Kategorijas: Piedāvātie raksti » Interesanti fakti
Skatījumu skaits: 81420
Komentāri par rakstu: 14

Kāpēc elektroenerģijas nozarē tiek izvēlēts frekvences standarts 50 herci

 

Kāpēc līdz šai dienai enerģētikas nozarē elektrības pārvadei un sadalei visur ir izvēlētas 50 un 60 Hz frekvences un tās joprojām tiek pieņemtas? Vai tu kādreiz par to esi domājis? Bet tas nepavisam nav nejaušs.

Frekvence 50 Hz

Eiropas un NVS valstīs tiek pieņemts standarta 220–240 voltu 50 Hz, Ziemeļamerikas valstīs un ASV - 110–120 voltu 60 Hz, bet Brazīlijā 120, 127 un 220 voltu 60 Hz. Starp citu, tieši ASV tirdzniecības vietā dažreiz tas var izrādīties, teiksim, 57 vai 54 Hz. No kurienes nāk šie skaitļi?

Pievērsīsimies stāstam, lai saprastu šo tēmu. 19. gadsimta otrajā pusē zinātnieki no daudzām pasaules valstīm aktīvi pētīja elektrību un meklēja tam praktiskus pielietojumus. Tomass Edisons izgudroja savu pirmo spuldzi, tādējādi ieviešot elektrisko apgaismojumu. Tika uzceltas pirmās līdzstrāvas elektrostacijas. Elektrifikācijas sākums ASV.

Kāpēc elektroenerģijas nozarē tiek izvēlēts frekvences standarts 50 herci

Pirmās lampas bija loka, tās kvēloja ar elektrisko izlādi, kas deg ārā, aizdegās starp diviem oglekļa elektrodiem. Tā laika eksperimentētāji ātri konstatēja, ka loka spriegums ir pie 45 voltiem, tomēr loka drošai aizdedzei ar lampu virknē tika savienots pretestības balasts, uz kura luktura darbības laikā nokrita aptuveni 20 volti.

Tātad ilgu laiku tika piemērots pastāvīgs spriegums 65 volti. Tad tas tika palielināts līdz 110 voltiem, lai vienlaikus vienlaikus ar tīklu varētu savienot divas loka lampas.

Tomass Edisons

Edisons bija fanātisks līdzstrāvas sistēmu atbalstītājs, un sākotnēji Edisona līdzstrāvas ģeneratori strādāja līdzīgi, piegādājot 110 voltus līdzstrāvas patērētāju tīkliem.

Bet Edisona līdzstrāvas tehnoloģija bija ļoti, ļoti dārga, ekonomiski neizdevīga: vajadzēja likt daudz biezu vadu, un pārvade no elektrostacijas patērētājam nepārsniedza vairāku simtu metru attālumu, jo pārvades zaudējumi bija milzīgi.

Vēlāk tika ieviesta trīs vadu 220 voltu līdzstrāvas sistēma (divas paralēlas līnijas pa 110 voltiem katrā), taču situācija attiecībā uz šādas transmisijas efektivitāti ievērojami neuzlabojās.

Nikola Tesla

Vēlāk Nikola Tesla Viņš izstrādāja savus, pilnīgi inovatīvos maiņstrāvas ģeneratorus un ieviesa izmaksu ziņā efektīvu sistēmu elektroenerģijas pārvadīšanai ar vairāku tūkstošu voltu lielu spriegumu, un elektrību varēja pārraidīt tūkstošiem metru, pārvades zudumi samazinājās desmitiem reižu. Edisona līdzstrāva nevarēja izturēt konkurenci ar Tesla maiņstrāvu.

Transformatori uz dzelzs pazemināja augstspriegumu līdz 127 voltiem katrā no trim fāzēm, piegādājot to patērētājam maiņstrāvas veidā. Maiņstrāvas ģeneratoru darbības laikā, ko darbina tvaiks vai krītošs ūdens, to rotorus pagriež ar frekvenci 3000 apgr./min un pat vairāk.

Tas ļāva lukturiem nemirgot, asinhroni motori darbojas normāli, iztur nominālo ātrumu un transformatori, lai pārveidotu elektrību, palielinātu un samazinātu spriegumu.

Ģenerators Dolivo-Dobrovolsky

Tikmēr PSRS tīklos spriegums līdz 60. gadiem palika 127 voltu līmenī, tad līdz ar ražošanas jaudu pieaugumu tas tika paaugstināts līdz 220 voltiem, kas mums tagad ir pazīstami.

Dolivo-Dobrovolsky, tāpat kā Tesla, kurš pētīja maiņstrāvas iespējas, ieteica elektriskās strāvas pārvadei izmantot sinusoidālo strāvu un ierosināja iestatīt frekvenci diapazonā no 30 līdz 40 Hz. Vēlāk viņi konverģēja uz 50 Hz PSRS un uz 60 Hz ASV. Šīs frekvences bija optimālas maiņstrāvas iekārtām, kuras darbojās daudzās rūpnīcās.

Mūsdienu ģenerators

Bipolārā ģeneratora rotācijas frekvence ir 3000 vai maksimāli 3600 apgr./min., Un tas ģenerēšanas laikā dod tikai 50 un 60 Hz frekvences. Ģeneratora normālai darbībai frekvencei jābūt vismaz 50–60 Hz. Rūpnieciskie transformatori viegli konvertē noteiktas frekvences maiņstrāvu.

Mūsdienās principā ir iespējams palielināt elektroenerģijas pārvades frekvenci līdz daudziem kiloherciem un tādējādi ietaupīt uz elektropārvades līniju vadītāju materiāliem, tomēr infrastruktūra joprojām ir īpaši pielāgota pašreizējai frekvencei 50 Hz, tā sākotnēji tika projektēta visā pasaulē, ģeneratori atomelektrostacijās rotē ar to pašu. ar ātrumu 3000 apgr./min, viņiem joprojām ir tas pats polu pāris. Tāpēc enerģijas ražošanas, pārvades un sadales sistēmu modificēšana ir tālas nākotnes jautājums. Tāpēc līdz šim mūsu standarts ir 220 volti ar 50 Hz.

Skatīt arī vietnē electrohomepro.com:

  • Kāpēc dažādās valstīs spriegums un frekvence elektriskajos s ...
  • Kura strāva ir bīstamāka, tieša vai mainīga?
  • Kā atšķirt indukcijas motoru no līdzstrāvas motora
  • Kas ir dinamo mašīna. Pirmie līdzstrāvas ģeneratori
  • Kā noteikt elektromotora griešanās ātrumu

  •  
     
    Komentāri:

    # 1 rakstīja: | [citāts]

     
     

    Labdien!
    Paldies par rakstu. Mani interesēja šis jautājums, un šodien es saņēmu izsmeļošu atbildi.
    Bet ir daži jautājumi:
    Cik darbietilpīga ir frekvences pārveidošana?
    Kāpēc "visā pasaulē", ja Eiropas un Amerikas standarti atšķiras?
    Un visbeidzot, ir ļoti daudz barošanas avotu ar 50/60 Hz frekvenci. Kurai elektroierīcei vēl nevar būt dubultu standartu?

     
    Komentāri:

    # 2 rakstīja: | [citāts]

     
     

    Principā viss ir pareizi, bet, ņemot vērā faktu, ka paaugstinātas frekvences maiņstrāvu lielos attālumos nav ekonomiski iespējams pārvadīt zaudējumu dēļ, ko rada elektrolīniju kapacitīvā sastāvdaļa, tas būtu ticamāks skaidrojums. Biežuma samazināšana atkal rada ievērojamas izmaksas, kas saistītas ar lieluma palielināšanos, un, protams, materiālu izmaksas aprīkojuma ražošanā.

     
    Komentāri:

    # 3 rakstīja: viesi | [citāts]

     
     

    Viss no tā, ka nebija iespējams paaugstināt spriegumu, lai pārvadītu jaudu attālumos - transformatori darbojas ar maiņstrāvu. Tajā laikā tas bija vienīgais pareizais lēmums ..

