Kategorie: Polecane artykuły » Ciekawe fakty
Liczba wyświetleń: 81420
Komentarze do artykułu: 14
Dlaczego w branży elektroenergetycznej wybrano standard częstotliwości 50 herców
Dlaczego do dziś w branży energetycznej do przesyłania i dystrybucji energii elektrycznej wszędzie wybrano częstotliwości 50 i 60 Hz i nadal są one akceptowane? Czy kiedykolwiek myślałeś o tym? Ale to wcale nie jest przypadkowe.
W krajach Europy i WNP przyjmuje się standard 220–240 woltów o wartości 50 herców, w krajach Ameryki Północnej i USA - 110–120 woltów o częstotliwości 60 Hz, aw Brazylii - 120, 127 i 220 woltów o częstotliwości 60 Hz. Nawiasem mówiąc, bezpośrednio w USA, czasami powiedzmy, 57 lub 54 Hz, czasami mogą pojawić się w gniazdku. Skąd pochodzą te liczby?
Przejdźmy do historii, aby zrozumieć ten temat. W drugiej połowie XIX wieku naukowcy z wielu krajów świata aktywnie badali elektryczność i szukali jej praktycznych zastosowań. Thomas Edison wynalazł swoją pierwszą żarówkę, wprowadzając w ten sposób oświetlenie elektryczne. Powstały pierwsze elektrownie prądu stałego. Początek elektryfikacji w USA.
Pierwsze lampy były łukowe, jarzyły się wyładowaniem elektrycznym płonącym na wolnym powietrzu, zapalane między dwiema elektrodami węglowymi. Eksperci tego czasu szybko ustalili, że łuk stał się bardziej stabilny przy 45 woltach, jednak dla bezpiecznego zapłonu szeregowo połączono statecznik rezystancyjny z lampą, na który spadło około 20 woltów podczas pracy lampy.
Tak więc przez długi czas stosowano stałe napięcie 65 woltów. Następnie zwiększono ją do 110 woltów, aby dwie lampy łukowe mogły być jednocześnie podłączone do sieci.
Edison był fanatycznym zwolennikiem systemów prądu stałego, a generatory prądu stałego Edisona początkowo działały w ten sposób, dostarczając 110 woltów prądu stałego do sieci konsumenckich.
Ale technologia prądu stałego Edisona była bardzo, bardzo kosztowna, ekonomicznie nieopłacalna: konieczne było ułożenie wielu grubych drutów, a transmisja z elektrowni do konsumenta nie przekraczała odległości kilkuset metrów, ponieważ straty transmisji były ogromne.
Później wprowadzono trójprzewodowy 220-woltowy system prądu stałego (dwie równoległe linie po 110 woltów każda), ale sytuacja dotycząca wydajności takiej transmisji nie uległa znaczącej poprawie.
Później Nikola Tesla Opracował własne, całkowicie innowacyjne alternatory i wprowadził opłacalny system do przesyłu energii elektrycznej przy wysokich napięciach kilku tysięcy woltów, a prąd mógł być przesyłany tysiące metrów, a straty przesyłowe zmniejszane dziesiątki razy. Prąd stały Edisona nie wytrzymał konkurencji z prądem przemiennym Tesli.
Transformatory na żelazie obniżyły wysokie napięcie do 127 woltów w każdej z trzech faz, dostarczając je konsumentowi w postaci prądu przemiennego. Podczas pracy alternatorów napędzanych parą lub spadającą wodą ich wirniki obracały się z częstotliwością 3000 obr / min, a nawet więcej.
Dzięki temu lampy nie migały, silniki asynchroniczne działały normalnie, wytrzymując prędkość znamionową, a transformatory przetwarzały energię elektryczną, zwiększały i zmniejszały napięcie.
Tymczasem w ZSRR napięcie sieci do lat 60. pozostawało na poziomie 127 woltów, a następnie wraz ze wzrostem mocy produkcyjnych wzrosło do 220 woltów, które są nam obecnie znane.
Dolivo-Dobrovolsky, podobnie jak Tesla, który badał możliwości prądu przemiennego, zasugerował użycie prądu sinusoidalnego do przesyłu energii elektrycznej i zaproponował ustawienie częstotliwości w zakresie od 30 do 40 herców. Później zbliżyli się do 50 herców w ZSRR i 60 herców w USA. Częstotliwości te były optymalne dla urządzeń prądu przemiennego, które działały w wielu fabrykach.
Częstotliwość rotacji bipolarnego alternatora wynosi 3000 lub maksymalnie 3600 obrotów na minutę i daje tylko częstotliwości 50 i 60 Hz podczas generowania. W celu normalnej pracy alternatora częstotliwość powinna wynosić co najmniej 50–60 Hz. Transformatory przemysłowe z łatwością przetwarzają prąd przemienny o danej częstotliwości.
Dziś w zasadzie możliwe jest zwiększenie częstotliwości przesyłania energii elektrycznej do wielu kiloherców, a tym samym oszczędność materiałów na przewodach w liniach przesyłowych energii, jednak infrastruktura pozostaje dostosowana specjalnie do częstotliwości prądu 50 Hz, została tak zaprojektowana początkowo na całym świecie, generatory w elektrowniach jądrowych obracają się z tym samym przy prędkości 3000 obr./min nadal mają tę samą parę biegunów. Dlatego modyfikacja systemów wytwarzania, przesyłu i dystrybucji energii jest kwestią odległej przyszłości. Właśnie dlatego 220 woltów o wartości 50 herców pozostaje dotychczas naszym standardem.
Zobacz także na bgv.electricianexp.com
: