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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 e.imadeself.com
: