|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
SEJARAH TEKNOLOGI, TEKNOLOGI, OBJEK DI SEKITAR KITA
Penghantaran elektrik pada jarak jauh. Sejarah ciptaan dan pengeluaran
Buku Panduan / Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita Talian penghantaran kuasa (TL) - salah satu komponen rangkaian elektrik, sistem peralatan kuasa yang direka untuk menghantar elektrik melalui arus elektrik. Juga, talian elektrik sebagai sebahagian daripada sistem sedemikian yang melangkaui loji kuasa atau pencawang.
Pada pertiga terakhir abad ke-XNUMX, masalah tenaga menjadi sangat teruk di banyak pusat perindustrian besar di Eropah dan Amerika. Bangunan kediaman, pengangkutan, kilang dan bengkel menuntut lebih banyak bahan api, yang terpaksa dibawa dari jauh, akibatnya harganya sentiasa meningkat. Dalam hal ini, di sana sini mereka mula beralih kepada kuasa hidro sungai, yang jauh lebih murah dan lebih mudah diakses. Pada masa yang sama, minat terhadap tenaga elektrik semakin meningkat di mana-mana. Telah lama diperhatikan bahawa jenis tenaga ini sangat mudah: elektrik mudah dijana dan sama mudahnya ditukar kepada jenis tenaga lain, mudah dihantar dari jauh, dibekalkan dan dihancurkan. Stesen janakuasa pertama biasanya merupakan penjana elektrik yang disambungkan kepada enjin stim atau turbin, dan bertujuan untuk membekalkan elektrik kepada objek individu (contohnya, bengkel atau rumah, dalam kes yang teruk, satu perempat). Dari pertengahan 80-an, stesen janakuasa pusat bandar mula dibina, menyediakan arus terutamanya untuk pencahayaan. (Loji janakuasa yang pertama dibina pada tahun 1882 di New York di bawah arahan Edison.) Arus ini dihasilkan oleh enjin wap yang berkuasa. Tetapi pada awal tahun 90-an, menjadi jelas bahawa masalah tenaga tidak dapat diselesaikan dengan cara ini, kerana kuasa stesen pusat yang terletak di bahagian tengah bandar tidak boleh terlalu besar. Mereka menggunakan arang batu dan minyak yang sama, iaitu, mereka tidak menghilangkan masalah penghantaran bahan api. Ia adalah lebih murah dan lebih praktikal untuk membina loji kuasa di tempat yang mempunyai sumber bahan api dan air yang murah. Tetapi, sebagai peraturan, kawasan di mana ia mungkin untuk mendapatkan elektrik murah dalam kuantiti yang banyak telah dikeluarkan dari pusat perindustrian dan bandar besar dengan berpuluh-puluh dan ratusan kilometer. Oleh itu, masalah lain timbul - penghantaran elektrik pada jarak jauh. Eksperimen pertama di kawasan ini bermula pada awal 70-an abad XIX, apabila mereka menggunakan arus terus. Mereka menunjukkan bahawa sebaik sahaja panjang wayar penyambung antara penjana semasa dan motor yang menggunakan arus ini melebihi beberapa ratus meter, pengurangan kuasa yang ketara dirasai dalam motor disebabkan kehilangan tenaga yang besar dalam kabel. Fenomena ini mudah dijelaskan jika kita mengingati kesan haba arus. Melepasi kabel, arus memanaskannya. Kerugian ini lebih besar, lebih besar rintangan wayar dan kekuatan arus yang melaluinya. (Jumlah haba yang dibebaskan Q mudah dikira. Formulanya kelihatan seperti: Q=RI2, di mana I ialah kekuatan arus yang mengalir, R ialah rintangan kabel. Jelas sekali, rintangan wayar adalah lebih besar, lebih besar panjangnya dan lebih kecil keratan rentasnya. Jika dalam formula ini kita ambil I=P/U, di mana P ialah kuasa talian, dan U ialah voltan semasa, maka formula akan mengambil bentuk Q=RP2/U2. Daripada ini dapat dilihat bahawa kehilangan haba akan menjadi lebih kecil, lebih besar voltan.) Terdapat hanya dua cara untuk mengurangkan kerugian dalam talian kuasa: sama ada meningkatkan keratan rentas wayar penghantaran, atau meningkatkan voltan. Walau bagaimanapun, peningkatan dalam keratan rentas wayar sangat meningkatkan kosnya, kerana tembaga yang agak mahal kemudian digunakan sebagai konduktor. Lebih banyak kemenangan dijanjikan dengan cara kedua. Pada tahun 1882, di bawah pimpinan jurutera elektrik Perancis terkenal Despres, talian kuasa arus terus pertama dibina dari Miesbach ke Munich, sepanjang 57 km. Tenaga daripada penjana telah dipindahkan ke motor elektrik yang menghidupkan pam. Dalam kes ini, kerugian dalam wayar mencapai 75%. Pada tahun 1885, Despres menjalankan satu lagi eksperimen, menjalankan penghantaran kuasa antara Creil dan Paris dalam jarak 56 km. Dalam kes ini, voltan tinggi digunakan, mencapai 6 ribu volt. Kerugian menurun kepada 55%. Adalah jelas bahawa dengan meningkatkan voltan, adalah mungkin untuk meningkatkan kecekapan talian dengan ketara, tetapi untuk ini adalah perlu untuk membina penjana arus terus voltan tinggi, yang dikaitkan dengan kesukaran teknikal yang besar. Walaupun dengan voltan yang agak rendah ini, Despres terpaksa sentiasa membaiki penjananya, dalam belitan yang mana kerosakan berlaku sekali-sekala. Sebaliknya, arus voltan tinggi tidak dapat digunakan, kerana dalam amalan (dan terutamanya untuk keperluan pencahayaan) voltan yang sangat kecil, kira-kira 100 volt, diperlukan. Untuk menurunkan voltan DC, adalah perlu untuk membina sistem penukar yang kompleks: arus voltan tinggi memacu motor, yang seterusnya, memutarkan penjana, yang memberikan arus voltan yang lebih rendah. Pada masa yang sama, kerugian meningkat lebih banyak, dan idea untuk menghantar elektrik menjadi tidak menguntungkan dari segi ekonomi. Arus ulang-alik kelihatan lebih mudah dari segi penghantaran, jika hanya kerana ia boleh diubah dengan mudah, iaitu, voltannya boleh dinaikkan dan kemudian menurun dalam julat yang sangat luas. Pada tahun 1884, di pameran Turin, Golyar menjalankan penghantaran kuasa pada jarak 40 km, menaikkan voltan dalam talian kepada 2 ribu volt dengan bantuan pengubahnya. Pengalaman ini memberikan hasil yang baik, tetapi ia tidak membawa kepada perkembangan elektrifikasi yang meluas, kerana, seperti yang telah disebutkan, motor AC fasa tunggal adalah lebih rendah daripada motor DC dalam semua aspek dan tidak mempunyai pengedaran. Oleh itu, adalah tidak menguntungkan untuk menghantar arus ulang alik fasa tunggal pada jarak yang jauh. Pada tahun-tahun berikutnya, dua sistem arus berbilang fasa telah dibangunkan - dua fasa Tesla dan tiga fasa Dolivo-Dobrovolsky. Setiap daripada mereka mendakwa kedudukan dominan dalam kejuruteraan elektrik. Ke arah manakah elektrifikasi harus pergi? Pada mulanya, tiada siapa yang tahu jawapan yang tepat untuk soalan ini. Di semua negara terdapat perbincangan yang rancak tentang kelebihan dan kekurangan setiap sistem arus. Kesemua mereka mempunyai penyokong gigih dan lawan yang sengit. Beberapa kejelasan mengenai isu ini hanya dicapai dalam dekad yang akan datang, apabila satu kejayaan besar dibuat dalam bidang elektrifikasi. Pameran Antarabangsa Frankfurt pada tahun 1891 memainkan peranan yang besar dalam hal ini. Pada penghujung tahun 80-an, timbul persoalan membina loji janakuasa pusat di Frankfurt am Main. Banyak firma Jerman dan asing menawarkan pihak berkuasa bandar pelbagai pilihan untuk projek yang melibatkan penggunaan sama ada arus terus atau ulang alik. Datuk Bandar Frankfurt jelas berada dalam kedudukan yang sukar: dia tidak boleh membuat pilihan di mana ramai pakar pun tidak dapat melakukannya. Untuk menjelaskan isu kontroversi itu, ia telah memutuskan untuk mengatur pameran elektrik antarabangsa yang telah lama dirancang di Frankfurt. Matlamat utamanya adalah untuk menjadi demonstrasi penghantaran dan pengagihan tenaga elektrik dalam pelbagai sistem dan aplikasi. Mana-mana syarikat boleh menunjukkan kejayaannya di pameran ini, dan suruhanjaya antarabangsa saintis yang paling berwibawa terpaksa menundukkan semua pameran kepada kajian menyeluruh dan menjawab persoalan memilih jenis arus. Menjelang permulaan pameran, pelbagai syarikat terpaksa membina talian penghantaran kuasa mereka, dan ada yang akan menunjukkan penghantaran arus terus, yang lain - arus ulang-alik (kedua-dua fasa tunggal dan berbilang fasa). Syarikat AEG diminta untuk menjalankan penghantaran elektrik dari bandar Laufen ke Frankfurt dalam jarak 170 km. Pada masa itu ia adalah jarak yang jauh, dan ramai yang menganggap idea itu sendiri hebat. Walau bagaimanapun, Dolivo-Dobrovolsky begitu yakin dengan sistem dan kemungkinan arus tiga fasa sehingga dia memujuk pengarah Rothenau untuk bersetuju dengan eksperimen itu. Apabila laporan pertama mengenai projek penghantaran kuasa Laufen-Frankfurt muncul, jurutera elektrik di seluruh dunia dibahagikan kepada dua kem. Ada yang menyambut dengan penuh semangat keputusan berani ini, yang lain menganggapnya sebagai iklan yang bising tetapi tidak berasas. Kemungkinan kehilangan tenaga telah dikira. Ada yang percaya bahawa mereka akan menjadi 95%, tetapi orang optimis terbesar tidak percaya bahawa kecekapan garis sedemikian akan melebihi 15%. Pihak berkuasa yang paling terkenal dalam bidang kejuruteraan elektrik, termasuk Despres yang terkenal, menyatakan keraguan tentang kebolehlaksanaan ekonomi usaha ini. Walau bagaimanapun, Dolivo-Dobrovolsky berjaya meyakinkan pengurusan syarikat tentang keperluan untuk mengambil kerja yang ditawarkan. Memandangkan terdapat sedikit masa lagi sebelum pembukaan pameran, pembinaan talian kuasa berlaku dengan tergesa-gesa. Selama enam bulan, Dolivo-Dobrovolsky terpaksa mereka bentuk dan membina motor tak segerak 100 hp dengan kuasa yang tidak pernah berlaku sebelum ini. dan empat transformer untuk 150 kilowatt, walaupun pada hakikatnya kuasa maksimum transformer fasa tunggal ketika itu hanya 30 kilowatt. Tidak ada persoalan mengenai reka bentuk eksperimen: tiada masa yang cukup untuk ini. Malah enjin dan transformer yang dibina tidak dapat diuji di kilang, kerana tidak ada penjana tiga fasa kuasa yang sesuai di Berlin (penjana untuk stesen Laufen dibina di Erlikson). Akibatnya, semua elemen penghantaran kuasa perlu dihidupkan terus di pameran dengan kehadiran ramai saintis, wakil firma bersaing dan wartawan yang tidak terkira banyaknya. Kesilapan sedikit pun tidak boleh dimaafkan. Di samping itu, semua tanggungjawab untuk reka bentuk dan kerja pemasangan semasa pembinaan talian kuasa jatuh ke bahu Dolivo-Dobrovolsky. Sebenarnya, tanggungjawab itu lebih besar - lagipun, persoalan sedang diputuskan bukan sahaja mengenai kerjaya Dolivo-Dobrovolsky dan prestij AEG, tetapi juga tentang laluan yang akan diambil oleh pembangunan kejuruteraan elektrik. Dolivo-Dobrovolsky dengan sempurna memahami pentingnya tugas di hadapannya dan menulis kemudian: "Jika saya tidak mahu memalukan arus tiga fasa saya dan mendedahkannya kepada ketidakpercayaan, yang tidak akan dapat hilang dengan cepat kemudian, saya berkewajipan untuk memikul tugas ini dan menyelesaikannya. Jika tidak, eksperimen Laufen-Frankfurt dan banyak lagi yang akan dibangunkan atas dasar mereka kemudian akan melalui laluan menggunakan arus satu fasa. Sebuah stesen janakuasa hidroelektrik kecil telah dibina di Laufen dalam masa yang singkat. turbin 300 hp memutarkan penjana arus tiga fasa, direka dan dibina, seperti yang telah disebutkan, di kilang di Erlikson. Daripada penjana, tiga wayar kuprum tolok berat menuju ke papan suis. Ammeter, voltmeter, fius plumbum dan geganti terma telah dipasang di sini. Dari papan suis, tiga kabel pergi ke tiga pengubah jenis "prismatik" tiga fasa. Penggulungan semua transformer disambungkan dalam bintang. Ia sepatutnya menjalankan penghantaran kuasa pada voltan 15 ribu volt, tetapi semua pengiraan dibuat untuk kerja pada 25 ribu volt. Untuk mencapai voltan tinggi sedemikian, ia telah dirancang untuk memasukkan dua transformer pada setiap hujung talian, supaya belitan voltan rendah mereka disambung secara selari, dan belitan voltan yang lebih tinggi disambungkan secara bersiri. Dari transformer di Laufen, garisan tiga wayar bermula, digantung pada 3182 tiang kayu 8 dan 10 m tinggi dengan jarak purata 60 m. Tiada suis pada talian. Untuk mematikan arus dengan cepat jika perlu, dua peranti asal telah disediakan. Berhampiran stesen janakuasa hidroelektrik Laufen, dua sokongan dipasang pada jarak 2 m antara satu sama lain. Di sini, sisipan boleh lebur, yang terdiri daripada dua wayar tembaga dengan diameter 5 mm, dimasukkan ke dalam jurang setiap wayar talian. Di Frankfurt dan berhampiran stesen kereta api (sebahagian daripada laluan itu berjalan di sepanjang landasan kereta api), yang dipanggil penutupan sudut telah dipasang. Setiap daripadanya ialah bar logam yang digantung oleh tali pada sokongan berbentuk L. Ia cukup untuk menarik kord, dan rasuk jatuh pada ketiga-tiga wayar, mewujudkan litar pintas buatan, yang menyebabkan fius di Laufen terbakar dan keseluruhan talian dinyahtenagakan. Di Frankfurt, wayar pergi ke transformer step-down (mereka berada di pameran di pavilion khas), yang mengurangkan voltan keluaran kepada 116 volt. 1000 lampu pijar, 16 lilin (55 watt) setiap satu, disambungkan ke salah satu transformer ini, dan motor Dolivo-Dobrovolsky tiga fasa besar, yang terletak di pavilion lain, disambungkan ke yang lain. Voltan talian penjana di Laufen ialah 95 volt. Transformer injak naik mempunyai nisbah transformasi 154. Oleh itu, voltan kendalian dalam talian kuasa ialah 14650 volt (95×154). Pada masa itu ia adalah voltan yang sangat tinggi. Kerajaan-kerajaan di negeri-negeri yang dilalui talian elektrik berasa cemas dengan pembinaannya. Ada yang mempunyai perasaan takut walaupun di hadapan tiang kayu, di mana tablet dengan tengkorak dipasang. Kebimbangan khusus ialah kemungkinan wayar putus dan jatuh ke landasan kereta api. Jawatankuasa pameran dan pembina barisan perlu melakukan banyak kerja penjelasan untuk meyakinkan pegawai kerajaan bahawa semua kemungkinan bahaya telah diramalkan dan bahawa talian itu dilindungi dengan pasti. Pentadbiran Baden masih tidak membenarkan untuk menyambung bahagian garisan yang telah siap di sempadan Baden. Untuk menghapuskan halangan terakhir dan menghilangkan keraguan pihak berkuasa tempatan, Dolivo-Dobrovolsky menjalankan eksperimen yang berbahaya tetapi sangat meyakinkan. Apabila talian itu mula-mula bertenaga, salah satu wayar di sempadan Baden dan Hesse telah terputus secara buatan dan jatuh di landasan kereta api dengan kilat yang terang. Dolivo-Dobrovolsky segera datang dan mengambil wayar dengan tangan kosong: dia sangat yakin bahawa perlindungan yang dia reka akan berfungsi. "Kaedah" pembuktian ini ternyata sangat menggambarkan dan menghilangkan halangan terakhir sebelum menguji talian. Pada 25 Ogos 1891, pada jam 12 tengah hari, 1000 lampu elektrik, dikuasakan oleh arus stesen janakuasa hidroelektrik Laufen, berkelip buat kali pertama di pameran itu. Lampu-lampu ini membingkai perisai dan gerbang di atas pintu masuk ke bahagian pameran itu, yang pamerannya adalah milik talian penghantaran Laufen-Frankfurt. Keesokan harinya, enjin 75 kilowatt berjaya diuji, yang menjana kuasa air terjun sepuluh meter buat kali pertama pada 12 September. Walaupun pada hakikatnya talian, mesin, transformer, papan suis dibuat dengan tergesa-gesa (beberapa butiran, menurut Dolivo-Dobrovolsky, telah difikirkan hanya dalam masa sejam), keseluruhan pemasangan, dihidupkan tanpa ujian awal, mengejutkan beberapa dan menggembirakan yang lain, serta-merta mula berfungsi dengan baik. Air terjun itu memberi kesan istimewa kepada pengunjung pameran. Namun, orang yang lebih arif dalam hal fizik dan kejuruteraan elektrik bergembira