DC maitinimo sistemų ateitis?

Dvidešimtojo amžiaus pradžioje tarp specialistų vyko aršios diskusijos dėl nuolatinės ir kintamos srovės grandinių naudojimo energijos tiekimui pranašumų ir trūkumų. Taip atsitiko, kad pirmenybė buvo teikiama trifazėms kintamosios srovės grandinėms. Pramonininkai, apskaičiavę kapitalo išlaidų apimtį elektros energijos tiekimo sistemoms kurti, pasirinko, atrodo, optimaliausią variantą.

Lemiamą vaidmenį plačiai paskirstant trifazius kintamos srovės tinklus vaidino paprastumas gauti sukimo momentą su minimaliu fazių skaičiumi. Dėl nuolatinės srovės buvo pateikti tokie argumentai, kaip variklių brangumas ir mažas patikimumas, energijos konvertavimo sudėtingumas. Bet tai buvo tada. Kas dabar? Praktinė patirtis, įgyta per daugelį metų plėtojant elektros energijos pramonę, mano nuomone, duoda griaunamus rezultatus.

Pirmasis. Iš kurso teoriniai elektrotechnikos pagrindai Yra žinoma, kad norint perduoti maksimalią galią apkrovai kintamos srovės grandinėse, turi būti įvykdyta vienodo šaltinio atsparumo linijų pasipriešinimui ir apkrovos sąlyga. Darytina išvada, kad teoriškai pasiekiamas kintamosios srovės grandinių efektyvumas yra 33%.

Praktinės energijos schemos energijos transportavimo nuostoliams sumažinti yra susijusios su tam tikru įtampos konvertavimu. Bent jau tai ne mažiau kaip penkios transformacijos, kurių kiekviena naudoja savo transformatorių. Jei imsime kiekvieno optimaliai pakrauto transformatoriaus efektyvumą lygų 0,9, tada bendras transformacijos efektyvumas bus 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 = 0,59049, o energijos tiekimo efektyvumas - 0,33 0,59049 = 0. 1 948 617.

Atsižvelgiant į tai, kad transformatorių galia parenkama atsižvelgiant į rytinę ir vakarinę apkrovų maksimalias vertes, jų realus vidutinis svertinis transformatorių efektyvumas yra mažesnis nei 0,9, todėl realus energijos tiekimo efektyvumas yra mažesnis nei 0,195. Taip yra neatsižvelgiant į nuotėkio sroves, reaktyviosios srovėsharmonikos ir kiti malonumai.

Metalurgijos gamyklose K. V. Yalovegos atlikti tyrimai parodė, kad darbinės mašinos velene naudingos energijos pavidalu turime tik apie 2,4% energijos, tiekiamos elektrinės generatoriaus velenui. Neatsitiktinai vietinių vėjo turbinų efektyvumas dirbant prie vieno elektros tinklo vos siekia 11%.

Antrasis. Ta pati N.V. „Yalovega“ pasiūlė stačiakampius kombinuotus apvijus įrengti trifaziuose asinchroniniuose kintamosios srovės varikliuose, kuriuose poslinkio kampas tarp fazių turi dvi reikšmes - 120 ir 90 laipsnių. Jis įrodė, kad priėmus keturių fazių energijos tiekimą, tuo pačiu naudingu robotu elektros energijos gamyba gali būti sumažinta nuo trijų iki keturių kartų.

Plačiai naudojant indukcinius variklius su stačiakampėmis apvijomis, elektros energijos gamyba sumažėtų vidutiniškai tris kartus. Taip yra dėl to, kad maždaug 70% elektros energijos sunaudojama būtent indukciniuose varikliuose. Taigi, švelniai tariant, trifazės srovės sistemos pasirinkimas nebuvo optimalus.

Trečioji. Sovietmečiu buvo pastatyta grįžtamoji nuolatinės srovės energijos perdavimo sistema, jungianti Volgos hidroelektrinę ir Michahalovskio pastotę (Donbasas), kurios įtampa siekia 750 kV. Sistemos eksploatavimo praktika parodė jos aukštą efektyvumą. Įrodyta, kad nuolatinės srovės naudojimas, norint perduoti elektrą dideliais atstumais, turi aiškių pranašumų, palyginti su kintamos srovės sistema. Nuolatinės srovės grandinių efektyvumas gali siekti 90% ar daugiau. Ne veltui sakoma, kad Japonijos ir JAV energetikos kompanijos ne kartą bandė įsigyti nuolatinės srovės pastočių įrangos.

Taigi visi tapome dabartinės energetikos sektoriaus padėties įkaitais. Esame priversti apmokėti visas energijos transportavimo ir paskirstymo išlaidas, naudojant centralizuotą energijos tiekimą. Kuriant autonomines energijos tiekimo sistemas, padėtis kitokia. Pats vartotojas gali laisvai pasirinkti, kas jam yra geriausia, kintamąją ar nuolatinę srovę. Vienintelį apribojimą nustato galutinės apkrovos, kurios negali veikti nuolatinės srovės grandinėse. Tačiau tai nėra problema šiandien.

Beveik šimtą metų konvertavimo technologija patyrė reikšmingų pokyčių, ir jei prieš 25 metus keitikliai ir puslaidininkių keitikliai buvo gynybos pramonės prerogatyva, šiandien jie plačiai naudojami pramonėje ir kasdieniame gyvenime. Daugelyje buitinių prietaisų yra perjungimo maitinimo šaltiniai, kurie gali veikti tiek kintamos, tiek nuolatinės srovės grandinėse.

Todėl, kuriant autonominius elektros energijos šaltinius, geriau teikti pirmenybę nuolatinėms srovėms. Tačiau šiuo atveju ne be problemų.

Jei nubraižysime visą autonominio energijos tiekimo schemą, naudodami keitiklį, paaiškės, kad grandinėje tarp šaltinio ir vartotojo bus nuosekliai sujungtos mažiausiai trys pn sankryžos. Kiekviename perėjime įtampos kritimas bus apie 1,5 V, bendras įtampos kritimas - bent 4,5 V. Plius likę nuostoliai.

Todėl kuriant autonominius energijos šaltinius naudojant keitiklius, žemos įtampos generatorių 14, 28 V naudojimas yra nepraktiškas. Pirmenybė turėtų būti teikiama generatoriams, kurių išėjimo įtampa yra 230 V. Tai yra buitinių tinklų standartas. Ir jei įmanoma perduoti įrangos galią nuolatinėms srovėms, geriau to nepaisyti.

Mes padarėme tokią išvadą kurdami autonominius energijos tiekimo šaltinius. Būtų įdomu sužinoti kitų nuomones. Gali būti, kad jie kardinaliai pakeis ne tik mūsų požiūrį į esamą problemą.

TAIP. Duyunovas. A.B. Pajankovas. S.I. Levačkovas