kategorije: Izdvojeni članci » Zanimljive činjenice
Broj pregledavanja: 81420
Komentari na članak: 14
Zašto je standard frekvencije 50 hertza izabran u industriji električne energije
Zašto se do danas u energetskoj industriji za prijenos i distribuciju električne energije odabrane frekvencije od 50 i 60 Hz i dalje prihvaćaju? Jeste li ikad razmišljali o tome? Ali to uopće nije slučajno.
U zemljama Europe i ZND usvojen je standardni 220-240 volti 50 herza, u sjevernoameričkim zemljama i u SAD-u - 110-120 volti 60 Hz, a u Brazilu 120, 127 i 220 volti 60 Hz. Usput, izravno u SAD-u u utičnici se ponekad može ispostaviti, recimo, 57 ili 54 Hz. Odakle dolaze ovi brojevi?
Okrenimo se priči da bismo razumjeli ovu temu. U drugoj polovici 19. stoljeća, znanstvenici iz mnogih zemalja svijeta aktivno su proučavali električnu energiju i tražili praktične aplikacije za to. Thomas Edison izumio je svoju prvu žarulju i tako predstavio električnu rasvjetu. Izgrađene su prve istosmjerne elektrane. Početak elektrifikacije u SAD-u.
Prve su svjetiljke bile lučne, svijetlile su električnim pražnjenjem koji je gorio na otvorenom, zapalio se između dvije ugljične elektrode. Tadašnji eksperimenti su brzo utvrdili da je luk postao stabilniji, ali je za sigurno paljenje serijski s lampom spojen otpornički balast, na koji je tijekom rada lampe palo oko 20 V.
Dakle, dugo vremena primjenjivan je konstantni napon od 65 volti. Tada je povećan na 110 volti, tako da se dvije lučne žarulje mogu istovremeno povezati na mrežu.
Edison je bio fanatičan pobornik istosmjernih sustava, a Edisonovi istosmjerni generatori u početku su radili na taj način, opskrbljujući mreže od 110 volti DC potrošačkim mrežama.
Ali Edisonova DC tehnologija bila je vrlo, vrlo skupa, ekonomski neisplativa: bilo je potrebno položiti puno debelih žica, a prijenos od elektrane do potrošača nije prelazio udaljenost od nekoliko stotina metara, budući da su gubici u prijenosu bili ogromni.
Kasnije je uveden trožični 220-voltni istosmjerni sustav (dvije paralelne linije snage 110 volti), ali situacija u pogledu učinkovitosti takvog prijenosa nije se značajno poboljšala.
kasnije Nikola Tesla Razvio je vlastite, potpuno inovativne alternatore i uveo isplativ sustav za prijenos električne energije visokih napona od nekoliko tisuća volti, a električna energija mogla se prenositi tisućama metara, a gubici u prijenosu smanjili su se u desetinama puta. Edisonova istosmjerna struja nije mogla podnijeti konkurenciju Teslinoj izmjeničnoj struji.
Transformatori na željezu snizili su visoki napon na 127 volti u svakoj od tri faze, opskrbljujući ga potrošačem u obliku izmjenične struje. Tijekom rada alternatora, pokretanih parom ili padajućom vodom, njihovi su se rotori rotirali s frekvencijom od 3000 o / min i još više.
To je omogućilo da žarulje ne trepere, asinhroni motori rade normalno, izdržavajući nazivne brzine, a transformatori pretvaraju električnu energiju, povećavaju i smanjuju napon.
U međuvremenu, u SSSR-u je napon mreža do 60-ih ostao na razini od 127 volti, zatim je s porastom proizvodnih kapaciteta porastao na 220 volti, koji su nam sada poznati.
Dolivo-Dobrovolsky, poput Tesle, koji je proučavao mogućnosti izmjenične struje, predložio je korištenje sinusne struje za prijenos električne energije i predložio postavljanje frekvencije u rasponu od 30 do 40 herca. Kasnije su se konvertirali na 50 hertza u SSSR-u i na 60 hertza u SAD-u. Te su frekvencije bile optimalne za izmjeničnu opremu koja je radila u mnogim tvornicama.
Frekvencija rotacije bipolarnog alternatora je 3000 ili maksimalno 3600 okretaja u minuti, a tijekom generacije daje samo frekvencije od 50 i 60 Hz. Za normalan rad alternatora frekvencija bi trebala biti najmanje 50-60 Hz. Industrijski transformatori lako pretvaraju izmjeničnu struju određene frekvencije.
Danas je u principu moguće povećati frekvenciju prijenosa električne energije na mnogo kiloherca i tako uštedjeti na materijalima provodnika u dalekovodima, međutim, infrastruktura ostaje prilagođena posebno za struju od 50 Hz, ona je dizajnirana tako da je u početku diljem svijeta generatori u nuklearnim elektranama rotirali istim pri brzini od 3000 o / min i dalje imaju isti par polova. Stoga je modifikacija sustava za proizvodnju, prijenos i distribuciju električne energije stvar daleke budućnosti. Zato 220 volti od 50 hektara do sada ostaje naš standard.
Pogledajte također na elektrohomepro.com
: