categorii: Articole prezentate » Fapte interesante
Număr de vizualizări: 81420
Comentarii la articol: 14
De ce este ales standardul de frecvență de 50 hertz în industria energiei electrice
De ce până în ziua de azi în industria energetică pentru transmisia și distribuția energiei electrice peste tot au fost selectate și rămân acceptate frecvențele de 50 și 60 Hz? Te-ai gândit vreodată la asta? Dar acest lucru nu este deloc întâmplător.
În țările Europei și CSI, se adoptă standardul de 220-240 volți de 50 hertzi, în țările din America de Nord și în SUA - 110-120 volți de 60 Hz, iar în Brazilia 120, 127 și 220 volți de 60 Hz. Apropo, direct în SUA, în priză, uneori se poate dovedi, să zicem, 57 sau 54 Hz. De unde provin aceste numere?
Să apelăm la poveste pentru a înțelege acest subiect. În a doua jumătate a secolului al XIX-lea, oamenii de știință din multe țări ale lumii au studiat activ energia electrică și au căutat aplicații practice pentru aceasta. Thomas Edison a inventat primul său bec, introducând astfel iluminat electric. Au fost construite primele centrale electrice. Începutul electrificării în SUA.
Primele lămpi erau cu arc, străluceau cu o descărcare electrică care ardea în aer liber, aprinsă între doi electrozi de carbon. Experimentatorii din acea perioadă au descoperit rapid că arcul a devenit mai stabil, la 45 de volți, cu toate acestea, pentru aprinderea în siguranță, a fost conectat în serie cu o lampă rezistentă, pe care au căzut aproximativ 20 de volți în timpul funcționării lămpii.
Deci, timp îndelungat, s-a aplicat o tensiune constantă de 65 de volți. Apoi a fost mărit la 110 volți, astfel încât două lămpi cu arc să poată fi conectate simultan la rețea.
Edison a fost un fanatic susținător al sistemelor de curent continuu, iar generatoarele de curent continuu ale lui Edison au funcționat astfel, furnizând 110 volți DC rețelelor de consum.
Însă tehnologia DC a lui Edison a fost foarte, foarte costisitoare, nerentabilă din punct de vedere economic: a fost necesar să se pună o mulțime de fire groase, iar transmisia de la centrala la consumator nu depășea o distanță de câteva sute de metri, deoarece pierderile de transmisie au fost enorme.
Ulterior, a fost introdus un sistem continuu cu trei fire de curent continuu de 220 volți (două linii paralele de 110 volți fiecare), însă situația privind eficiența unei astfel de transmisii nu s-a îmbunătățit semnificativ.
mai târziu Nikola Tesla El a dezvoltat alternatoarele sale complet inovatoare și a introdus un sistem rentabil pentru transmiterea energiei electrice la tensiuni mari de câteva mii de volți, iar energia electrică poate fi transmisă mii de metri, pierderile de transmisie au scăzut de zeci de ori. Curentul direct al lui Edison nu a putut suporta concurența cu curentul alternativ al lui Tesla.
Transformatoarele pe fier au redus tensiunea înaltă la 127 de volți în fiecare din cele trei faze, furnizând-o consumatorului sub formă de curent alternativ. În timpul funcționării alternatoarelor, conduse de abur sau de apă în cădere, rotorii lor au rotit cu o frecvență de 3000 rpm și chiar mai mult.
Acest lucru a permis lămpilor să nu pâlpâie, motoarele asincrone să funcționeze normal, cu o viteză nominală, iar transformatoarele să convertească electricitatea, să crească și să scadă tensiunea.
Între timp, în URSS, tensiunea rețelelor până în anii 60 a rămas la nivelul de 127 de volți, apoi odată cu creșterea capacităților de producție, aceasta a fost ridicată la 220 de volți, care ne sunt familiare.
Dolivo-Dobrovolsky, ca și Tesla, care a studiat posibilitățile de curent alternativ, a sugerat utilizarea unui curent sinusoidal pentru transmisia de electricitate și a sugerat setarea frecvenței în intervalul 30 până la 40 hertz. Ulterior au convergent pe 50 de hertzi în URSS și pe 60 hertzi în SUA. Aceste frecvențe erau optime pentru echipamentele de curent alternativ, care funcționau în multe fabrici.
Frecvența de rotație a unui alternator bipolar este de 3000 sau maxim 3600 de rotații pe minut și oferă doar frecvențele de 50 și 60 Hz în timpul generarii. Pentru funcționarea normală a alternatorului, frecvența trebuie să fie de cel puțin 50-60 Hz. Transformatoarele industriale transformă cu ușurință curentul alternativ cu o frecvență dată.
Astăzi, în principiu, este posibilă creșterea frecvenței de transmisie a energiei electrice la mulți kilohertzi, și astfel să economisim pe materialele conductoarelor din liniile de transmisie a energiei, cu toate acestea, infrastructura rămâne adaptată special pentru un curent de 50 Hz, ea a fost proiectată astfel inițial în întreaga lume, generatoarele din centralele nucleare se rotesc cu aceeași la o viteză de 3000 rpm, au în continuare aceeași pereche de poli. Prin urmare, modificarea sistemelor de generare, transmisie și distribuție a energiei electrice este o problemă a viitorului îndepărtat. De aceea, 220 volți de 50 hertz rămân standardul nostru până acum.
Consultați și la i.electricianexp.com
: