อนาคตสำหรับระบบไฟฟ้ากระแสตรง?

ในช่วงต้นศตวรรษที่ยี่สิบนั้นการถกเถียงกันอย่างดุเดือดระหว่างผู้เชี่ยวชาญเกี่ยวกับข้อดีและข้อเสียของการใช้วงจรกระแสตรงและกระแสสลับสำหรับแหล่งจ่ายไฟ มันจึงเกิดขึ้นที่การตั้งค่าให้กับวงจร AC สามเฟส นักอุตสาหกรรม, การคำนวณปริมาณของต้นทุนเงินทุนสำหรับการสร้างระบบจ่ายไฟ, ได้เลือก, มันน่าจะเป็นทางเลือกที่ดีที่สุด.

บทบาทชี้ขาดในความแพร่หลายของเครือข่าย AC สามเฟสนั้นเล่นได้ง่ายด้วยการรับแรงบิดที่มีเฟสน้อยที่สุด เทียบกับกระแสตรงข้อโต้แย้งดังกล่าวถูกหยิบยกเป็นค่าใช้จ่ายสูงและความน่าเชื่อถือต่ำของเครื่องยนต์ความซับซ้อนของการแปลงพลังงาน แต่นั่นก็เป็นแล้ว เกิดอะไรขึ้น ประสบการณ์ในทางปฏิบัติที่ได้รับในช่วงหลายปีที่ผ่านมาของการพัฒนาของอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าในความคิดของฉันให้ผลทำลายล้าง

อันแรก จากหลักสูตร พื้นฐานทางทฤษฎีของวิศวกรรมไฟฟ้า เป็นที่ทราบกันว่าในการที่จะถ่ายโอนกำลังไฟฟ้าสูงสุดไปยังโหลดในวงจรกระแสสลับจะต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขของความต้านทานแหล่งจ่ายเท่ากันต่อความต้านทานของสายและความต้านทานโหลด มันตามมาว่าประสิทธิภาพที่ทำได้ในทางทฤษฎีสำหรับวงจร AC คือ 33%

แผนการใช้พลังงานที่เป็นประโยชน์เพื่อลดการสูญเสียการขนส่งพลังงานเกี่ยวข้องกับการแปลงแรงดันไฟฟ้าจำนวนหนึ่ง อย่างน้อยก็ไม่น้อยกว่าห้าแปลงซึ่งแต่ละอย่างใช้หม้อแปลงของตัวเอง หากเราใช้ประสิทธิภาพของหม้อแปลงที่โหลดอย่างเหมาะสมแต่ละตัวเท่ากับ 0.9 ดังนั้นประสิทธิภาพการแปลงทั้งหมดจะเท่ากับ 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 = 0.59049 และประสิทธิภาพของแหล่งจ่ายไฟ - 0.33 0.59049 = 0 1948617

เนื่องจากพลังงานของหม้อแปลงถูกเลือกโดยคำนึงถึงช่วงเช้าและเย็นสูงสุดของการโหลดประสิทธิภาพเฉลี่ยจริงของหม้อแปลงเหล่านี้จะต่ำกว่า 0.9 ดังนั้นประสิทธิภาพของแหล่งจ่ายไฟจริงจึงต่ำกว่า 0.195 และนี่คือโดยไม่คำนึงถึงกระแสการรั่วไหลของบัญชี กระแสปฏิกิริยาเสียงดนตรีและความสุขอื่น ๆ

การศึกษาที่ดำเนินการโดย K.V. Yalovega ที่โรงโลหะวิทยาได้แสดงให้เห็นว่าบนเพลาของเครื่องจักรทำงานเรามีรูปแบบของพลังงานที่มีประโยชน์เพียง 2.4% ของพลังงานที่จ่ายให้กับเพลาของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้า มันไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่ประสิทธิภาพของกังหันลมในประเทศเมื่อทำงานบนกริดพลังงานเพียงครั้งเดียวแทบจะถึง 11%

อันที่สอง N.V เดียวกัน Yalovega แนะนำให้ติดตั้งไขลานแบบรวมฉากในมอเตอร์ AC แบบอะซิงโครนัสสามเฟสซึ่งมุมของการเลื่อนระหว่างเฟสมีสองค่าคือ 120 และ 90 องศา เขาพิสูจน์ว่าหากใช้แหล่งจ่ายไฟแบบสี่เฟสแล้วการผลิตไฟฟ้าจะลดลงได้สามถึงสี่เท่าด้วยหุ่นยนต์ที่มีประโยชน์ตัวเดียวกัน

