категории: Препоръчани статии » Интересни факти
Брой преглеждания: 81420
Коментари към статията: 14

Защо стандартът за честота е 50 херца е избран в електроенергийната индустрия

 

Защо и до днес в енергийната индустрия за пренос и разпределение на електроенергия навсякъде са избрани честоти 50 и 60 Hz и остават приети? Мислили ли сте някога за това? Но това изобщо не е случайно.

Честота 50 Hz

В страните от Европа и ОНД е възприет стандартният 220-240 волта с 50 херца, в северноамериканските страни и в САЩ - 110-120 волта 60 Hz, а в Бразилия 120, 127 и 220 волта 60 Hz. Между другото, директно в САЩ в контакта понякога може да се окаже, да речем, 57 или 54 Hz. Откъде идват тези номера?

Нека се обърнем към историята, за да разберем тази тема. През втората половина на 19 век учени от много страни по света активно изучават електричеството и търсят практически приложения за него. Томас Едисън измисли първата си крушка, като по този начин въведе електрическо осветление. Изградени са първите постоянни електроцентрали. Началото на електрификацията в САЩ.

Защо стандартът за честота е 50 херца е избран в електроенергийната индустрия

Първите лампи бяха дъгови, те светеха с електрически разряд, изгарящ на открито, запален между два въглеродни електрода. Експериментаторите от онова време бързо установили, че именно при 45 волта дъгата става по-стабилна, но за безопасно запалване серийно се свързва резистивен баласт с лампата, върху която падат около 20 волта по време на работа на лампата.

И така, дълго време беше приложено постоянно напрежение от 65 волта. Тогава той е увеличен до 110 волта, така че две дъгови лампи да могат да бъдат свързани към мрежата едновременно.

Томас Едисън

Едисон беше фанатичен привърженик на постояннотокови системи, а DC генераторите на Едисон първоначално работеха така, доставяйки 110 волта постоянен ток на потребителските мрежи.

Но технологията за постоянен ток на Едисън беше много, много скъпа, икономически нерентабилна: беше необходимо да се положат много дебели проводници, а предаването от електроцентралата към потребителя не надвишаваше разстояние от няколкостотин метра, тъй като загубите при пренос бяха огромни.

По-късно беше въведена трипроводна 220-волтова система за постоянен ток (две успоредни линии по 110 волта всяка), но ситуацията по отношение на ефективността на такова предаване не се подобри значително.

Никола Тесла

по-късно Никола Тесла Той разработи свои собствени, напълно иновативни алтернатори и въведе рентабилна система за предаване на електроенергия при високо напрежение от няколко хиляди волта, а електричеството може да се предава хиляди метра, загубите при предаване намаляват десетки пъти. Едисоновият постоянен ток не издържа на конкуренцията с променливия ток на Tesla.

Трансформаторите на желязо понижават високото напрежение до 127 волта във всяка от трите фази, доставяйки го на потребителя под формата на променлив ток. По време на работа на алтернатори, задвижвани от пара или падаща вода, техните ротори се въртят с честота 3000 об / мин и дори повече.

Това позволи на лампите да не мигат, асинхронните двигатели да работят нормално, издържайки на номиналните скорости, а трансформаторите да преобразуват електричество, да увеличават и намаляват напрежението.

Генератор Доливо-Доброволски

Междувременно в СССР напрежението на мрежите до 60-те години остана на нивото от 127 волта, след това с нарастването на производствените мощности то беше повишено до 220 волта, които сега са ни познати.

Доливо-Доброволски, подобно на Тесла, който изучава възможностите на променлив ток, предложи да се използва синусоидален ток за предаване на електрическа енергия и предложи да се настрои честотата в диапазона от 30 до 40 херца. По-късно те се сближиха на 50 херца в СССР и на 60 херца в САЩ. Тези честоти бяха оптимални за променливотоковото оборудване, което работеше в много заводи.

Модерен алтернатор

Честотата на въртене на биполярен алтернатор е 3 000 или максимум 3 600 об / мин, а той дава само честотите от 50 и 60 Hz по време на генериране. За нормална работа на алтернатора честотата трябва да бъде най-малко 50-60 Hz. Промишлените трансформатори лесно преобразуват променлив ток с дадена честота.

Днес по принцип е възможно да увеличите честотата на предаване на електрическа енергия до много килогерц и по този начин да спестите от материали на проводници в електропроводи, обаче инфраструктурата остава специално адаптирана за текуща честота от 50 Hz, така е проектирана първоначално по целия свят, че генераторите в атомните централи се въртят със същата при скорост 3000 оборота в минута те все още имат една и съща двойка полюси. Следователно модификацията на системите за производство, пренос и разпределение на енергия е въпрос на далечно бъдеще. Ето защо 220 волта от 50 херца остават наш стандарт досега.

Вижте също на electrohomepro.com:

  • Защо в различни страни напрежението и честотата в електрическите ...
  • Кой ток е по-опасен, директен или променлив?
  • Как да различим индукционен двигател от постоянен двигател
  • Какво е динамо машина. Първите постоянни генератори
  • Как да определим скоростта на въртене на електродвигател

  •  
     
    Коментари:

    # 1 написа: | [Цитиране]

     
     

    Добър ден
    Благодаря за статията. Интересува ме този въпрос и днес получих изчерпателен отговор.
    Но има няколко въпроса:
    Колко трудоемка е честотната трансформация?
    Защо "по целия свят", ако европейските и американските стандарти са различни?
    И на последно място, има много източници на енергия при 50/60 Hz. Кой електроуред все още не може да има двойни стандарти?

     
    Коментари:

    # 2 написа: | [Цитиране]

     
     

    По принцип всичко е правилно, но ако вземем предвид факта, че не е икономически възможно да се предава променлив ток с повишена честота на дълги разстояния поради загуби, причинени от капацитивния компонент на електропроводи, това би било по-правдоподобно обяснение. Намаляването на честотата отново води до значителни разходи, свързани с увеличаване на размера и, разбира се, материални разходи при производството на оборудване.

     
    Коментари:

    # 3 написа: гост | [Цитиране]

     
     

    Всичко от това, че не беше възможно да се повиши напрежението за предаване на мощност на разстояния - трансформаторите работят на променлив ток. По онова време това беше единственото правилно решение ..

     
    Коментари:

    # 4 написа: | [Цитиране]

     
     

    Що се отнася до Доливо-Доброволски --- този "инженер-новатор" работеше за Едисон, който открадна (не плати) патентите на Tesla за част от оборудването на двуфазна променлива система .... докато самият Тесла заплаши това със сериозен съд ... Едисън вижда как парите потеглиха към компанията Westinghouse (работата по усъвършенстване продължи), не излезе с нещо по-добро и патентова трифазна токова система ..... с най-примитивните модификации на двуфазната система. Доливо-Доброволски извърши работата по модификация, която струваше всичко точно 30% за консумативи и няма абсолютно никаква полза с изключение на допълнителната тел и сложността на дизайна. Това беше направено в Европа, където имаше няколко постоянни линии за два проводника, за разлика от Америка, където те вече бяха навсякъде и Tesla разработваше двуфазна система със земя само за целите на тяхното използване ..

     
    Коментари:

    # 5 написа: Алекс гал | [Цитиране]

     
     

    "За нормална работа на алтернатора честотата трябва да бъде най-малко 50-60 Hz"

    Защо е така? Генераторът не се интересува каква честота ще издава.

    Статията казва много правилно, с пълна яснота няма защо да се използва 50Hz.

    Но всъщност всичко е много просто, но в статията не се казва така. Всъщност парните машини не могат да работят със скорост 3000 об / мин, максимум 100-200 об / мин. С такава честота първият от тях работеше, увеличавайки скоростта с редуктори. Няма да съберете много там.И тъй като променливата честота директно зависи от броя на оборотите f = n / 60 за една двойка полюси, докато технически е трудно да се получат високи обороти, следователно честотата е избрана възможно най-ниска. И тъй като 3000 оборота в минута не бяха постижими, те увеличиха броя на двойките полюси на генератора. Такъв генератор например с 8 полюса е построен още през 1878 година. Той излъчва 40Hz от парна машина, за това върти до 600 оборота чрез редуктор.

    Тоест, това е пример за трудността при получаване на високочестотно захранващо напрежение. Сега защо не 30, не 40, но 50 или 60Hz.

