Электроснабжение постоянным током

Ни для кого не секрет, что в настоящее время практически все бытовые и многие промышленные потребители электроэнергии содержат в себе выпрямитель и электролитические конденсаторы, а трансформаторы 50Гц забыты и вымерли как мамонты. Таким образом потребление переменного тока 50Гц, который был введен ради возможности его трансформации железным сердечником с обмотками, сошло практически на нет. Кроме того, передача переменного тока не выгодна в масштабе от подстанции к потребителю, сами посудите, на переменном токе КПД низковольтной проводки в 1,5 раза меньше, чем на постоянном токе аналогичного амплитудному напряжения. А при работе однофазного выпрямителя КПД в 3 - 3,6 раза ниже, чем на постоянном токе.

Кто что думает, когда ток начнут централизованно выпрямлять на подстанции?

P.S. В настоящее время, существуют проекты в области освещения, где используется передача постоянного тока и это считается целесообразным.

Сообщение отредактировал astrahard - 12.5.2017, 17:25

Только имхо.
Нам не дожить до того "светлого дня".
По поводу того, что трансформаторы 50Гц забыты и вымерли как мамонты, по моему очень смелое заявление.
Да, в бытовой технике "железо" в блоках питания действительно давно не ставят, да и в освещении та же тенденция. Но заявлять что передача постоянного тока более экономична, чем переменного, через чур смелое заявление, причём ничем не подтверждённое...
Как то мне запомнилось (чуть ли не со школьной скамьи), что в действительности всё наоборот.

Кстати о птичках.
Коль тему создали в разделе "Теория электротехники", то не плохо бы свои мысли подкреплять теорией.

А вот это не затруднит перевести? О каком выпрямителе на постоянном токе речь ведёте?

Смелое предположение.
Но давайте посмотрим что сейчас сможет работать на постоянке:
- телевизоры (кроме древних)
- компы
- зарядки для сотовых и планшетов
- всякие кофемолки, миксеры, соковыжималки с коллекторными движками
- электроотопление всех видов и электроплиты

А что будет "ругатся":
- электроинструмент с плавным пуском - плавный пуск на чистой постоянке не работает! только на выпрямленной (отдельная тема)
- вся бытовая техника с асинхронными двигателями ( не буду перечислять, вагон и маленькая тележка)
- машинки для стрижки
- ну и понятно, бытовые 3-х фазные потребители, им совсем хана будет

так что рановато заменять АС на DC

Кто что думает, когда ток начнут централизованно выпрямлять на подстанции?


Давно выпрямляют. По такому принципу работает часть подвижного состава железных дорог (на дорогах постоянного тока). Только межподстанционная зона получается не более 20 км, а на дорогах переменного тока межподстанционая зона уже 50 км. А вообще есть целый научный институт постоянного тока.

Был такой институт - НИИПТ. Сейчас преобразовался, что стало с "постоянной" частью не знаю.
И даже без потребителей на постоянном этим вопросом занимались. Была опытная линия по передаче на постоянке Волгоград - Донбасс 800 кВ. По-моему была еще одна опытная линия.
Есть и действует Выборгская вставка постоянного тока, хотя причины ее появления другие, го зато хорошо ыидны вопросы преобразования. Я там был студентом - на меня произвело впечатление.
Дело даже не в потребителях, а в гораздо более дешевой передаче: потери намного меньше и можно использовать на класс выше напряжение при том же железе.

И какой постоянный ток автор предлагает пускать в розетки? допустим 220 В. Это во всех бытовых приборах ставить DC-DC преобразователи на нужное напряжение?
А передавать на дальние расстояния, допустим по напряжению 220кВ. Это на подстанциях и в трансформаторных будках во дворах теперь ставить кремниевые IGBT элементы, которые стоят как сбитый Боинг, да еще электроники управляющей вагон и маленькая тележка. Электроники и сейчас на вторичке хватает, но она там второстепенная.
А на заводах основные потребители это обычные ассинхронные двигатели. И что, для каждого частотник ставить? Не жирно ли?

Предлагаю напряжение после 12 фазного выпрямителя (с трансформатора на подстанции звезда 110В плюс треугольник 190В), Итого ~ 240-250В постоянного, то-есть близко к действующему от 230-240В переменного.
Но, в настоящее время уже в массовом порядке начинают применять частотные преобразователи со звеном постоянного тока. В этом случае, как раз потребителю не нужен ток переменный. Насчет электроинструмента с плавным пуском есть такой момент. Но, смотря на заграницу видно, что даже асинхронные двигатели довольно большой мощности (до 10-20кВт) предаются, постепенно, забвению и, заменяются на BLDC с драйвером. Конечно, речь не идет о генераторах электростанций и мощных асинхронниках. Но, выпрямлять ток на подстанции двенадцатифазным выпрямителем вроде выглядит разумно в будущем...



Предположим, получаем питание постоянным током 310В (амплитудное 220) и, сравним со звеном постоянного тока частотного преобразователя для электродвигателя с однофазным выпрямителем. Результат моделирования, например в Микрокап (2.2 кВт выпрямитель) , показывает, что ток потребляется импульсами и, больше чем две трети времени провода простаивают не передавая энергию, отсюда и КПД такой навычислял. Ну, понятно, что теоретически КПД постоянки выше в корень из двух(отношение действующего и амплитудного) и то, если принять напряжение постоянки действующим 230-240В, а если амплитудным 330В? (изоляция ведь рассчитана на амплитудное) , но в однофазном выпрямителе это не так, а гораздо хуже.

P.S. Так сказать, забота о потребителе Ему будут не нужны дорогие высокоёмкие электролитические конденсаторы в его однофазных звеньях постоянного тока импульсных источников питания.


Только с электроинструментом с плавным пуском согласен (но ведь только плавный пуск, и-то, он на постоянке возможен если применить в обмотке возбуждения, что-то вроде схемы коррекции к-та мощности), кроме того электроинструмент это не долгожители. Бытовая техника с асинхронными двигателями уже устаревает и заменяется BLDC с драйверами. Машинки стригательные почти все на аккумуляторах. Трехфазники частотниками постепенно снабжаются. Всё это, к тому-же, не произойдет одномоментно, но тенденция, однако, наметилась конкретная. Кстати будут не нужны корректоры COS фи и электролит конденсаторы. И, не будет электромагнитного загрязнения 50Гц с гармониками.

Сообщение отредактировал astrahard - 14.5.2017, 15:08

Т.е. выпрямитель на подстанции гармоники не генерирует?

А в DC-DC преобразователях нет конденсаторов?
Война постоянного и переменного тока уже была. У каждой системы есть свои преимущества. В передаче на расстояние выиграла переменка. К потребителю (на подстанцию или в дом) все равно будет приходить переменка. Каждый потребитель для своих нужд использует разные уровни постоянного напряжения, поэтому преобразователь в приборах никуда не денется. Так зачем вставлять еще один преобразователь в цепочку. Пусть уж каждый потребитель из переменки делает то, что ему надо.

Постоянка не применяется по причине больших потерь в линии в отличии от переменки.

А кто победил на железной дороге? Постоянка или переменка? И судя по сообщениям, речь идет о низком классе на постоянке, по 0,4 кВ.


Ну потери в линии, могут компенсироваться отсутствием третьего провода. Есть еще и защита от грозовых перенапряжений в линиях, выключатели на постоянке сложнее. Постоянка и переменка, это на мой личный взгляд, примерно так же, как лампочка накаливания и светодиодная. Вопрос цены, качества, технологий.

С чего вдруг? Как раз наоборот.

При одном и том же напряжении и токе на постоянке потерь меньше. Но для передачи на большое расстояние уменьшить потери на передачу одной и той же мощности можно уменьшив ток (увеличив напряжение). Преобразование переменного тока гораздо проще (дешевле). Поэтому на большие расстояния он в целом дешевле( а непосредственно потери в проводах на переменке больше).

Т.е. если бы преобразование постоянки было бы таже просто и эффективно как и переменки, то все было бы на постоянке.

Именно, дистанции постоянки на железной дороге меньше, в силу более низкого напряжения, что обусловлено возможностями полупроводниковых преобразователей. Но, тенденции меняются, возможности полупроводниковых инверторов наращиваются, поэтому ожидается, что дистанции вырастут и обгонят переменку.

Именно так. Из-за сложностей и дороговизны преобразования и нет широкого применения.

Как было правильно замечено, речь идет о 0,4 кВ, для быта и мелких производств. Путь, и как прежде передают 3~Ф до подстанции, предлагается выпрямлять на подстанции 12 фазной схемой (110/190В треугольник, звезда) получится 250В постоянки. Что касается вставок постоянного тока, это отдельная тема и, как было замечено, существующая в реальности а, значит имеющая под собой экономическое обоснование.


Постепенно намечаются тенденции в полупроводниках, с переходом к не кремниевым IGBT, такие, что экономически выгодно станет преобразовывать напряжение постоянного тока или они сравняются по стоимости. Это как маятник, достигнув своей мёртвой точки он, неизбежно, качнётся назад (к постоянке), так мне кажется.

P.S. Так-что спор переменки и постоянки, отнюдь, не закончен!


В DC-DC другие конденсаторы, дешевле и менее ёмкие на высокие частоты. Гармоники выпрямитель, да, генерирует но, в меньшей степени. Так сказать, яд или лекарство зависит от концентрации.



Сообщение отредактировал astrahard - 16.5.2017, 12:09

Как раз таки не экономическое а техническое. Постоянным током связывают системы с разными параметрами (например частота) или разными требованиями к качеству.


Тогда магистрали тоже переведут на постоянку и на подстанцию уже будет приходить постоянка

Смесь будет, как композиционные материалы. Как уже было упомянуто, для перемеренного и постоянного тока найдется своя ниша. Из двигателей изгнать переменку нереально. И вообще речь зашла о сетях 0.4 кВ.

Сообщение отредактировал astrahard - 16.5.2017, 16:54

Допустим победил постоянный ток. А как его генерировать будете?

Так тут Bio во всю разрабатывает генерацию энергии из воздуха постоянными магнитами...

О тяге на переменном и постоянном токе на железной дороге.
Там проблема возникла не из-за потерь, а из-за недостаточности сечения контактной подвески, не способной пропустить достаточный ток.
На переменке же каждый мотор-вагон электрички или локомотив возит с собой небольшую тяговую подстанцию - с трансформатором, выпрямителем и сглаживающим реактором. А двигатели по-прежнему постоянного тока, коллекторные.