Comments 241
А вот техника с импульсными блоками питания с APFS от постоянного тока не заведется и скорее всего сгорит.
Личный горький опыт — попытка завести такой блок питания (на 100 В/60 Гц, американский) от =110 В (лабораторная сеть постоянного тока). Сгорел. Обычные импульсники "90-260 В" работают от нее на ура.
Это понятно, но контроллер APFC как раз завязан именно на переменный ток и на постоянном может сходить с ума и работать неадекватно.
По поводу УЗО. Наверно, дифференциальный трансформатор все же сможет отловить разницу токов в начале (и в конце утечки). Т.е. если в приборе утечка появляется постепенно, то УЗО не поможет, а если его включили в розетку или ткнули в фазу пальцем, то УЗО сработает… если электронная плата УЗО сама будет получать правильное питание при постоянном токе.
UP: caveeagle мыслим одинаково :)
А есть электронные, там шанс на успех выше. — Может там схема просто усилитель тока, а может и какой-то формирователь импульсов или вообще RS-триггер.
Свет разгорался очень ярко и динамики муз. центра начинали угрожающе гудеть, ноут от сети я отключал, а больше в квартире ничего не было)). Но ничего не погорело (как у соседей, не знаю).
Потеряли половину ламп накаливания (других в 90е не было): они просто перегорали при включении или отключении. У нас больше ничего не сгорело — телевизоры и холодильник мы поотключали почти сразу. Как только отец посмотрел на едва горящие лампы накаливания у соседей и ярко горящие (и сгорающие) — наши.
Он сразу решил, что нуля нет и выключил всю технику.
А вот по подъезду у людей и холодильники и телевизоры вышли из строя. 2-3 штуки на 20 квартир.
Есть РН с автоподключением обратно — они периодически тестируют входное напряжение после отключения. И если оно пришло в заданный диапазон — подключают нагрузку.
Реле напряжения бывают по превышению напряжения, недостатку и сразу по обоим вариантам.
Ни при какой возможной аварии в энергосети переменное напряжение не станет вдруг постоянным.
Никогда не говори никогда :). Есть выборгская вставка постоянного тока до Финляндии (единственная в РФ), ее физически невозможно в общую сеть сейчас скомутировать, только если делать деверсию…
П.С. Статья — рахат-лукум, только реально понимающий человек может написать не простые вещи таким простым языком.
Автоматические выключатели переменного тока тоже можно использовать, но там на каждый полюс рекомендуют (Legrand) использовать по несколько пар контактов АВ последовательно — таким образом, чтобы на каждый полюс приходилось не более 80 В. Т.е. у трехполюсного АВ соединяем все контакты последовательно и включаем его в цепь постоянного напряжения 220 В, тогда гарантируется нормальная работа, при этом уставка срабатывания электромагнитного расцепителя увеличивается в 1,4 раза.
1. Каталог Legrand 2013, с. 194
2. Каталог Legrand 2016, с. 222
Кроме того, я сомневаюсь, что можно так просто оценить, что «проблем с дугой нет». Автомат может срабатывать быстро по человеческим меркам, но если дуга горит десяток миллисеккунд вместо единиц, вы этого может и не заметите, а вот на износ контактов это повлияет.
Речь идёт о случае, если таким автоматом отключить нагрузку питающуюся от 220 вольт постоянного тока. При большом токе дуга может гаснуть достаточно долго, поскольку искровой промежуток в таком автомате рассчитан на то, что ток в дуге будет регулярно спадать, чего не будет при постоянном напряжении сети.
https://www.youtube.com/watch?v=euBpVr_XhuU
Мораль: варисторная защита.
Полноценную грозозащиту не заменит, конечно, но с мелкими импульсами, по идее, справляться должен.
Им нужна постоянная ревизия по регламенту, замена вставок строго по регламенту и т.д.
Когда они стали массово доступны и их начали агрессивно рекламировать(без пояснений, что комплексная их установка весьма дорогостояща и целесообразна только в новом большом коттедже да и целевая аудитория соответсвующая) — очень многие удивлялись в стиле *все же было норм — почему мой дом\дача вдруг сгорели*
Эта штука не которую поставил и забыл — из той же серии — как часто Вы жмакаете кнопочку *Тест* на УЗО? :)
Только с УЗО (так конечно делать не надо) рискуете лишь тем что оно не сработает когда нужно, а с УЗИП, что когда кристалл деградирует — оно как минимум устроит КЗ или все сожжет вокруг…
Ну и схему подключения УЗИП не мешало бы посмотреть.