     
    Komentāri:

    # 4 rakstīja: | [citāts]

     
     

    Kas attiecas uz Dolivo-Dobrovolsky --- šis "inženieris-novators" strādāja Edisonā, kurš nozaga (nemaksāja) Tesla patentus par daļu no divfāzu maiņstrāvas sistēmas aprīkojuma .... kamēr pati Tesla to draudēja ar nopietnu tiesu ... Edison redzot kā nauda aizplūda Westinghouse uzņēmumam (turpinājās uzlabošanas darbi), neatradās nekas labāks un patentēja trīsfāzu strāvas sistēmu ..... ar primitīvākajām divfāžu sistēmas modifikācijām .. Dolivo-Dobrovolsky veica modifikācijas darbu, kas maksāja visu precīzi par 30% palīgmateriāliem, un tas nav absolūti nekāds ieguvums, izņemot papildu vadu un dizaina sarežģītību. Tas tika darīts Eiropā, kur bija maz līdzstrāvas līniju diviem vadiem, atšķirībā no Amerikas, kur tās jau bija visur un Tesla izstrādāja divfāžu sistēmu ar zemi tikai to izmantošanai.

     
    Komentāri:

    # 5 rakstīja: Alekss gal | [citāts]

     
     

    "Normālai ģeneratora darbībai frekvencei jābūt vismaz 50–60 Hz"

    Kāpēc tas tā ir? Ģeneratoram ir vienalga, kādu frekvenci tas izdos.

    Rakstā teikts daudz pareizi, pilnīgi skaidrībā, kāpēc tiek izmantots 50Hz.

    Bet patiesībā viss ir ļoti vienkārši, bet rakstā tas nav teikts. Faktiski tvaika dzinēji nevar darboties ar ātrumu 3000 apgr./min, maksimāli līdz 100-200 apgr./min. Ar šādu frekvenci pirmais no tiem strādāja, palielinot ātrumu ar jostu reduktoriem. Jūs tur neko daudz necelsit.Un tā kā maiņstrāvas frekvence tieši ir atkarīga no apgriezienu skaita f = n / 60 vienam polu pārim, kamēr bija tehniski grūti iegūt lielus apgriezienus, tāpēc frekvence tika izvēlēta pēc iespējas zemāka. Un tā kā 3000 apgr./min nebija sasniedzami, viņi palielināja ģeneratora stabu pāru skaitu. Šāds ģenerators, piemēram, ar 8 stabiem, tika uzcelts 1878. gadā. Viņš izlaida 40Hz no tvaika dzinēja; šim nolūkam caur jostu reduktoru viņš griežas līdz 600 apgriezieniem.

    Tas ir, tas ir piemērs grūtībām iegūt augstas frekvences barošanas spriegumu. Tagad kāpēc ne 30, ne 40, bet 50 vai 60Hz.

    Viss ir vienkārši. Jums ir taisnība, ka pirmie šo ģeneratoru patērētāji bija spuldzes. Ierosinātā frekvence 30–40Hz izraisīja nepatīkamus un pamanāmus apgaismojuma impulsus. Pie 50 Hz pulsācijas jau bija tik tikko pamanāmas, kā iepriekš - radās grūtības, palielinot ģeneratora vārpstas ātrumu vai ar ģeneratora tinuma tehnisko projektu (tā polu skaitu). Kaut kas līdzīgs šim.

     
    Komentāri:

    # 6 rakstīja: Maksims | [citāts]

     
     

    Frekvences palielināšana palielina kapacitātes un induktivitātes + radio emisijas zudumus. Tikai līdzstrāvas līnijā minimāli zaudējumi. Kilohertz braukt ak, es šaubos, kā tas par to čīkstēs, jau būs 110kV interesanti.

     
    Komentāri:

    # 7 rakstīja: Jnsx | [citāts]

     
     

    Bet ideālā gadījumā acīm labāka frekvence ir 100Hz? Vai arī es nepareizi salīdzinu mirgošanas biežumu ar monitora frekvenci. Bet, ja spuldze 50Hz frekvencē joprojām nedaudz mirgo, tad pie 60 mirgo mazāk un 100Hz frekvencē būs jauka, tīra, pat gaisma? Un visa problēma ir izmaksas?

