Анонс: Вебинар для юрлиц-потребителей электроэнергии
Мы привыкли, что частота переменного тока в нашей розетке 50 Гц. Некоторые знают, что в Японии и США, например, 60 Гц.
Что за герцы такие? И почему так важно удерживать частоту на заданном уровне?
В одной из прошлых публикаций я рассказывал о том, почему в энергосистемах применяется именно переменный ток.
Сегодня расскажу вам о природе его переменности.
Начнём с самой цифры - 50 Гц.
На заре электрификации, когда все привычные нам элементы электросети еще только разрабатывались, шла борьба между системами токов: постоянной и переменной.
Постоянный ток - течёт в одном направлении, переменный - меняет свое направление определённое количество раз в секунду. Количество этих изменений определяется частотой переменного тока. А измеряется частота в величине, обратной размерности времени = 1/сек.
Её назвали Герц, в честь немецкого физика.
Система переменного тока в итоге победила, как более экономически эффективная и стала широко распространяться в мире.
Основным источником света тогда были дуговые лампы или лампы накаливания. Их особенность в том, что световой поток такой лампы зависит от приложенного к ней напряжения переменного тока.
Если частота его слишком маленькая, то изменения напряжения начинают быть видны невооружённым глазом. Лампа мерцает, что очень некомфортно для зрения человека.
Сама же частота напрямую связана с угловой скоростью вращения роторов генераторов, которые вырабатывают электроэнергию на станциях.
Чем больше частота, тем выше должна быть эта скорость.
Высокие скорости вращения должны выдерживать механизмы генераторов и турбин. А еще такие скорости необходимо суметь поддержать параметрами пара, подаваемым в паровые турбины.
В начале ХХ века ни то, ни другое не было так развито, как сейчас. Не было сверхпрочных сплавов, лопатки турбин не рассчитывались на суперкомпьютерах. А пар не умели нагревать и сжимать до сверхкритических параметров.
Тогда физики-электротехники всего мира вышли на диапазон 40-60 Гц, как самый оптимальный для работы электрооборудования генераторов и потребителей.
Исторически сложилась промышленная частота энергосистем равной 50 Гц в Старом свете и 60 Гц в Новом.
Интересная ситуация в Японии, где половина страны работает на 60 Гц, а вторая половина - на 50 Гц.
Почему же так важно держать частоту в энергосистеме на заданном уровне?
Российский ГОСТ на качество электроэнергии допускает отклонение частоты в нормальном режиме всего на 0,2 Гц в обе стороны.
На сайте Системного оператора частота в Единой энергосистеме отображается на главной странице в реальном времени, как главное мерило эффективности его работы.
Дело в том, что основными электроприёмниками будь то население или промышленность, являются электродвигатели. Холодильники, стиральные машины, станки, вентиляторы, прокатные станы, намоточные агрегаты - это всё электродвигатели.
Изменение частоты в питающей сети приводит к изменению скорости вращения этих двигателей. Само по себе это нарушает технологические процессы, что может приводить к массовому браку на производстве.
Особенно чувствительны к этому промышленники, производящие рулоны или мотки чего бы то ни было: пищевая плёнка, силовые кабели и т.д.
Кроме нарушения технологического процесса, нарушается работа самого электродвигателя - изменяется рабочий ток и напряжение, условия охлаждения, момент на валу.
Всё это создаёт условия для аварийного выхода электродвигателя из строя. На нефтехимических производствах это приводит к остановке целого завода и необходимости неделями вычищать застывший продукт, а то и менять технологическую линию полностью.
Поэтому Системный оператор так пристально следит за стабильностью частоты в энергосистеме.
А мы привыкли к 50 Гц, как величине постоянной, несмотря на переменность тока и напряжения.
.........................................................
+ об электроэнергии просто и понятно.
+ лайфхаки по снижению стоимости э/э для твоей компании
+ актуальные новости электроэнергетики России
