Masa depan sistem kuasa DC?

Pada awal abad kedua puluh, perdebatan sengit antara pakar-pakar mengenai kelebihan dan kekurangan menggunakan litar arus langsung dan bergantian untuk bekalan kuasa. Ia berlaku bahawa keutamaan diberikan kepada litar tiga fasa AC. Para pengusaha, setelah mengira jumlah perbelanjaan modal untuk penciptaan sistem bekalan kuasa, memilih pilihan yang paling optimum.

Peranan penentu dalam jaringan AC tiga fasa dimainkan oleh kesederhanaan tork dengan bilangan fasa minimum. Terhadap arus terus, hujah-hujah tersebut dikemukakan sebagai kos yang tinggi dan kebolehpercayaan rendah pada enjin, kerumitan penukaran tenaga. Tetapi pada masa itu. Apa sekarang? Pengalaman praktikal yang diperoleh selama bertahun-tahun dalam pembangunan industri tenaga elektrik memberikan, pada pendapat saya, keputusan yang dahsyat.

Yang pertama. Dari kursus ini asas-asas teoretikal kejuruteraan elektrik Adalah diketahui bahawa untuk memindahkan kuasa maksima kepada beban dalam litar arus bolak-balik, keadaan rintangan sumber yang sama terhadap rintangan garis dan rintangan beban mesti dipenuhi. Ini berikutan kecekapan yang boleh dicapai secara teori untuk litar AC adalah 33%.

Skim kuasa praktikal untuk mengurangkan kerugian pengangkutan tenaga melibatkan beberapa penukaran voltan tertentu. Sekurang-kurangnya ia tidak kurang daripada lima transformasi, masing-masing menggunakan pengubahnya sendiri. Jika kita mengambil kecekapan setiap pengubah yang dimuatkan secara optimum sama dengan 0.9, maka kecekapan transformasi keseluruhannya ialah 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 = 0.59049, dan kecekapan bekalan kuasa - 0.33 0.59049 = 0. 1,948,617.

Memandangkan kuasa transformer dipilih dengan mengambil kira maksimum beban pagi dan malam beban, kecekapan wajaran purata sebenar bagi transformer adalah lebih rendah daripada 0.9, oleh itu, kecekapan bekalan kuasa sebenar adalah lebih rendah daripada 0.195. Dan ini tanpa mengambil kira kebocoran arus, arus reaktifharmoni dan keseronokan lain.

Kajian yang dijalankan oleh K.V. Yalovega di kilang-kilang logam telah menunjukkan bahawa pada batang mesin kerja kita ada dalam bentuk tenaga berguna hanya kira-kira 2.4% daripada tenaga yang dibekalkan kepada aci penjana di kilang kuasa. Bukan kebetulan bahawa kecekapan turbin angin domestik ketika bekerja pada grid kuasa tunggal nyaris mencapai 11%.

Yang kedua. N.V. yang sama Yalovega mencadangkan pemasangan winding gabungan ortogonal dalam tiga fasa motor AC asynchronous, di mana sudut peralihan antara fasa mempunyai dua nilai - 120 dan 90 darjah. Dia membuktikan bahawa jika bekalan kuasa empat fasa diterima, maka penjanaan elektrik dapat dikurangkan sebanyak tiga hingga empat kali dengan robot berguna yang sama.

Penggunaan motor induksi dengan melingkar ortogonal yang meluas akan mengurangkan penjanaan elektrik dengan purata sebanyak tiga kali. Ini disebabkan oleh fakta bahawa kira-kira 70% daripada elektrik digunakan tepat oleh motor induksi. Oleh itu, pilihan sistem arus tiga fasa adalah, untuk meletakkannya dengan sedikit, tidak optimum.

Yang ketiga. Pada masa Soviet, sistem transmisi kuasa DC yang terbalik telah dibina, menghubungkan stesen janakuasa hidroelektrik Volga dan pencawang Mikhailovsky (Donbass) dengan voltan 750 kV. Amalan mengendalikan sistem telah menunjukkan kecekapan yang tinggi. Telah terbukti bahawa menggunakan arus langsung untuk menghantar elektrik ke jarak jauh mempunyai kelebihan yang jelas terhadap sistem semasa yang berselang-seli. Kecekapan dalam litar semasa langsung boleh mencapai 90% atau lebih. Ia tidak sia-sia bahawa syarikat-syarikat tenaga Jepun dan Amerika Syarikat telah berulang kali membuat percubaan untuk membeli peralatan untuk pencawang DC.

Oleh itu, kita semua menjadi sandera situasi semasa dalam sektor tenaga. Kami terpaksa membayar semua kos pengangkutan dan pengagihan tenaga dengan bekalan kuasa terpusat. Keadaan ini berbeza apabila mewujudkan sistem bekalan kuasa autonomi. Pengguna sendiri bebas memilih apa yang terbaik untuknya, bergantian atau mengarahkan semasa. Satu-satunya batasan dikenakan oleh beban akhir yang tidak boleh berfungsi dalam litar DC. Tetapi ini bukan masalah hari ini.

Selama hampir seratus tahun, teknologi penukaran telah mengalami perubahan ketara, dan jika 25 tahun yang lalu, penukar inverters dan converter semikonduktor adalah prerogatif industri pertahanan, kini digunakan secara meluas dalam industri dan kehidupan seharian. Banyak perkakas rumah telah menukar bekalan kuasa yang boleh beroperasi dalam kedua-dua litar AC dan DC.

Oleh itu, apabila mencipta sumber tenaga elektrik yang autonomi, lebih baik untuk memberi keutamaan kepada arus terus. Walau bagaimanapun, dalam kes ini, tidak tanpa masalah.

Sekiranya kita menarik satu skim bekalan tenaga autonomi yang lengkap menggunakan penyongsang, ia menjadi jelas bahawa sekurang-kurangnya tiga persimpangan pn akan berurutan secara berurutan dalam litar antara sumber dan pengguna. Pada setiap peralihan, penurunan voltan akan menjadi kira-kira 1.5 V, penurunan voltan keseluruhan akan sekurang-kurangnya 4.5 V. Ditambah kerugian yang tinggal.

Oleh itu, apabila mencipta sumber tenaga autonomi menggunakan penyongsang, penggunaan penjana voltan rendah 14, 28 V adalah tidak praktikal. Keutamaan harus diberikan kepada penjana dengan voltan output 230 V, yang merupakan standard untuk rangkaian isi rumah. Dan jika ada kemungkinan untuk memindahkan kuasa peralatan untuk mengarahkan arus, lebih baik tidak mengabaikannya.

Kami sampai pada kesimpulan ini semasa membangunkan sumber kuasa bekalan autonomi. Ia akan menjadi menarik untuk belajar pendapat lain. Adalah mungkin bahawa mereka secara radikal akan mengubah bukan sahaja pandangan kita terhadap masalah yang ada.

YA. Duyunov. A.B. Pajankov. S.I. Levachkov