     
    Komentāri:

    # 8 rakstīja: Kitaro | [citāts]

     
     

    Kā parasti, visi tiek maldināti. Uzziniet, kā samazinājušies lādētāji, kas darbojas augstākās frekvencēs. Barošanas avoti, invertori un citas ierīces tiek samazinātas, palielinot tīkla frekvenci. Ne tikai tas, ka noteiktās frekvencēs cilvēks nejūt strāvas pāreju caur savu ķermeni. Jūs varat pastāstīt daudz vairāk par palielinātu frekvenču iespējām ...

     
    Komentāri:

    # 9 rakstīja: Konoplyov | [citāts]

     
     

    Enerģijas ražošanas decentralizācija un autonomija klasteru līmenī no 20 līdz 200 m izglābs pasaules ekonomiku un attiecīgi arī civilizāciju. Tajā pašā laikā 5 kW ģeneratoram nevajadzētu būt dārgākam par vienkāršu mobilo tālruni ar pogām, izņēmums ir rūpnieciskais patērētājs.

     
    Komentāri:

    # 10 rakstīja: Ratibors | [citāts]

     
     

    Raksts no ļaunā. Vienkārši atzīsti, ka augstfrekvence nav izdevīga buržuāziskajiem kapitālistiem, jo ​​zudumi tīklos pazudīs, cilvēki nebūs šokēti un nevajadzēs būvēt atomelektrostacijas un termoelektrostacijas, kā arī maksāt par gaismu. Un 50 Hz ir ļoti kaitīgs cilvēka smadzenēm, tas ir fakts. Cilvēkiem vajadzētu peldēties enerģijā un dzīvot bagātīgi, bet javas kalpi to nepieļauj.

     
    Komentāri:

    # 11 rakstīja: Konstantīns | [citāts]

     
     

    Raksts ir par neko, galvenā ideja: labi, ka tas notika. Visa galvenā informācija ir komentāros (((
    Es piebildīšu vēl vienu: lidmašīnās tiek izmantota paaugstināta iekšējā tīkla frekvence = 400 Hz, priekšrocība: kompakts aprīkojums. Daudzām ierīcēm joprojām ir nepieciešama pastāvīga strāva, un 400Hz izlīdzināšanai ir nepieciešams daudz mazāk kondensatoru nekā 50 / 60Hz izlīdzināšanai.

     
    Komentāri:

    # 12 rakstīja: Seržiks | [citāts]

     
     

    Nesalīdziniet patērētāju aprīkojumu (uzlādes) un pārvades līnijas. Lai tālu pārsūtītu tik augstas frekvences (simtiem kilohercu) spriegumu pa vadiem bez lieliem zaudējumiem.

     
    Komentāri:

    # 13 rakstīja: Pāvels | [citāts]

     
     

    Sadzīves elektriskajos tīklos tika izvēlēta frekvence 50 Hz, iespējams, sakarā ar to, ka visur tika izmantotas kvēlspuldzes, un to termiskā inerce ļauj pielietot frekvenci līdz aptuveni 25 Hz (zemākā frekvencē gaismas impulss kļūst pamanāms). Tas ir zemākais slieksnis. Nu, pirmais ir saistīts ar ģeneratoru tehniskajām iespējām.

     
    Komentāri:

    # 14 rakstīja: Anonīms | [citāts]

     
     

    Faktiski trīsfāzu sistēma ļauj organizēt vienkāršu un efektīvu elektrisko piedziņu, atšķirībā no vienfāzes (nevis divfāzes!), Kurai nepieciešami fāzes maiņas kondensatori un kurai ir zema efektivitāte.

    Aviācijā tiek izmantota 400 Hz frekvence īpašu patērētāju klātbūtnes dēļ - horizonti un žiros vertikāles, kuru spararatam jāgriežas augstā frekvencē, ko nodrošina asinhronie elektromotori, kas tiek darbināti no šāda tīkla.