Kodėl skirtingose ​​šalyse skiriasi įtampa ir dažnis elektros tinkle

Sovietų Sąjungoje iki septintojo dešimtmečio kintamosios srovės tinklo įtampos efektyvioji vertė buvo 127 voltai. Tais pačiais metais JAV įtampa išėjimo angoje siekė 120 voltų. Vėliau dabartinės įtampos vertės tinkluose bus standartizuotos su pakeitimais, kad būtų sumažintas vario sunaudojimas laidams, nes perduodant tą pačią elektros energiją, kuo mažesnis laidų skerspjūvis, tuo mažesnė srovė, o srovė laiduose bus mažesnė, tuo didesnė įtampa esant perdavimas.

Tačiau šis perėjimas neįvyks iškart. Ekonomiškai, žinoma, elektros energija aukštosios įtampos perdavimu yra pelningesnė, tačiau perjungti į kitą įtampą nacionaliniu mastu jokiu būdu nėra pigu, jau nekalbant apie dabartinių dažnio standartų pakeitimą.

Istoriškai pirmieji JAV elektros tinklai garsaus išradėjui buvo skolingi 110 voltų įtampa Tomas Alva Edisonas. Tai yra jo lemputės su anglies gijomis, kurios buvo skirtos nuolatiniam 100 voltų įtampos tiekimui net iki Nikola Tesla pergalės „Dabartiniame kare“, kuri (pergalė) inžinierių galvoje pamažu buvo tvirtinama nuo 1928 m.

Faktas yra tas, kad tipiška Edisono nuolatinės srovės jėgainių įtampa buvo tik 110 voltų, nes 10 voltų perdavimo metu tiesiog išnyko, nes nemaža dalis perduodamos galios tiesiog išsisklaidydavo laiduose šilumos pavidalu pagal Joule-Lenz įstatymą. Tuo pačiu metu Edisono įmonė net negalvojo atsisakyti savo 110 voltų standarto.

1883 m. Išradęs Nikola Tesla (ir Rusijoje - Michailas Osipovičius Dolivo-Dobrovolskissekdamas Tesla) asinchroninio kintamojo variklio, prasidėjo platus Europos žemyno elektrifikavimas, kai kaitrinės lempos turėjo metalinę giją, o tokios lempos įtampą reikėjo padvigubinti - 220 voltų, kurią iš pradžių buvo galima gauti lygiagrečiai sujungiant dvi 110 voltų linijas, o tai buvo ekonomiškai nenaudinga. .

Taigi Berlyne iškart atsirado 220 voltų kintamos srovės, kai tik miestas pradėjo plačiai elektrifikuotis, o energijos nuostoliai perdavimo metu sumažėjo keturis kartus. Jie nepradėjo toliau didinti įtampos, nes tai nebus saugu žmonėms.

Jungtinėse Amerikos Valstijose TN-C-S yra standartinė elektros energijos tiekimo sistema. TN-C-S sistemoje transformatorių pastotė turi tiesioginį laidžių dalių sujungimą su žeme ir sandariai įžemintą neutralę. Sužinokite daugiau apie tai čia - Pastatų TN-C ir TN-C-S įžeminimo sistemų veikimo principai.

Norint užtikrinti ryšį transformatorinės pastotės vietoje - įėjime į pastatą, naudojamas kombinuotas nulinis darbinis (N) ir apsauginis laidininkas (PE), priimantis žymėjimą PEN. Vienfazis įtampa dabar yra 120/240 voltų, ją teikia žemyn nukreiptas transformatorius su įžemintu centriniu gnybtu.

Šiuo metu Jungtinėse Valstijose visuotinai priimtas kintamos srovės dažnis yra 60 Hz, o tai teoriškai leidžia transformatoriams ir varikliams išleisti mažiau vario ir geležies, nei reikėtų 50 Hz dažniui.

Tačiau kalbant apie vidutinę reikšmę, artimą istorinei 110 voltų vertei, JAV tai greičiausiai išliko kaip duoklė Edisonui, jo šlovės metu buvo pastatyta per daug 110 voltų elektros linijų. Kita vertus, 110 voltų yra saugesnis žmonėms nei 220 voltų. Kas nėra pliusas JAV naudai?

Palyginti su JAV, Europoje ir Rusijoje, plačiai įdiegus kintamos srovės tinklus, standartiniai 220 voltų pasirodė iškart. Po karo SSRS transformatoriai visoje šalyje buvo pakeisti naujais, jie iškart buvo sumontuoti su 220 voltų išėjimo įtampa vietoje buvusio 110–127 voltų.SSRS, vokiečių mokslininkai, kurie dalyvavo šalies elektrifikavime, turėjo ranką renkantis standartinę įtampą.

Ir taip nutiko „220 voltų su 50 Hz dažniu“ Sovietų Sąjungoje, o vėliau Rusijoje ir NVS šalyse. Šiandien Europoje standartinė įtampa yra 230 voltų 50 Hz, Rusijoje ji iš tikrųjų yra tokia pati, tačiau oficialiai ši vertė Rusijai buvo sureguliuota po 90-ųjų metų tokiu dokumentu - GOST 29322-2014.

Taip pat žiūrėkite mūsų svetainėje: Kodėl elektros energijos pramonėje pasirinktas 50 Hz dažnio standartas