Kategorie: Vybrané články » Zajímavá fakta
Počet zobrazení: 81420
Komentáře k článku: 14
Proč je v elektroenergetice zvolen frekvenční standard 50 Hz
Proč byly dodnes v energetickém průmyslu pro přenos a distribuci elektřiny vybrány a nadále akceptovány frekvence 50 a 60 Hz? Už jste o tom někdy přemýšleli? Ale to není vůbec náhoda.
V zemích Evropy a SNS je přijata norma 220-240 voltů 50 Hz, v severoamerických zemích a USA - 110-120 voltů 60 Hz a v Brazílii 120, 127 a 220 voltů 60 Hz. Mimochodem, přímo v USA se občas může na výstupu objevit 57 nebo 54 Hz. Odkud tato čísla pocházejí?
Podívejme se na příběh, abychom pochopili toto téma. V druhé polovině 19. století vědci z mnoha zemí světa aktivně studovali elektřinu a hledali pro ni praktické aplikace. Thomas Edison vynalezl svou první žárovku, čímž zavedl elektrické osvětlení. Byly postaveny první stejnosměrné elektrárny. Začátek elektrifikace v USA.
První lampy byly obloukem, zářily elektrickým výbojem, který hořel pod širým nebem, zapálený mezi dvěma uhlíkovými elektrodami. Experti té doby rychle zjistili, že oblouk se stal stabilnějším při 45 voltech, avšak pro bezpečné zapálení byl sériově zapojen odporový předřadník s lampou, na kterou během provozu lampy kleslo asi 20 voltů.
Takže po dlouhou dobu bylo aplikováno konstantní napětí 65 voltů. Poté byla zvýšena na 110 voltů, takže dvě obloukové lampy mohly být připojeny k síti současně.
Edison byl fanatickým zastáncem stejnosměrných systémů a Edisonovy DC generátory zpočátku pracovaly takhle a dodávaly 110 V DC spotřebitelským sítím.
Technologie DC Edison však byla velmi, velmi nákladná, ekonomicky nerentabilní: bylo nutné položit spoustu silných drátů a přenos z elektrárny ke spotřebiteli nepřekročil vzdálenost několika set metrů, protože přenosové ztráty byly obrovské.
Později byl zaveden třívodičový 220 voltový stejnosměrný systém (dvě paralelní vedení po 110 voltech), ale situace týkající se účinnosti takového přenosu se výrazně nezlepšila.
Později Nikola Tesla Vyvinul své vlastní, zcela inovativní alternátory a zavedl nákladově efektivní systém pro přenos elektřiny při vysokém napětí několik tisíc voltů a elektřinu bylo možné přenášet tisíce metrů, přenosové ztráty se desetkrát snížily. Edisonův přímý proud nemohl obstát v konkurenci s Teslovým střídavým proudem.
Transformátory na železe snížily vysoké napětí na 127 voltů v každé ze tří fází a dodávaly jej spotřebiteli ve formě střídavého proudu. Během provozu alternátorů poháněných parou nebo padající vodou se jejich rotory otáčely s frekvencí 3000 ot / min a ještě více.
To umožnilo lampám neblikat, asynchronní motory fungovaly normálně, vydržely jmenovité rychlosti, a transformátory přeměňovaly elektřinu, zvyšovaly a snižovaly napětí.
Mezitím v SSSR zůstalo napětí sítí až do 60. let na úrovni 127 voltů, poté se s růstem výrobních kapacit zvýšilo na 220 voltů, které jsou nám dnes známy.
Dolivo-Dobrovolsky, jako Tesla, který studoval možnosti střídavého proudu, navrhl použití sinusového proudu pro přenos elektrické energie a navrhl nastavit frekvenci v rozsahu od 30 do 40 Hz. Později konvergovali na 50 hertzů v SSSR a na 60 hertzů v USA. Tyto frekvence byly optimální pro střídavé zařízení, které fungovalo v mnoha továrnách.
Frekvence rotace bipolárního alternátoru je 3000 nebo maximálně 3600 otáček za minutu a během generování dává pouze frekvence 50 a 60 Hz. Pro normální provoz alternátoru by měla být frekvence alespoň 50-60 Hz. Průmyslové transformátory snadno převádějí střídavý proud dané frekvence.
Dnes je v zásadě možné zvýšit frekvenci přenosu elektrické energie na mnoho kilohertz, a tak ušetřit na materiálech vodičů v přenosových vedeních, infrastruktura však zůstává přizpůsobena specificky na proudovou frekvenci 50 Hz, původně byla navržena po celém světě, generátory v jaderných elektrárnách rotují se stejným při rychlosti 3 000 ot / min mají stále stejný pól. Proto je úprava systémů výroby energie, přenosu a distribuce věcí vzdálené budoucnosti. To je důvod, proč 220 voltů 50 hertzů zatím zůstává naším standardem.
Viz také na bgv.electricianexp.com
: