Kakva je tenzija u Americi. Operator sistema Jedinstvenog energetskog sistema

Kretanje elektrona u žici prvo u jednom, a zatim u drugom smjeru naziva se jedna oscilacija. naizmjenična struja. Nakon prve oscilacije slijedi druga, zatim treća itd. Kada struja fluktuira u žici, oko nje se javlja odgovarajuća oscilacija magnetnog polja.

Vrijeme jedne oscilacije naziva se period i označava se slovom T. Period se izražava u sekundama ili u jedinicama koje čine djeliće sekunde. Tu spadaju: hiljaditi dio sekunde - milisekunda (ms), jednaka 10 -3 s, milioniti dio sekunde - mikrosekunda (μs), jednaka 10 -6 s, i milijarditi dio sekunde - nanosekunda (ns), jednako 10 -9 s.

Važna veličina koja karakteriše je frekvencija. Predstavlja broj oscilacija ili broj perioda u sekundi i označava se slovom f ili F. Jedinica frekvencije je herc, nazvana po njemačkom naučniku G. Hertzu i skraćena kao Hz (ili Hz). Ako se jedna potpuna oscilacija dogodi u jednoj sekundi, tada je frekvencija jedan herc. Kada se napravi deset vibracija u jednoj sekundi, frekvencija je 10 Hz. Učestalost i period su recipročni:

i

Na frekvenciji od 10 Hz, period je 0,1 s. A ako je period 0,01 s, tada je frekvencija 100 Hz

U AC električnoj mreži frekvencija je 50 Hz. Struja teče pedeset puta u sekundi u jednom smjeru i pedeset puta u suprotnom smjeru. Sto puta u sekundi dostiže vrijednost amplitude i sto puta postaje jednaka nuli, tj. mijenja smjer sto puta kada prolazi kroz nultu vrijednost. Lampe povezane na mrežu prigušuju se stotinu puta u sekundi i bljeskaju jače isto toliko puta, ali oko to ne primjećuje zbog vizualne inercije, odnosno sposobnosti pohranjivanja primljenih utisaka oko 0,1 s.

U proračunima s naizmjeničnim strujama koristi se i kutna frekvencija ω, jednaka je 2πf ili 6,28f. Ne treba ga izraziti u hercima, već u radijanima po sekundi (radijan je ugao 2π puta manji od 360 °).

Naizmjenične struje se obično dijele po frekvenciji. Struje sa frekvencijom manjom od 10.000 Hz nazivaju se niskofrekventne struje (LF struje). Ove struje imaju frekvenciju koja odgovara frekvenciji različitih zvukova ljudskog glasa ili muzičkih instrumenata, pa se inače nazivaju strujama audio frekvencije (sa izuzetkom struja ispod 20 Hz, koje ne odgovaraju audio frekvencijama). U radiotehnici, niskofrekventne struje su od velike koristi, posebno u radiotelefonskom prenosu.

Međutim, glavnu ulogu u radio komunikacijama imaju naizmjenične struje frekvencije veće od 10.000 Hz, koje se nazivaju visokofrekventne struje ili radio-frekvencije (HF struje). Za mjerenje frekvencije ovih struja koriste se jedinice: kiloherc (kHz), jednak hiljadu herca, megaherc (MHz), jednak milion herca, i gigaherc (GHz), jednak milijardi herca. Inače, kiloherci, megaherci i gigaherci označavaju kHz, MHz, GHz. Struje sa frekvencijom od stotine megaherca i više nazivaju se struje supervisoke ili ultravisoke frekvencije (UHF i UHF).

Radio stanice rade koristeći visokofrekventne naizmjenične struje sa frekvencijom od stotine kiloherca i više. U modernoj radiotehnici, za posebne namjene, koriste se struje s frekvencijom od milijardi herca, a postoje i uređaji koji omogućavaju precizno mjerenje tako ultravisokih frekvencija.

Kućanski aparati iz Koreje ili bilo koji drugi uređaji strane proizvodnje često su dizajnirani da rade iz električne mreže s frekvencijom naizmjenične struje od 60 Hz. Naravno, vlasnici takvih uređaja imaju razumno pitanje - mogu li se koristiti u Rusiji ili drugim zemljama s frekvencijom napajanja od 50 Hz? Odgovor je jednostavan kao tablica množenja: možete! Ali s obzirom na to da je oprema dizajnirana da se napaja mrežom napona od 220-230 volti. Na primjer, ako natpisna pločica korejskog sokovnika ima radnu frekvenciju od 60 Hz i napon od 220-230V, tada će uređaj raditi ispravno.

Odakle su uopće došli?

Svijet je počeo da se elektrificira krajem 19. i početkom 20. stoljeća. U Americi su Edison i Westinghouse stajali na njenom početku, Evropu su na elektroprivredu „navikli“ uglavnom inženjeri njemačke kompanije Siemens. Standardne frekvencije od 50 i 60 Hz birane su, općenito, relativno nasumično iz raspona od 40...60 Hz. Ovdje granice raspona nisu odabrane slučajno: na frekvenciji ispod 40 Herca nisu mogle raditi lučne lampe, koji su u to vrijeme bili glavni električni izvor veštačko osvetljenje, a na frekvenciji iznad 60 Hz - nije radilo asinhronih elektromotora nacrti Nikole Tesle, najčešći u tom periodu...

U Evropi je izabran standard od 50 Hz (" zlatna sredina”!”), Amerikanci su usvojili standard od 60 Hz - lučne lampe su radile stabilnije na ovoj frekvenciji. Prošlo je više od jednog stoljeća, lučne lampe su postale rijetkost, ali standardi su ostali - a ova razlika od 10 Hz praktički nema utjecaja na performanse električne opreme. Mnogo važniji je napon u električnoj mreži - u mnogim zemljama je otprilike upola manji nego u Rusiji! A frekvencija... u Japanu, na primjer, trećina prefektura ima standard od 60 Hz, a preostale dvije trećine imaju standard od 50 Hz.

Može? Može!

Možemo sa sigurnošću reći da performanse kućanskih aparata ne ovise o frekvenciji napajanja. Sa stanovišta fizike općenito, a posebno elektrotehnike, ovo je sasvim očito: na osovini 60 Hz AC elektromotora spojenog na mrežu od 50 Hz, brzina rotacije će se smanjiti za samo nekoliko posto; malo smanjiti snagu samog elektromotora. Drugim riječima, radit će u nježnom režimu - u istim, na primjer, hladno prešanim pužnim sokovnicima, ovo je samo na bolje.

U uređajima sa motorima jednosmerna struja frekvencija napajanja uopće ne igra nikakvu ulogu - ispravljačke diode ugrađene u napajanje mogu podnijeti napon bilo kojeg oblika i "herca". Razlika u veličini ispravljenih napona koja nastaje zbog promjene frekvencije opskrbne mreže bit će jednostavno oskudna; pored toga, ispravljeni napon se obično stabilizuje elektronskim "punjenjem" uređaja.

Sve navedeno apsolutno vrijedi za kućanske aparate koji imaju ugrađeno ili eksterno prekidačko napajanje. Situacija je još jednostavnija ako napajanje uključuje konvencionalni step-down transformator - njegove izlazne karakteristike se neznatno mijenjaju od promjena frekvencije napona u primarnom namotu. Performanse druge vrste uređaja - grijanja - uopće ne ovise o frekvenciji opskrbne mreže, za takve uređaje je veličina mrežnog napona mnogo važnija ...

Može! Samo... pažljivo!

Uređaji dizajnirani da se napajaju iz mreže od 60 Hz mogu se bezbedno priključiti na napajanje od 50 Hz. To, inače, potvrđuje i jedna ne previše poznata činjenica: ako otvorite neki prilično stari uređaj sa elektromotorom - usisivač, fen, mikser, hladno ceđeni sokovnik - i pažljivo pročitate natpisi na natpisnoj pločici motora, možete vidjeti: "mrežna frekvencija ... 50-60 Hz"! Frekvencija od 60 Hz se koristi u tehnici iz Koreje, SAD, Japana i nekih drugih zemalja. Stoga, ako ste naručili, na primjer, sokovnik iz Koreje, sada znate da, iako se njegova radna frekvencija razlikuje od naših mreža, možete spojiti uređaj!

Iskreno, treba napomenuti da još uvijek postoji vrsta električnih uređaja koje je bolje ne uključivati ​​u domaću električnu mrežu - ovo je električna oprema koja koristi jednofazni asinhroni motor. A poenta ovdje nije čak ni u tome da za takve elektromotore brzina rotacije ne ovisi o frekvenciji opskrbne mreže, već o opterećenju koje se primjenjuje na osovinu - činjenica je da je, zbog principa njihovog rada, asinkrono elektromotori su vrlo osjetljivi na frekvenciju mreže pri pokretanju. Dizajniran za 60 Hz, "asinhroni" na 50 Hz jednostavno se neće pokrenuti... Na primjer, isti sokovnik iz Koreje može imati iste 60 Hz u svojim karakteristikama, ali ako ima drugačiji tip motora, onda budite spremni zbog činjenice da se uređaj neće uključiti. Isto važi i za bilo koju opremu iz Koreje, Japana, SAD.

Evo na šta još trebate obratiti pažnju pri odabiru opreme iz Koreje, Japana, Tajvana, SAD-a i niza drugih zemalja - zahtjeve za veličinu napona napajanja! U mnogim zemljama koje proizvode opremu (Koreja, Japan, itd.), električne mreže imaju radni napon od 110 V, a ne 220, kao mi. Uređaj dizajniran za 110 V bez prijelaznog transformatora možete uključiti samo jednom - prvi i posljednji ... u najboljem slučaju, uređaj će "izgorjeti", u najgorem, eksplodirati će vam pravo u rukama! Stoga, ako je sokovnik iz Koreje ili druge zemlje i ima radni napon od 110 V, onda takav uređaj nije prikladan za naše mreže. Prilikom odabira hladno ceđenog sokovnika obratite pažnju na radni napon uređaja - on mora biti 220V!

Oprema za ruske mreže

Za one kojima se naš članak nije činio uvjerljivim, postoje analozi najpopularnije opreme na tržištu, stvoreni posebno za ruske uvjete. Ovu tehniku ​​predstavlja brend sa velikim asortimanom inovativnih tehnologija za život. Visoka snaga, nova generacija hladno prešana i još mnogo toga mogu se kupiti bez straha da će doći do neusklađenosti sa lokalnom električnom mrežom. Proizvodi ovog brenda imaju najbolju vrijednost za novac, a nude i rješenja za privatni segment i za mala preduzeća.

Hz (herc)
Frekvencija se mjeri u hercima, označena slovom "F" (broj pojavljivanja događaja u sekundi). Pa, na primjer, puls osobe je 60 otkucaja u minuti, što znači da je frekvencija kojom srce kuca F=60/60=1 Hz. Prilikom reprodukcije vinilne ploče, ona pravi 33 obrtaja u minuti - F=33/60=0,55 Hz. Brzina osvježavanja ekrana CRT monitora je 200 Hz, što znači da elektronski snop "prolazi" kroz ekran 200 puta u sekundi.

U odnosu na energiju, pod frekvencijom se podrazumijeva frekvencija naizmjenične električne struje u elektroenergetskom sistemu. Ili kažu "industrijska frekvencija". Mi i u Evropi imamo frekvenciju od 50 Hz. U SAD i Japanu 60 Hz. Šta to znači? To znači 50 puta u sekundi struja teče sa povećanjem-smanjenjem (prema sinusoidi) u jednom smjeru, 50 puta u drugom. Nekoliko riječi zašto je industrijska frekvencija točno 50 ili 60 Hz. Samo što se frekvencija struje pojavljuje zbog rotacije rotora generatora. Ako povećate brzinu rotora (i, shodno tome, frekvenciju u elektroenergetskom sistemu), dizajn generatora morate učiniti izdržljivijim. I nemoguće je povećati snagu do beskonačnosti, bilo koji konstrukcijski materijal ima ograničenje. Ukratko, 50-60 Hz je balans mnogih tehničkih ograničenja.

Kada nema problema sa frekvencijom, ova vrijednost se ne pominje u novinarskim materijalima. Ali to možda nije uvijek slučaj. Do čega može dovesti odstupanje frekvencije od nominalne (imamo 50 Hz)? Do teške nesreće! Kada je frekvencija viša od nominalnih 50 Hz, na rotirajući rotor generatora i turbine djeluju centrifugalne sile veće veličine od onih koje su inherentne njihovom dizajnu. To može dovesti do njihovog uništenja. Naravno da postoji automatizacija. Ako F dostigne 55 Hz, jedinica će se automatski isključiti iz mreže kako bi se spriječilo oštećenje. Ako je frekvencija ispod 50 Hz, dolazi do smanjenja performansi svih elektromotora (smanjenje njihove brzine rotacije) priključenih na elektroenergetski sistem – kako onih koji obezbjeđuju rad pokretnih stepenica u supermarketu, tako i onih koji rotiraju transportnu traku. pojas u fabrici, i one koje obezbeđuju proces proizvodnje električne energije u elektranama. Posljednji je najopasniji. Frekvencija se smanjuje, proizvodnja električne energije se smanjuje, što dovodi do još većeg smanjenja frekvencije, kao rezultat toga - elektrane jednostavno mogu "ići na nulu" (ako frekvencija padne na 45 Hz), ovo je potpuna otplata, kako kažu, zamračenje . Naravno, tu je i automatizacija. Kako bi se spriječilo duboko smanjenje frekvencije, neki potrošači se automatski isključuju, uključujući i one "kućne". Gore su naravno ekstremni slučajevi nesreća. Ali frekvencija može odstupati i za manje vrijednosti. Ovo je takođe loše. A sistem napajanja obezbjeđuje automatizaciju kako bi se to izbjeglo. Evo malo sam naslikao kako to radi, ako vas zanima pročitajte.

Još malo teorije (budite strpljivi, pošto smo stigli). Frekvencija u sistemu, vrijednost od tačno 50 Hz može biti samo u jednom slučaju - ako se u svakom trenutku generiše tačno onoliko aktivne snage koliko se potroši. Ako se ova ravnoteža naruši, frekvencija "vodi" na jednu ili drugu stranu, a to dovodi do nesreće. Zamislite bilo koje drugo poduzeće (tvornicu namještaja, pekaru, tvornicu automobila) i isti zadatak - svaki djelić sekunde proizvesti točno onoliko proizvoda koliko je potrošačima potrebno. Vidite koliko je složena proizvodnja elektroenergetika. Ono što je ovdje zanimljivo - ako je frekvencija veća od 50 Hz, onda generatori proizvode više snage od snage svih potrošača, dobro, to se lako liječi - smanjuje se izlaz u elektranama, i to je sve. Ako je frekvencija ispod 50 Hz, potrošnja energije je veća od generirane snage. A ako je frekvencija uvijek ispod 50 Hz, onda postoji nedostatak struje u elektroenergetskom sistemu. Elektrane nisu izgrađene na vrijeme - to je veliki problem.

Danas nam Rusija pruža visokokvalitetnu frekvenciju od 50 Hz. Tamo se nalaze regulatori frekvencije velike brzine s utjecajem na ruske stanice. Kada uključite peglu, negdje daleko u Rusiji, generator se opterećuje sa dodatnih 1,5 kW, i obrnuto (ovo je malo pojednostavljeno, ali uglavnom je tako). Ni u UES Kazahstana, ni u energetskim sistemima Centralne Azije, danas ne postoje sistemi koji vam omogućavaju da frekvenciju držite "u skladu" na nivou od 50 Hz. Ako se odvojimo od Rusije (električno), frekvencija će nam fluktuirati, što je jako loše.

I još nešto - frekvencija je globalni faktor. Tako je svuda u elektroenergetskom sistemu. I u Kazahstanu i širom Rusije (dio koji je dio EEZ) isto je u isto vrijeme. Ako se u nekom dijelu frekvencija promijenila, onda je ovaj dio električno isključen (zbog havarije ili iz drugih razloga) i izolovan od glavnog elektroenergetskog sistema.

Samo mi nemoj reći: “Tata, s kim si sad pričao?”. Šalim se, naravno :) Idemo dalje.

EEC - Jedinstveni elektroenergetski sistem. Ovo je skup elektrana, trafostanica i dalekovoda povezanih jednim zajedničkim tehnološkim načinom rada. Ukratko, sve što radi "paralelno" i što je međusobno povezano (sve što je međusobno povezano dalekovodima) čini EEZ. I iako postoje UES Kazahstana i UES Rusije, to je zapravo više politička podjela, „električno“ je sve to jedan energetski sistem, koji se nekada zvao UES SSSR-a. Ali, na primjer, elektroenergetski sistem Australije nije uključen u naš UES, jer nije povezan s nama dalekovodima.

CL - kablovsku liniju prijenos struje - kabel je položen pod zemljom, naravno sa snažnom izolacijom. Cijena kablovskih vodova mnogo je skuplja od nadzemnih vodova, pa je u SSSR-u bilo uobičajeno polagati kablovske vodove samo unutar naselja kako se ne bi narušio izgled. Takvo divljaštvo, kao u drugim zemljama, kada se sva crijeva razmotaju po ulicama, ovdje nećete naći.

Prvi kablovski vod nije dizajniran da prenosi električnu energiju, već da prenosi signale. Američki Kongres je 1843. godine raspisao tender za izgradnju eksperimentalne telegrafske linije, na kojem je pobijedio Morse (nama poznat po "Morseovom kodu"), pa su odlučili da prugu polažu pod zemljom. Međutim, zbog činjenice da je Morseov pratilac odlučio uštedjeti novac na izolaciji za žice, umjesto linije, došlo je do jednog kontinuiranog kratkog spoja (takve se situacije događaju i danas, kada trgovci počnu kontrolirati tehničare). I više nego dovoljno novca je već potrošeno. Inženjer Cornell, koji je učestvovao u projektu, predložio je takav izlaz iz situacije - postaviti stubove duž rute i objesiti gole telegrafske žice direktno na ove stupove, koristeći vratove od staklene boce. Tako se pojavio nadzemni telegrafski vod, električni nadzemni vod je praktički njegova kopija, a ni danas se dizajn nije iz temelja promijenio.

VL - nadzemni dalekovod. Služi za prenos električne energije kroz žice koje su izolovane okačene sa nosača. Što je veći radni napon nadzemnog voda, veći su oslonci i veći je broj izolatora u vijencu. Na DV 6,10 kV postoji samo jedan izolator, na DV 35 kV 2 izolatora, na DV 110 kV 6 izolatora, na DV 220 kV 12 izolatora, na DV 500 kV 24 izolatora, tako da izgled nije teško odrediti radni napon nadzemnog voda.

hidroelektrana - hidroelektrana (može značiti i hidroelektranu, pokušajte da ne koristite kolokvijalno "hidrostanica" - po mom mišljenju, zvuči vulgarno). Hidroelektrana je elektrana u kojoj se električna energija dobija pretvaranjem energije vode (tok vode okreće turbinu). U Kazahstanu nema mnogo velikih hidroelektrana. Ako se poredi po kapacitetu, onda sve HE neće činiti više od 10% svih proizvodnih kapaciteta u UES. Ovo je loše. Da bi energetski sistem bio samodovoljan potrebno je u sistemu imati bar 20-30% HE, ali šta da se radi - vodni resursi nije dovoljno. Prednost hidroelektrane je njena velika manevarska sposobnost. Takve stanice mogu brzo podići opterećenje i brzo ga izbaciti (ovo je neophodno za preciznu kontrolu frekvencije na nivou od 50 Hz). Koje hidroelektrane imamo?