การใช้มอเตอร์เหนี่ยวนำอย่างกว้างขวางพร้อมกับขดลวดแบบฉากตั้งฉากจะช่วยลดการผลิตไฟฟ้าโดยเฉลี่ยสามครั้ง นี่คือความจริงที่ว่าประมาณ 70% ของกระแสไฟฟ้าถูกใช้อย่างแม่นยำโดยมอเตอร์เหนี่ยวนำ ดังนั้นทางเลือกของระบบกระแสสามเฟสคือการทำให้มันเบาไม่เหมาะ

ที่สาม ในยุคโซเวียตระบบส่งกำลังไฟฟ้ากระแสตรงแบบกลับด้านได้ถูกสร้างขึ้นเชื่อมต่อสถานีไฟฟ้าพลังน้ำ Volga และสถานีย่อย Mikhailovsky (Donbass) ด้วยแรงดันไฟฟ้า 750 kV การปฏิบัติงานของระบบแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพสูง มันได้รับการพิสูจน์แล้วว่าการใช้กระแสตรงเพื่อส่งกระแสไฟฟ้าในระยะทางไกลมีข้อดีที่ชัดเจนกว่าระบบกระแสสลับ ประสิทธิภาพในวงจรกระแสตรงสามารถเข้าถึง 90% หรือมากกว่านั้น มันไม่ไร้ประโยชน์ที่ บริษัท พลังงานของญี่ปุ่นและสหรัฐอเมริกาได้พยายามซ้ำ ๆ เพื่อซื้ออุปกรณ์สำหรับสถานีไฟฟ้ากระแสตรง

ดังนั้นเราทุกคนจึงกลายเป็นตัวประกันของสถานการณ์ปัจจุบันในภาคพลังงาน เราถูกบังคับให้จ่ายค่าใช้จ่ายทั้งหมดในการขนส่งและการกระจายพลังงานด้วยแหล่งจ่ายไฟส่วนกลาง สถานการณ์แตกต่างกันเมื่อสร้างระบบจ่ายไฟอัตโนมัติ ผู้บริโภคเองมีอิสระที่จะเลือกสิ่งที่ดีที่สุดสำหรับเขากระแสสลับหรือกระแสตรง มีการ จำกัด ข้อ จำกัด เพียงอย่างเดียวโดยโหลดสุดท้ายที่ไม่สามารถทำงานในวงจร DC แต่นี่ไม่ใช่ปัญหาวันนี้

เป็นเวลาเกือบร้อยปีแล้วที่เทคโนโลยีการแปลงสภาพเกิดการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญและหาก 25 ปีที่แล้วอินเวอร์เตอร์และตัวแปลงเซมิคอนดักเตอร์เป็นส่วนหนึ่งของอุตสาหกรรมการป้องกันประเทศ เครื่องใช้ในครัวเรือนจำนวนมากมีแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตช์ที่สามารถทำงานได้ทั้งในวงจร AC และ DC

ดังนั้นเมื่อสร้างแหล่งพลังงานไฟฟ้าแบบอิสระมันจะดีกว่าที่จะให้ความสำคัญกับกระแสตรง อย่างไรก็ตามในกรณีนี้ไม่ได้โดยไม่มีปัญหา

หากเราวาดรูปแบบที่สมบูรณ์ของแหล่งจ่ายไฟอัตโนมัติโดยใช้อินเวอร์เตอร์จะกลายเป็นที่ชัดเจนว่าอย่างน้อยสามแยก jn จะเชื่อมต่อตามลำดับในวงจรระหว่างแหล่งที่มาและผู้บริโภค ในแต่ละช่วงการเปลี่ยนแรงดันตกจะอยู่ที่ประมาณ 1.5 V แรงดันตกรวมจะน้อยกว่า 4.5 V รวมกับการสูญเสียที่เหลือ

ดังนั้นเมื่อสร้างแหล่งพลังงานอิสระโดยใช้อินเวอร์เตอร์การใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแรงดันต่ำ 14, 28 V จึงไม่สามารถทำได้ ควรให้ความสำคัญกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีแรงดันเอาต์พุตที่ 230 V ซึ่งเป็นมาตรฐานสำหรับเครือข่ายในครัวเรือนและหากเป็นไปได้ที่จะถ่ายโอนกำลังของอุปกรณ์ไปยังกระแสตรงก็จะดีกว่าที่จะไม่ละเลย

เรามาถึงข้อสรุปนี้ในขณะที่การพัฒนาแหล่งพลังงานอิสระ มันจะน่าสนใจในการเรียนรู้ความคิดเห็นอื่น ๆ เป็นไปได้ว่าพวกเขาจะเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงไม่เพียง แต่ความคิดเห็นของเราเกี่ยวกับปัญหาที่มีอยู่

ใช่ Duyunov A.B. Pizhankov SI Levachkov