tolerar uma faixa de 110-130 V ou mais. Se você estiver perto de uma grande carga industrial (fábrica), isso pode explicar algumas das variações. Algumas usinas são mais fáceis de regular do que outras.

Existem efeitos que causam uma queda de tensão local em sua própria casa, mas as variações que você vê são maiores do que isso produziria, a menos que você tenha sérios problemas de fiação.

— jbarlow
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O maior componente em uma área residencial provavelmente é o ar condicionado. Faz frio de manhã e quente à tarde, e todos estão chegando em casa do trabalho.

— Austin

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A resposta mais simples é que a demanda de energia é menor quando as pessoas estão dormindo. Menos demanda de energia significa menos demanda atual. Menos demanda atual causa menos perda de transmissão, isso permite que a tensão suba mais alto (em direção ao seu valor "sem carga").

— Guill
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