Почему у вас при каждом КЗ всё вокруг не сгорает, а вот при КЗ в конкретно этом устройстве всё синим пламенем полыхнёт?
УЗМ на вводе в квартиру защитит от сверхнапряжения при «отгорании нуля», например, и отсутствие «хорошего заземления» на это никак не повлияет
Ну а установка УЗИП реально подразумевает многоуровневую защиту, в том числе с первым уровнем на ТП, причем при отсутствии вышестоящих уровней установка нижестоящих запрещена.
У УЗМ скорее всего мозг переклинит от таких высоковольтных импульсов и дугой пробъет всю электронику.
Мораль: варисторная защита.
Мы с вами про одно и тоже на самом деле :) Вы просто упустили, что сверху весьма быстро перешли с УЗМ к УЗИП
Осталось дождаться статьи про УЗМ и УЗИП и связанные с ней «ужастики» в стиле — дёрнуло током в щитке, пал на месте от этого удара, проснулся, смотрю — вокруг всё чёрное-черное, мокрое-премокрое: стены, пол, потолок и чёрных мокрых злых пожарных с топорами вокруг куча стоит… или: «однажды в пионерлагере ребята пожалели вожатого и решили испытать шокер Аллы не на нём, а на электрощитке...»:)
Однажды, решил поступить как того требуют правила и нажал кнопку «тест». УЗО зашипело и сгорело ;).
Но когда ставил всё работало.
Я теперь собраться новое купить не могу…
ЗЫ. Не, я, разумеется, не спорю и не настаиваю, что кнопку не надо было нажимать — обязательно надо, это шуточный коммент, хотя всё описанное действительно произошло в реальности в точности как описано. И я правда так и не собрался купить узо, вернее, диффавтомат (сейчас там перемычка, но перед ним есть другой автомат, этот работал исключительно на ванную комнату), за что мне позор и выговор с занесением.
Наш электрический цирк начнётся с электростанции, она будет не дальше километра от вас, со всеми своими подъездными путями, складами, дымовыми трубами и т.п. Или атомная станция посреди города!
А по теме: будь электростанция у каждого под носом, и повышающие трансформаторы были бы не нужны из-за небольших расстояний до потребителя.
Правда сложно представить, что могло бы какую-нибудь страну подвигнуть на такие массовые расходы и проблемы в переходный период как на гос. уровне (все сети), так и на бытовом (где одномоментно придется заменить или переделывать почти половину электроприборов).
На постоянном токе потери при передачи энергии конечно меньше, но только из-за экономии 5-7% энергии (по сравнению с хорошей сетью переменного тока) никто на это не пойдет.
С другой стороны при КЗ будет повышена опасность травматизма от дуги.
А по сути напряжение останется тем же самым, поэтому правила ЭБ не изменятся
«Включаем в цепь» человеческое тело с сопротивлением 1000 Ом (это сопротивление установлено стандартом для расчета). В первом случае R = 1001 Ом, во втором — 1000 Ом. Ток через тело будет соизмерим.
Вообще я по данной теме выступал на конференции в 2012 году. Уж больно мне стало интересно.
Коротко если резюмировать: использование DC намного выгодней в плане экономии электроэнергии, но в разы дороже в плане инфраструктуры. Как мне после выступления сказали: идея крутая перейти на DC, но только вот это чудовищные вложения в инфраструктуры должны быть. Надо все трансформаторы поменять на преобразователи DC-DC.
Коротко скажу: блоки питания почти во всей технике стали бы в разы меньше или вообще бы ушли т.к. большинство техники работает на постоянном токе. Электробезопасность бы повысилась, т.к. постоянный ток безопасней переменки, стало бы легче управлять распределением потоков мощности и т.д.
Но вот есть проблема промышленности: большинство электрических машин работают на AC. А, как известно, основные потребители электроэнергии это прежде всего промышленность. Хотя для алюминиевых заводов все наоборот бы было проще — плавится алюминий на DC.
В общем это комплексный вопрос и в отрыве от экономики его рассматривать не стоит.
Хотя на самом деле мой вопрос был несколько о другом, поменяются ли кардинально электроприборы, или сверхпроводники просто помогут улучшить характеристики у некоторых из них)))
Критический ток даже у ВТСП-проводов намного выше допустимого тока медных проводников. Однако энергопотери, связанные с необходимостью охлаждения — как бы не превысили таковые для медной линии. Вот трансформаторы на подстанциях сверхпроводящие — намного компактнее медных, а потери практически вдвое ниже (остаются только потери в стали).
