kategorier: Intressanta fakta, Kontroversiella frågor
Antal visningar: 36356
Kommentarer till artikeln: 5

Framtiden för DC-kraftsystem?

 

Framtiden för DC-kraftsystem?I början av det tjugonde århundradet, hårda debatter mellan specialister om fördelar och nackdelar med att använda likströmskretsar för växelström. Det hände så att tre-fas AC-kretsar föredrogs. Industriisterna, som har beräknat volymen på investeringar för att skapa kraftförsörjningssystem, valde det till synes mest optimala alternativet.

Den avgörande rollen i allmänt intresse av trefas AC-nätverk spelades av enkelheten i att erhålla vridmoment med ett minimalt antal faser. Mot likström framfördes sådana argument som motorernas höga kostnad och låga tillförlitlighet, energikonversionens komplexitet. Men det var då. Vad nu? Den praktiska erfarenheten som uppnåtts under många år av utvecklingen av elkraftsindustrin ger enligt min mening förödande resultat.

Den första. Från kursen teoretiska grunder för elektroteknik Det är känt att för att överföra maximal effekt till en last i växelströmskretsar måste villkoret för lika källmotstånd mot linjemotstånd och belastningsmotstånd vara uppfyllda. Av detta följer att den teoretiskt uppnåliga effektiviteten för växelströmskretsar är 33%.

Praktiska kraftscheman för att minska energitransportförluster innebär ett visst antal spänningsomvandlingar. Åtminstone är det inte mindre än fem transformationer, som var och en använder sin egen transformator. Om vi ​​tar effektiviteten för varje optimalt belastad transformator lika med 0,9, blir den totala transformationseffektiviteten 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 = 0,59049, och strömförsörjningseffektiviteten - 0,33 0,59049 = 0. 1.948.617.

Framtiden för DC-kraftsystem?Med tanke på att transformatorns effekt väljs med beaktande av morgon- och kvällsmaksimala belastningar, är deras verkliga genomsnittliga vägda verkningsgrad hos transformatorerna lägre än 0,9, därför är verklig effektförsörjningseffektivitet lägre än 0,195. Och detta är utan att ta hänsyn till läckströmmar, reaktiva strömmarövertoner och andra läckerheter.

Studier utförda av K.V. Yalovega vid metallurgiska anläggningar har visat att vi på arbetsmaskinens axel endast har i form av användbar energi cirka 2,4% av den energi som levereras till generatorens axel vid kraftverket. Det är ingen slump att effektiviteten i inhemska vindkraftverk när man arbetar på ett enda kraftnät knappt når 11%.

Den andra. Samma N.V. Yalovega föreslog att man installerar ortogonala lindningar i trefas asynkron växelströmsmotorer, där växlingsvinkeln mellan faserna har två värden - 120 och 90 grader. Han bevisade att om en fyrfasströmförsörjning antogs skulle elproduktionen kunna minskas med tre till fyra gånger med samma användbara robot.

Den utbredda användningen av induktionsmotorer med ortogonala lindningar skulle minska elproduktionen i genomsnitt tre gånger. Detta beror på att cirka 70% av elen förbrukas exakt av induktionsmotorer. Således var valet av ett trefasströmssystem, för att uttrycka det mildt, inte optimalt.

Framtiden för DC-kraftsystem?Den tredje. Under sovjettiden byggdes ett reversibelt likströmstransmissionssystem som ansluter Volga-vattenkraftstationen och Mikhailovsky-stationen (Donbass) med en spänning på 750 kV. Att använda systemet har visat sin höga effektivitet. Det har bevisats att användning av likström för att överföra el över långa avstånd har tydliga fördelar jämfört med ett växelströmssystem. Effektiviteten i likströmskretsar kan nå 90% eller mer. Det är inte förgäves att energiföretagen i Japan och USA upprepade gånger har gjort försök att köpa utrustning för DC-transformatorstationer.

Således blev vi alla gisslan för den nuvarande situationen inom energisektorn. Vi tvingas betala alla kostnader för transport och distribution av energi med en centraliserad kraftförsörjning. Situationen är annorlunda när man skapar autonoma kraftförsörjningssystem. Konsumenten själv kan välja vad som är bäst för honom, växelström eller likström. Den enda begränsningen påläggs av slutbelastningar som inte kan fungera i DC-kretsar. Men detta är inte ett problem idag.

Under nästan hundra år har omvandlingstekniken genomgått betydande förändringar, och om 25 år sedan inverterare och halvledarkonverterare var förmån för försvarsindustrin, används de idag i stor utsträckning inom industrin och vardagen. Många hushållsapparater har strömförsörjning som kan fungera i både växelström och likströmskretsar.

Därför är det bättre att skapa preferens för likström när du skapar autonoma elkällor. Men i detta fall inte utan problem.

Om vi ​​tecknar ett komplett schema för autonom strömförsörjning med hjälp av en växelriktare, blir det tydligt att minst tre pn-korsningar kommer att anslutas i sekvens i kretsen mellan källan och konsumenten. Vid varje övergång är spänningsfallet cirka 1,5 V, det totala spänningsfallet är minst 4,5 V. Plus de återstående förlusterna.

Därför, när man skapar autonoma energikällor med inverterare, är användningen av lågspänningsgeneratorer 14, 28 V opraktisk. Generatorer med en utgångsspänning på 230 V. som är standard för hushållsnätverk bör föredras, och om det är möjligt att överföra utrustningens kraft till likström är det bättre att inte försumma den.

Vi kom till denna slutsats medan vi utvecklade autonoma energikällor. Det skulle vara intressant att lära sig andra åsikter. Det är möjligt att de radikalt förändrar inte bara våra åsikter om det befintliga problemet.

JA. Duyunov. A.B. Pizhankov. SI Levachkov

Se även på elektrohomepro.com:

  • Inverterare: sinusvåg eller modifierad sinusvåg?
  • Varför frekvensstandarden på 50 hertz väljs i elkraftsindustrin
  • Vilken ström är farligare, direkt eller växlande?
  • Trefas strömförsörjningssystem
  • Power halvledarapparater: dioder och tyristorer, deras typer och tillämpningar

  •  
     
    kommentarer:

    # 1 skrev: | [Cite]

     
     

    Hej kära personaladministratörer. Jag stöder en fyrfas strömförsörjning. Den första är att i transformatorn växlas spänningen och strömmen för den sekundära lindningen med 90 grader. relativt primär. Den andra - om vi inte använder fenomenet ömsesidig induktion i transformatorn, utan fenomenet magnetisering, kan förlusterna minskas. Tillräckligt för nu.

     
    kommentarer:

    # 2 skrev: Kemist. | [Cite]

     
     

    Anpassad artikel.

    1) Effektivitet megawattgeneratorer - 96-98%

    2) Enligt RAO UES-standarder bör deras totala motstånd vid beräkning av linjer som tas i drift mer än 1000 km långa vara 5% av motståndet för den förväntade belastningen.

    3) Effektiviteten hos transformatorer med en optimal belastning på 98-98,5%

    Så formeln ska se ut: 0,96 * 0,95 * 0,98 * 0,98 * 0,98 * 0,98 * 0,98 = 0,824 - och det är i värsta fall.

    Och i artikeln räknade de 0.195 - i bästa fall.

    DC-kraftledningar konstruerades för att minska förlusterna på koronaen - och de är gynnsamma endast vid megavolt-spänningar.

    4) Vid införandet av ett lovande system med fasöverföring på 50 + 150 Hz kommer formen på strömpulserna att närma sig rektangulära och omvandlas nästan lika bra - så att det är möjligt att höja spänningen på befintliga kraftledningar utan att höja förlusten.

    Så vem beställde den här artikeln?

    Dumma amerikaner demonterade nyligen DC-försörjningssystemet i New York.

     
    kommentarer:

    # 3 skrev: Eugene | [Cite]

     
     

    Författaren är naturligtvis inte bekant med kursen för de teoretiska grunderna för elektroteknik, eller döljer den noggrant.Ändå avskräcker den framväxande Edissonismen på något sätt mig. Vem och varför kan det behövas?

    "Dumma amerikaner demonterade nyligen DC-kraftsystemet i New York."

    Men i den här frasen förvirras jag av närvaron av orden "inte dumt" och "nyligen."

    Det skulle vara nödvändigt att studera mer i detalj vad de har gjort där i nästan 100 år med likström. I. viktigast av allt, varför?

     
    kommentarer:

    # 4 skrev: | [Cite]

     
     
    kommentarer:

    # 5 skrev: | [Cite]

     
     

    Jag håller helt med artikelns titel, men med problemets innehåll. Att överföra maximalt möjlig effekt till lasten är inte ett mål i elkraftsindustrin. Så effektivitetsfaktorn på 33% är författarens fantasi, vilket förvirrar den överenskomna regimen (där effektivitetsfaktorn i allmänhet är lika med 50%) med den ekonomiskt berättigade, och detta är grunderna i TOE (Energiöverföring från en aktiv två-terminal enhet till en last). När det gäller ortogonala lindningar är detta också fullständigt nonsens: en trefas elektrisk maskin är ganska optimal och har hög effektivitet, så användningen av frekvensomvandlare gör att du kan lösa en hel del problem i samband med deras användning utan att ändra själva maskinens design.