pada hari itu bukan di air terjun besar yang berkilauan dengan ribuan percikan kaca, diterangi oleh berpuluh-puluh lampu pelbagai warna. Kegembiraan mereka dikaitkan dengan pemahaman bahawa air terjun buatan yang indah ini dikuasakan oleh mata air yang terletak sejauh 170 km di Sungai Neckar berhampiran bandar Laufen. Mereka melihat di hadapan mereka penyelesaian yang cemerlang untuk masalah penghantaran kuasa pada jarak jauh. Pada bulan Oktober, suruhanjaya antarabangsa mula menguji talian penghantaran Laufen-Frankfurt. Didapati bahawa kerugian penghantaran hanya 25%, yang merupakan angka yang sangat baik. Pada bulan November, talian itu diuji pada 25 volt. Pada masa yang sama, kecekapannya meningkat, dan kerugian menurun kepada 21%. Sebilangan besar juruelektrik dari seluruh dunia (lebih daripada sejuta orang melawat pameran) menghargai kepentingan eksperimen Laufen-Frankfurt. Arus tiga fasa menerima penilaian yang sangat tinggi, dan mulai sekarang laluan terluas ke industri dibuka kepadanya. Dolivo-Dobrovolsky segera menjadi salah seorang jurutera elektrik terkemuka di dunia, dan namanya menjadi terkenal di dunia.
Oleh itu, masalah tenaga utama pada akhir abad ke-XNUMX telah diselesaikan - masalah memusatkan pengeluaran elektrik dan menghantarnya ke jarak jauh. Ia menjadi jelas kepada semua orang cara arus berbilang fasa boleh dibawa dari loji janakuasa jauh ke setiap bengkel individu, dan kemudian ke mesin individu. Akibat segera daripada kemunculan teknologi semasa berbilang fasa ialah pada tahun-tahun berikutnya, di semua negara maju, pembinaan pesat loji janakuasa dan industri elektrifikasi terluas bermula. Benar, pada tahun-tahun awal ia masih rumit oleh perjuangan sengit antara syarikat pesaing yang ingin memperkenalkan satu atau satu lagi jenis arus. Oleh itu, di Amerika, syarikat Westinghouse mula-mula mengambil alih, yang, setelah membeli paten Tesla, cuba mengedarkan arus dua fasa. Kejayaan sistem dua fasa adalah pembinaan pada tahun 1896 sebuah stesen janakuasa hidroelektrik yang kuat di Air Terjun Niagara. Tetapi arus tiga fasa tidak lama lagi diiktiraf secara universal sebagai yang terbaik. Sesungguhnya, sistem dua fasa memerlukan empat wayar, dan sistem tiga fasa hanya tiga. Di samping kesederhanaan yang lebih besar, ia menjanjikan penjimatan kos yang ketara. Kemudian, Tesla, mengikut contoh Dolivo-Dobrovolsky, mencadangkan untuk menggabungkan dua wayar pulangan bersama-sama. Dalam kes ini, arus telah ditambah, dan dalam wayar ketiga arus mengalir kira-kira 1,4 kali lebih besar daripada dua yang lain. Oleh itu, keratan rentas wayar ini adalah 1 kali lebih besar (tanpa peningkatan keratan rentas ini, beban berlebihan berlaku dalam litar). Akibatnya, kos untuk pendawaian dua fasa masih lebih tinggi daripada tiga fasa, manakala motor dua fasa adalah lebih rendah daripada tiga fasa dalam semua aspek. Pada abad ke-4, sistem tiga fasa telah ditubuhkan di mana-mana. Malah stesen janakuasa Niagara akhirnya ditukar kepada arus tiga fasa. Pengarang: Ryzhov K.V.
Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan
15.04.2024 Petgugu Global kotoran kucing
15.04.2024 Daya tarikan lelaki penyayang
14.04.2024
▪ Rahsia pokok cemara malar hijau terbongkar ▪ Pemindahan data tanpa wayar 40Gbps ▪ Nestle meningkatkan penggunaan kuasa angin ▪ Bekalan kuasa Ecosol Powerstick
▪ LED bahagian laman web. Pemilihan artikel ▪ artikel Herotan warna semasa merakam video. seni video ▪ artikel Penguat pada cip TDA7350, 2x12 watt. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik ▪ pasal Bola dicat semula. Fokus rahsia
Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web
www.diagram.com.ua |
Kami mengesyorkan artikel yang menarik bahagian 
Lihat artikel lain bahagian 
Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:
Semua bahasa halaman ini