1) трансформаторы дают возможность передавать высокое напряжение с низкими потерями;
2) моторы переменного тока проще и надежнее.
Если подходить строго, то первая практическая схема передачи электроэнергии на расстоянии была разработана и построена Доливо-Добровольским к международной выставке во Франкфурте. Ключевые моменты — трёхфазный ток (электродвигатели) и сверхвысокое (на то время — 25 кВ) напряжение в ЛЭП (ГЭС Лауфен — Франкфурт). КПД ЛЭП ( 2 трансформатора и линия) превышал 75%.
Тесла в то время носился с двухфазным током (2 фазы и один общий) и, после закономерной смерти этой системы, Ниагарскую ГЭС (крупнейший 2-х фазный проект) пришлось переоборудовать на 3-х фазную систему. В каждой бочке затычка этот Николка-фокусник.
Ложка дёгтя:
> Автоматы.… Обе эти системы прекрасно работают на постоянном токе.
А вот контактам на постоянном токе — ой как не поздоровится. При коммутации переменки дуга на контактах имеет шанс погаснуть дважды за период, а на постоянке — нет. Надо ухищряться — ставить магнитный обдув контактов или что-то ещё.
2-фазная система (0°, 90°) с толстым нулём сейчас не используется, представляет только исторический интерес. Используется 3-фазная (0°, 120°, 240°). При равномерной нагрузке на фазы тока через нулевой провод там вообще нет. На практике — есть, но небольшой.
3 фазы приходят в дом и разводятся по квартирам, каждой достаётся одна фаза и отвод от нуля. И вот в этой однофазной паре проводников токи равны.
1) Однофазная система: всего одна фаза и нуль. В любой момент времени сколько в нагрузку втекает, столько и вытекает, токи фазы и нуля равны.
2) Двухфазная система: две фазы с углом между ними 90°. И нуль. Что означает угол между фазами? Когда в одной фазе ток достигает амплитудного значения, в другой он уже прошел пик и начинает течь в обратную сторону. Ток нуля равен сумме токов фаз.
В какой-то момент ток первой фазы достиг √2/2 от амплитуды и растёт. Ток второй фазы в этот момент тоже √2/2 и падает. А ток нуля будет (сумма фазных токов) √2/2 + √2/2 = √2, что больше любого из фазных токов. Часть периода фазные токи текут в одну сторону, часть периода — в разные, но в одну сторону — в среднем дольше.
На практике (в реальности, в которой существуют не только лампочки накаливания, нагревательные элементы и асинхронные двигатели, а есть еще и различные выпрямители и блоки питания, в том числе и импульсные, и далеко не всегда они с ККМ) никакого нулевого тока через нулевой провод и близко нет. Порой он даже больше, чем через фазы. Отсюда, собственно, отгорающие нули и проистекают.
Вообще трехфазная система в плане металлоемкости в 3 раза (как минимум) выгоднее, чем однофазная
при двухфазной передаем N электроэнергии по трем проводам, при трехфазной с тем же сечением проводов передаем 3/2*N электроэнергии по четырем проводам, т.е. увеличив металлоемкость на 4/3 получим полуторное увеличение пропускной способности. В итоге трехфазная четырехпроводная в 3/2 * 3/4 = 9/8 раз выгоднее чем двухфазная
В масштабах квартиры и даже дома выгода незаметная, но в масштабах страны да на магистральных линиях экономия получается огромной, особенно если убрать 4-й провод и применить методику выравнивания нагрузки по фазам. С двухфазной сетью так не получится.
Это помимо наводок на всё что рядом.
Кстати, замечали как каждые километр-два провода ЛЭП перекручиваются и фазы меняются местами? Своего рода гигантская витая пара, которая уменьшает эффект антенны. Не знаю, правда, делают ли это с высоковольтными ЛЭП, но низковольтные так точно закручивают.
В Европе ещё ладно, она маленькая. Хотя если гнать с севера Норвегии, или Испания-Берлин, то километраж набегает.
Если высоковольтные и перекручивают фазы, то реже чем 1 раз на 3-5 км. ходил под ними. Правда, не представляю как на такой «люстре» с размахом метров в 10-15 перекрутить фазы.
Насколько помню (по памяти дилетанта) там целый список способов уменьшить эффект.