    Всичко е просто. Прав сте, че първите потребители на тези генератори бяха електрически крушки. Предложената честота от 30-40Hz предизвика неприятни и забележими пулсации на осветлението. При 50 Hz пулсациите вече бяха едва забележими, по-горе - имаше проблеми с увеличаването на скоростта на вала на генератора или с техническата конструкция на намотката на генератора (броя на полюсите му). Нещо подобно.

     
    Коментари:

    # 6 написа: максима | [Цитиране]

     
     

    Увеличаването на честотата води до увеличаване на загубите в капацитет и индуктивност + радио излъчване. Просто по линията на постоянния ток, минимални загуби. Килохерц за да карам о, съмнявам се как ще пишка по него вече ще е 110kV интересно.

     
    Коментари:

    # 7 написа: Jnsx | [Цитиране]

     
     

    Но в идеалния случай за очите, по-добрата честота е 100Hz? Или греша, сравнявайки честотата на мигащата светлина с честотата на монитора. Но ако една крушка на 50Hz все още леко мига, тогава при 60 мига по-малко и на 100Hz ще има хубава чиста равномерна светлина? И целият проблем е цената?

     
    Коментари:

    # 8 написа: Kitaro | [Цитиране]

     
     

    Както обикновено, всички са подведени. Вижте как зарядни устройства, работещи на по-високи честоти, са намалели. Захранването, инверторите и други устройства се намаляват чрез увеличаване на честотата на мрежата. Не само, че при определени честоти човек не усеща преминаването на ток през тялото си. Можете да разкажете много повече за възможностите за повишени честоти ...

     
    Коментари:

    # 9 написа: Konoplyov | [Цитиране]

     
     

    Децентрализацията и автономността на производството на енергия на ниво клъстери от 20-200 милиона ще спестят световната икономика и следователно цивилизацията. В същото време генератор с мощност 5 кВт не трябва да е по-скъп от обикновен мобилен телефон с бутони, изключението е индустриалният потребител.

     
    Коментари:

    # 10 написа: Ратибор | [Цитиране]

     
     

    Статия от лукавия. Само признайте, че високата честота не е от полза за буржоазните капиталисти, тъй като загубите в мрежите ще изчезнат, хората няма да бъдат шокирани и няма да е необходимо да се изграждат атомни централи и топлоцентрали, както и да се плаща за светлината. А 50 Hz е много вредно за човешкия мозък, факт е. Хората трябва да се къпят в енергия и да живеят богато, но слугите на Java не позволяват това.

     
    Коментари:

    # 11 написа: Константин | [Цитиране]

     
     

    Статията не е за нищо, основната идея: е, случи се. Цялата основна информация е в коментарите (((
    Ще добавя още едно: в самолети се използва повишена честота на вътрешната мрежа = 400 Hz, предимство: компактно оборудване. Много устройства все още изискват постоянен ток и много по-малко кондензатори са необходими за поправяне на 400Hz, отколкото за поправяне на 50 / 60Hz

     
    Коментари:

    # 12 написа: Serjik | [Цитиране]

     
     

    Не сравнявайте потребителско оборудване (зареждане) и електропроводи. За предаване на такова високочестотно (стотици килогерц) напрежение върху проводниците без огромни загуби до далечно разстояние.

     
    Коментари:

    # 13 написа: Paul | [Цитиране]

     
     

    Избрана е честотата от 50 Hz в домакинските електрически мрежи, вероятно поради факта, че лампите с нажежаема жичка се използват навсякъде, а тяхната топлинна инерция позволява прилагането на честотата до около 25 Hz (при по-ниска честота пулсацията на светлината става забележима). Това е долният праг. Е, горната е свързана с техническите възможности на генераторите.

     
    Коментари:

    # 14 написа: аноним | [Цитиране]

     
     

    Всъщност трифазна система ви позволява да организирате просто и ефективно електрическо задвижване, за разлика от еднофазното (а не двуфазното!), Което изисква кондензатори с фазово изместване и има ниска ефективност.

    В авиацията се използва честота от 400 Hz поради наличието на специфични консуматори - хоризонти и жиро-вертикали, чиито маховици трябва да се въртят с висока честота, което се осигурява от асинхронни електрически двигатели, задвижвани от такава мрежа.