Kamu hizmeti şirketleri neden 50/60 Hz frekansta tedarik ediyor?

Sadece bana göre, Utility Şirketleri'nin dünya çapındaki yerli kullanıcılara 50 / 60Hz tedarik etmeleri beni etkiledi. 10 Hz veya 100 Hz olarak seçilmiş olabilir ... her neyse

50/60 rasgele seçildi mi? Yerli arzı 50/60 Hz ile sınırlandırma konusunda bir mantıklılık var mı (verimlilik, yapımı / kontrolü kolay) vb.

Başka bir deyişle, eğer bir güç sistemi tasarlıyorsam, neden başka bir frekans yerine 50/60 Hz seçmeliyim?

60 Hz, Nicolai Tesla tarafından yapılmış veya etkilenmiş olarak yapılan mühendislik değişimlerinin sonucuydu. AC'yi dağıtmanın ilk savunucularından biriydi ve DC'yi dağıtmak isteyen Edison'a başvurdu. Tradeoff, daha yüksek frekansla daha da küçülen, ihtiyaç duyulan makine ve transformatörlerin büyüklüğü ve frekansla artan bazı kayıplarla ilgiliydi. Dikkatli bir çalışmanın 60 Hz almaya karar verdiğini okudum.

50 Hz ise pazarlamadan kaynaklanıyordu. Kendisini ayırmak isteyen ve 50 Hz'yi Almanya'da ve daha sonra Avrupa'nın çoğunda standart olarak kullanmaya çalışan bir güç şebekesi ekipmanı üreticisi vardı. Bu, Amerikan 60 Hz cihazı ile rekabet etmek zorunda olmadıkları anlamına geliyordu. Dünyanın geri kalanı, ekipmanlarını kimden aldıklarına ve Avrupa'ya mı yoksa ABD'ye daha ekonomik bir şekilde bağlı olmalarına bağlı olarak, 60 veya 50 Hz ile sona erdi. Rusya, Avrupa 50 Hz standardını kabul ettiğinden, sovyet bloğunun tümü 50 Hz ülkesi oldu.

Bu aradığın şeye benziyor:

http://en.wikipedia.org/wiki/Utility_frequency

Elektrifikasyonun ilk günlerinde, hiç kimsenin hakim olmadığı çok fazla frekans kullanıldı (1918'de Londra'da 10 farklı frekans vardı). 20. yüzyıl devam ettikçe, 60 Hz'de (Kuzey Amerika) veya 50 Hz'de (Avrupa ve Asya'nın çoğu) daha fazla güç üretildi. Standardizasyon, elektrikli ekipmanlarda uluslararası ticarete izin verdi. Çok sonraları, standart frekansların kullanılması, elektrik şebekelerinin birbirine bağlanmasına izin verdi. II. Dünya Savaşı'ndan sonra uygun fiyatlı elektrikli tüketim mallarının ortaya çıkması ile daha düzenli standartların yürürlüğe girmesine kadar değildi.

İngiltere'de, 1904 gibi erken bir sürede 50 Hz'lik standart bir frekans ilan edildi, ancak diğer frekanslarda da önemli gelişme devam etti. [10] 1926'da başlayan Ulusal Şebekenin uygulanması, birbirine bağlı birçok elektrik servis sağlayıcısı arasındaki frekansların standartlaştırılmasını zorunlu kılmıştır. 50 Hz standardı tamamen II. Dünya Savaşı'ndan sonra tamamen kuruldu.

1900'lere gelindiğinde Avrupalı ​​üreticiler yeni tesisler için çoğunlukla 50 Hz'de standartlaştırdılar. 1902 yılında elektrik makinaları ve transformatörler için birinci standarttaki Alman VDE, standart frekanslar olarak 25 Hz ve 50 Hz önerdi. VDE fazla 25 Hz uygulama görmedi ve standardın 1914 baskısından düşürdü. Diğer frekanslardaki kalan tesisler İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra da devam etti. [9]

Rasmus Faber'in bahsettiği 1997 Edward L Owen sütununa ek olarak, burada bir başka güzel makale daha var: “Kuzey Amerika'da standart AC frekansı olarak 60 Hz teknik kökenleri” IEEE Power Engineering Review, Mart 1999, Paul Nixon, s. 35-37. Makalenin tamamı bir ödeme duvarının arkasında, ancak ilk sayfayı, aşağıda bağlantı vereceğim png resmi olarak gönderiyorlar.

Buradaki özellikle ilginç bölüm:

1889'ların sonunda ve 1890'ların başlarında, doğrudan eşleşmiş alternatörler deneysel aşamaya geliyorlardı. Bu makineler kayış tahrikli jeneratörlerden çok daha güvenilir olacaktı, ancak daha düşük hızlarda çalışacaktı. Daha düşük yapısal çalışma frekanslarına [133.3Hz'den daha fazla] ihtiyaç, yine yapısal ve mekanik kısıtlamalar nedeniyle ortaya çıktı. Örneğin, 100 dev / dak bir motorla doğrudan tahrik edilen bir alternatör, 133 1/3 Hz frekans üretmek için 160 kutup gerektirecektir. Bu tür inşaat yasaklayıcı olarak görülüyordu. Bu süre zarfında Westinghouse Co., zamanın sistem bileşenleri ve olası motor tahrikli jeneratör yapım kısıtlamaları bakımından hem elektriksel çalışma özelliklerini göz önünde bulunduran hem de motorlu jeneratör inşaat kısıtlamaları hakkında bir mühendislik çalışması yaptı. Dakikada 200 dönüşüm (60Hz2 kutup) daha sonra elde edilebilecek olan motor hızları için istenen kadar yüksek bir frekanstı. 60Hz aslında dikkatlice seçilmiş bir uzlaşmaydı. Daha yüksek frekansların var olan trafolar için daha iyi olacağı düşünülürken, düşük frekanslar motor tipi jeneratörler için daha iyi olabilirdi. 60 Hz ilk olarak 1890'da ticari olarak ortaya çıktı. Önceki ac sistemleri (140, 133 1/3, 125 Hz) gibi en eski 60 Hz sistemlerinin hepsi tek fazlıydı.

1892'ye gelindiğinde, çok sayıda Westinghouse tarafından tasarlanmış 60 Hz merkez istasyonu mevcuttu ve 60Hz ac işinin payını yüksek frekanslardan devralmıştı.

_{(kaynak: ieee.org )}

Bu nedenle temel olarak bazı frekanslarda rastlantısal uzlaşmaya yol açan traverslere (yüksek frekanslarda daha iyi transformatörlere karşı, elektrik makinelerini düşük frekanslarda daha iyi, bugün hala büyük ölçüde doğrudur), biraz da olsa keyfi bir uzlaşmaya yol açıyor.

Owen makalesinde ayrıca, Güney Kaliforniya’nın 1948’de 60Hz’e dönüşüm tamamlanıncaya kadar 50Hz’den yukarı çıktığı belirtiliyor. Japonya'nın yarısı 50 Hz yoluna kondu. Bir yıldan biraz sonra GE, Osaka'daki elektrik şirketine 60Hz jeneratör sattı ve Japonya'nın Batı yarısı 60 Hz yoluna koyuldu. " Sonunda çoğunlukla atalet / ağ etkileri gibi görünüyor - büyük altyapı projelerini değiştirmek için çok acı verici.

Gönderen Güç Frekansı olarak 60-Hz Origins (IEEE Sanayi Uygulamaları Dergisi, Aralık 1997, Edward L. Owen tarafından "Geçmiş" sütunu ):

"seçim 50 ila 60 Hz arasındaydı ve her ikisi de ihtiyaçlara eşit olarak uyuyordu. Bütün faktörler göz önüne alındığında, her iki frekansı da seçmek için zorlayıcı bir sebep yoktu. Son olarak, 60-Hz'de standartlaştırma kararı alındı. can sıkıcı ışık titremesi üretme olasılığı daha düşüktü. ”

Tesla'nın Edison'la AC / DC savaşını kazanmasının ardından ABD'de 60Hz frekansını çok fazla etkilediğine ve daha az ya da çok dikta ettiğine inanıyorum. Ayrıca, o zaman floresan tüpü icat etmişti ve fosfor çürüme süresi muhtemelen daha kısaydı ve bu hızda 2x ışık yayan 50Hz'de daha titremekteydi.

Alman VDE, 1900'lü yılların başlarında ve Avrupa’nın standartlarına hâkim oldu ve Matt’in dün dediği gibi II.

Elektrik şebekesi nakliyesi için başka bir sistem var. Onun adı HVDC. Ne yazık ki geriye dönük hesaplanabilirlik gereklilikleri oldukları için, standart frekans gelecekteki kullanım için Rubidyum kadar katıdır. Bu yüzden uzun mesafeli dağıtımdan sonra AC'ye geri dönmek için devasa vakum tüplü invertörler kullanırlar.

Başka bir örnek, DC çekiş motorlarının akülerden çalışabilmesi için sadece akülerde depolamak üzere Dizel trenlerdeki değişken frekans jeneratörleridir. Bu en verimli ekonomik yoldur, çünkü 50 veya 60Hz ile bağları yoktur.

Ruslar ve diğerleri MagnetoHydroDynamic (MHD) jeneratörlerini , hareketli parçaları ve alanları> 1 T olmadan denemişlerdir .

Bazı durumlarda bu jeneratörler 4-6 kHz aralığında çalışır.

Edison'un gününde HVDC'nin nasıl dağıtılacağını bilselerdi, Tesla, transformatör kademeli artış ve dağıtım maliyetlerindeki düşüş, endüksiyon motorlarının fırça tipi DC'ye göre güvenilirliği ve diğer nedenlerle kazandığı savaşı kaybedecekti.

İnsan gözünün "tazeleme oranı", yaklaşık 60 Hz civarında. Bu, güç üretiminin frekans seçiminde belirleyici bir faktördü; Fizibilite için mümkün olduğu kadar düşük bir frekansta olacak şekilde tasarlanmıştır ve bu nedenle 60hz civarında (dünyanın çeşitli yerlerinde 50) biter

100 yıl önce alabileceğiniz en büyük yüksek güçlü türbin jeneratörünün 8 veya 16 kutuplu 3 fazlı 250 RPM olduğunu ve çok hızlı çalıştırmanız durumunda rezonansa girdiğini ve çok yavaş, verimsiz olduğunu hayal edin. o zaman DC yerine AC kullanarak iletmeye ve bir ülkede 25 Hz ile 50 Hz ile son bulmaya karar verirseniz, eğer 60Hz kullanıyorsak o zaman tüm saatlerimiz daha doğru olacaktır.

Daha sonra IBM, her dersi senkronize etmek için her sınıfa giren otomatik bir senkronize manyetik saati icat etti çünkü 50 Hz uzunluğunda 60 Hz güç kullandılar ve saatleri icat ettiler. 60 HZ'ye dayanıyor ancak Avrupa kimin umurunda olduğunu söylüyor, türbinler 250 RPM'de daha iyi ve gücü paylaşmak istiyorsak Avrupa'daki herkesi değiştirmeyi göze alamayız. Ayrıca, birden fazla kişinin aynı fikirde olması gerekiyorsa, hiçbir zaman aynı mükemmel küresel cevabı veremezsiniz.

Kesin cevabı bilmiyorum, ancak büyük makinelerin elektromekanik maliyet konularının tarihçesine ve olasılığına dayanan birini hayal edebiliyorum

ve bir AC şebekesinde gücü ileri geri paylaşmak istiyorsanız ... bu, 10 ^ 15'inci güçte 1 ile eşzamanlı ve sıfırdan daha büyük olan, seslerden daha zordur. nedenleri ... Şebeke gücünü paylaşmanın bazı yolları yüksek voltaj DC veya motor jeneratörünü kullanmak veya HVDC'den faz düzeltmeli senkronize invertörler kullanmak ...

bu yüzden AB 50, Kuzey Amerika 60 ve Japonya hem hem Afrika hem de eşitleme sorunları ve birçok elektrik kesintisi var. Hangi konuda karar verirseniz verin, gücü satmak için ihtiyaç duyduğunuz şeylerle değiştirmeyin.

(Erkek kardeşim Afrika’da çok çalıştı ve bana evinde buzdolabı motorları ve dizüstü bilgisayar malzemeleri de dahil olmak üzere her cihazı yaktığını söyledi. Kırsal Uganda’da ..