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?

[Феодор]

Чего-то моя тема развивается, да всё без меня. Давайте что-ли поотвечаю.

На сообщение Романа недельной давности: про электровоз ссылка очень интересная, спасибо. К сожалению вы так и не объяснили конкретно технически чем переменный ток оказался экономичнее для ЖД.

Насчёт силиконовой долины - это вы хорошо пошутили. Утверждать, что кремний производится в силиконовой долине - это как утверждать, что электровоз передаётся по проводам. Да будет вам известно, в силиконовой долине замечательный климат круглый год и огромное количество технических ВУЗов. Именно поэтому там такое количество организаций разрабатывающих электронику и программное обеспечение. Собственно производство этой электроники - в основном в Азии.

Почему стоимость электростанции растёт пропорционально квадрату напряжения? Если подключить две электростанции последовательно, можно напряжение удвоить. Повысятся, конечно, расходы на изоляцию этого напряжения, но откуда там квадрат взялся - не вижу. Вразумите. Технически.

Про повышение напряжения аргумент такой: пиковое напряжение переменного тока существенно выше номинального. Постоянный ток по тому же проводу можно передавать с напряжением, равным пиковому переменного - в 1,4 раза выше номинального переменного. Фактически, по двум проводам можно передать такую же мощность постоянным током, как по трём таким же проводам - переменным. И это без учёта реактивки, тема которой была раскрыта без меня.