categorieën: Aanbevolen artikelen » Interessante feiten
Aantal keer bekeken: 81420
Reacties op het artikel: 14
Waarom de frequentiestandaard van 50 Hertz wordt gekozen in de stroomindustrie
Waarom zijn tot op de dag van vandaag in de energie-industrie voor de transmissie en distributie van elektriciteit overal frequenties van 50 en 60 Hz geselecteerd en geaccepteerd blijven? Heb je hier ooit over nagedacht? Maar dit is helemaal niet toevallig.
In de landen van Europa en het GOS wordt de standaard 220-240 volt van 50 hertz aangenomen, in de Noord-Amerikaanse landen en in de VS - 110-120 volt van 60 Hz en in Brazilië 120, 127 en 220 volt van 60 Hz. Trouwens, direct in de VS in het stopcontact kan het bijvoorbeeld 57 of 54 Hz blijken te zijn. Waar komen deze cijfers vandaan?
Laten we naar het verhaal gaan om dit onderwerp te begrijpen. In de tweede helft van de 19e eeuw bestudeerden wetenschappers uit vele landen van de wereld actief elektriciteit en zochten hiervoor naar praktische toepassingen. Thomas Edison vond zijn eerste gloeilamp uit en introduceerde daarmee elektrische verlichting. De eerste gelijkstroomcentrales werden gebouwd. Het begin van elektrificatie in de VS.
De eerste lampen waren boog, ze gloeiden met een elektrische ontlading die in de open lucht brandde, ontstoken tussen twee koolstofelektroden. De experimentatoren van die tijd ontdekten al snel dat het bij 45 volt was dat de boog stabieler werd, maar voor veilige ontsteking werd een resistieve ballast in serie geschakeld met de lamp, waarop ongeveer 20 volt viel tijdens de werking van de lamp.
Dus werd lange tijd een constante spanning van 65 volt aangelegd. Vervolgens werd het verhoogd tot 110 volt, zodat twee booglampen tegelijkertijd op het netwerk konden worden aangesloten.
Edison was een fanatieke supporter van DC-systemen, en de DC-generatoren van Edison werkten aanvankelijk zo, en leverden 110 volt DC aan consumentennetwerken.
Maar de DC-technologie van Edison was zeer, zeer kostbaar, economisch niet rendabel: het was nodig om veel dikke draden te leggen en de transmissie van de elektriciteitscentrale naar de consument overschreed een afstand van enkele honderden meters niet, aangezien de transmissieverliezen enorm waren.
Later werd een driedraads 220-volt DC-systeem geïntroduceerd (twee parallelle lijnen van elk 110 volt), maar de situatie met betrekking tot de efficiëntie van een dergelijke transmissie verbeterde niet significant.
later Nikola Tesla Hij ontwikkelde zijn eigen, volledig innovatieve alternators, en introduceerde een kosteneffectief systeem voor het overbrengen van elektriciteit op hoge spanningen van enkele duizenden volt, en elektriciteit kon duizenden meters worden doorgegeven, transmissieverliezen namen tientallen keren af. De gelijkstroom van Edison kon de concurrentie met de wisselstroom van Tesla niet doorstaan.
Transformatoren op ijzer verlaagden de hoogspanning tot 127 volt in elk van de drie fasen en leverden het aan de consument in de vorm van wisselstroom. Tijdens het gebruik van alternators, aangedreven door stoom of vallend water, roteerden hun rotors met een frequentie van 3000 tpm en zelfs meer.
Hierdoor konden de lampen niet flikkeren, asynchrone motoren normaal werken, bestand tegen nominale snelheid, en transformatoren om elektriciteit om te zetten, spanning te verhogen en te verlagen.
Ondertussen bleef in de USSR de spanning van de netwerken tot de jaren 60 op het niveau van 127 volt, toen met de groei van de productiecapaciteiten werd verhoogd tot 220 volt, die ons nu bekend zijn.
Dolivo-Dobrovolsky, zoals Tesla, die de mogelijkheden van wisselstroom bestudeerde, stelde voor om een sinusvormige stroom te gebruiken voor elektrische stroomtransmissie, en stelde voor om de frequentie in het bereik van 30 tot 40 hertz in te stellen. Later kwamen ze samen op 50 Hertz in de USSR en op 60 Hertz in de VS. Deze frequenties waren optimaal voor wisselstroomapparatuur, die in veel fabrieken werkte.
De rotatiefrequentie van een bipolaire alternator is 3000 of een maximum van 3600 tpm en geeft alleen de frequenties van 50 en 60 Hz tijdens het genereren. Voor normaal gebruik van de alternator moet de frequentie ten minste 50-60 Hz zijn. Industriële transformatoren zetten gemakkelijk wisselstroom van een bepaalde frequentie om.
Tegenwoordig is het in principe mogelijk om de frequentie van de transmissie van elektrische energie te verhogen tot vele kilohertz, en dus te besparen op materialen van geleiders in stroomtransmissielijnen, maar de infrastructuur blijft specifiek aangepast voor een huidige frequentie van 50 Hz, het was in eerste instantie zo ontworpen over de hele wereld, generatoren in kerncentrales draaien met dezelfde met een snelheid van 3000 tpm hebben ze nog steeds hetzelfde paar polen. Daarom is de aanpassing van stroomopwekkings-, transmissie- en distributiesystemen een kwestie van de verre toekomst. Daarom blijft 220 volt van 50 Hertz onze standaard tot nu toe.
Zie ook op electro-nl.tomathouse.com
: