Даёшь постоянный ток! Опции

[Гость_Феодор_*]

Здравствуйте господа, давно не виделись.

Есть бредовая идея, присоединяйтесь к обсуждению.

Идея: наступает пора перевести планету обратно на постоянный ток.

Как мы помним, первые электрические сети были постоянными. Однако, единственным эффективным способом преобразования напряжения был перевод электрического поля в магнитное и обратно, т. е. трансформатор, а трансформатор работает только с переменным током.

Прошёл век. Всё больше электрической нагрузки - электроника, которая первым делом ток выпрямляет, создавая в сетях переменного тока злобные гармоники. Вторым делом электроника осуществляет высокоэффективное преобразование постоянного тока используя тиристоры и стабилизирующие схемы с обратной связью. Электронное питание всё чаще применяется в традиционно реактивных нагрузках: лампах дневного света (электронный балласт), в моторах (преобразователи частоты).

С другой стороны, расширяется парк генерации постоянного тока: солнечные батареи, обычные аккумуляторы в источниках бесперебойного питания. Всё больше вводится высоковольтных линий постоянного тока, построенных на тех же тиристорах.

Электронные компоненты (особенно высоковольтные) пока что дороги, но постоянно дешевеют. Медь, напротив, дорожает.

Повсеместно используемый трёхфазный переменный ток имеет свои недостатки. ЛЭП - огромные антенны, рассеивающие энергию в окружающую среду. В то же время, среднее напряжение меньше пикового, то есть провода используются неэффективно. Фазовая синхронизация гигантских сетей, управление как активными, так и реактивными компонентами - сложные инженерные задачи. Наконец, трёхфазное питание требует трёх проводников, а постоянный ток обходится двумя или одним.

Итак, мы всё больше потребляем, генерируем и передаём постоянный ток, но "посередине" используем переменный. В какой-то момент станет выгоднее массово перейти на сети постоянного тока.

Резистивной и электронной нагрузке природа тока безразлична. Трансформаторы можно заменить электронными преобразователями. Если преобразователи автоматически стабилизируют выходное напряжение, не требуется чрезвычайная стабильность напряжения в питающей сети. Если электронные преобразователи будут иметь кибернетические функции, можно будет предотвращать катастрофы посредством точечного управления нагрузками. Генераторы переменного тока можно снабдить выпрямителями, индуктивные двигатели - инверторами. Ими же можно снабдить точки соединения постоянных и переменных сетей.

Итак, в чём я неправ?

Я слышал, что постоянный ток имеет какие-то особые недостатки в плане передачи, но подробного объяснения не встретил. Кто разъяснит?

[Евгений]

ПУЭ мы еще не отменили; нагрузка на провод - норма. Постоянный, переменный ток - один бес. Если принять равными напряжения, а количество проводов уменьшилось, значит, они станут толще. Может, еще скин-эффект тут влияет?

В ПУЭ не сказали про дальние электропередачи. Для ДЛЭП есть понятие пропускной способности. Вот сколько там предельный ток по ПУЭ для АС-150, щас гляну - 445А, на 500 кВ примерно 385 МВт. А вот по пределу передаваемой мощности сможешь передать ((U1*U2)/(Zc))*sin(0.06*L)=((500*500)/1)*sin(0,06*1500)=250 МВт. Это взяли лучший случай - волновое сопротивление (Zc) - единица (пусть скомпенсировали) и волновая длина (sin(0,06*L)) - единица (пусть смогли настроить линию) и при всем при этом предел передаваемой мощности меньше.
Ну это для дальних линий. Пусть берем короткие - 100 км. Перейдем к полной мощности, по линии передается помимо активной составляющей и реактивная. Так вот все равно полезной активной мощности передадим меньше, так как часть полной мощности отберет реактивная.
Все эти ограничения уходят при переходе на постоянный ток - предел передаваемой мощности вырастает до того самого предела по сечению.

Ну, насчет одного провода мы немножко призагнули... Такого не было со времен телеграфа Морзе.  

Ошибаешься, униполярные линии из одного провода используются и сейчас - морские одножильные кабели например.

Подскажите,какой выигрыш мы получим за счет снижения потерь в линии при переходе на постоянный ток - хотя бы за счет реактивки.

Судя по всему ты не знаком с этой проблемой "большой" энергетики, но слова "хотя бы" и "реактивка" несовместимы Эта поганая реактивка очень подгаживает нам, из-за нее происходят перенапряжения и наоборот. Передача ее проклятой заставляет завышать сечения. Вообще перетоки реактивной мощности по системе - проблема и переход на постоянный ток решил бы эту проблему.