И все эти мероприятия как-то не вписываются в понятие «простые два отрезка провода».
А ещё умные сети добавят веселья.
Да и в быту, переменка уже «капризничает» когда запитанна куча потребителей с «плохим» «коэффициентом мощности».
Транспозицию на ЛЭП вы и не увидите — транспозиция делается прямо на самой анкерной опоре.
<2000 км. это не такое и большое расстояние.
В Европе ещё ладно, она маленькая. Хотя если гнать с севера Норвегии, или Испания-Берлин, то километраж набегает.
Для переменного тока 2000 км — очень большое. На таких уже используют линии постоянного тока высокого напряжения (HVDC). В т.ч. в Европе их уже десятки действующих как раз на линиях соединяющих разные страны в основном.
Проверил с помощью люксметра имеющиеся лампы «Gauss» 10 Вт на предмет питания через диод — работают нормально, по свету дают столько же. Диоды в них скорее всего выдержат, ток небольшой. Понимаю что вводится перекос и постоянная составляющая, и т.д., и если все так будут делать — то пипец. Но всё же…
А вот как поведет себя электросчетчик при включении только одной лампы — уже интереснее. Установлен «Меркурий-201». Будет ли он считать как и раньше 10 Вт, или возможно накрутит больше?
В каком смысле «сильно напрягаться»? Пока напряжение не превышено (а оно здесь не превышено), ничего с конденсатором не случиться — это его штатный режим работы — заряжаться и разряжаться. Вот пульсации, да, возрастут. Особенно, с учётом того, что в лампочках места мало и ёмкости ставят и так зачастую недостаточные.
Не знаю, как счетчик, а вот некоторая техника в сети постоянной составляющей в сети не обрадуется. Во всяком случае трансформаторы и холодильник всегда начинали сильно гудеть, когда на лестничной площадке включали лампочку, по советской традиции включенную "из экономии" через диод Д226.
Если мы подадим на выпрямитель постоянное напряжение, одна пара диодов будет открыта всегда, и на них будет рессеиваться двойная мощность. Если диоды не имеют двойного запаса по току, они могут сгореть.
Уточню. От диодов, в данном случае, требуется в первую очередь двойной запас по рассеиваемой мощности, а не по току.
1. Если схватиться за оба провода.
2. Если схватиться за один и батарею.
даже на 50 Гц ток вытесняется к поверхности проводника.На килоамперных токах этот эффект может и заметен, в бытовой проводке — нет.
Провода делают из множества проволок.А попробуй-ка цельный прут согни!
В высоковольтной технике везде идут амперы. Тут скорей на высоком напряжении как раз заметен скин эффект. В бытовой, конечно, без разницы.
Но мы же не можем рассматривать бытовую сеть в отрыве от распределительных сетей. В общем-то передачей на расстояния и обусловлен выбор AC.
От 35 кВ если смотреть, то токи достигают максимум 1200 А. Пропускная способность ЛЭП 110 кВ в среднем составляет 500-600А, 220 кВ — 600-1000А, 500 кВ — 1600-1800А при температуре -25 градуса.
А теперь обратимся к ТОЭ:
S = корень(3)*U*I, при U = 110 кВ, I = 1000 А
S = 190,5 МВА
Это большая мощность для ЛЭП 110 кВ.
В прошлом уже были проекты и на 720кВ и на токи до 6кА.
При этом расстояния начинаются от 30км.
Я Вам говорю про то как обстоят дела в реальности в России, а не в единичных случаях.
Начнем сначала:
— было заявлено, что на 50 Гц в проводах нет скин эффекта
— контрутверждение о том, что при высоком напряжении как раз есть скин эффект в проводах даже на 50 Гц и поэтому провода делают из множества проводников
— было заявлено, что скин эффект достигается только при килоамперных токах, которые текут в сети высокого напряжения
— контрутверждение о том, что в существующих сетях высокого напряжения токи достигают сотен ампер и иногда достигают 1000 и более ампер
— контрутверждение о том, что в существующих сетях высокого напряжения токи достигают сотен ампер и иногда достигают 1000 и более ампер
Ну я и хотел подтвердить это утверждение. HVDC сейчас — это альтернатива трансмиссионным высоковольтным ЛЭП. ЛЭП мощностью 190МВа — это маленькая ЛЭП. Для трансмиссии используют напряжения повыше и мощности в районе гигаватт и больше.
То есть сейчас меньше 1000А туда никто не пихает — невыгодно. Из-за напряжения опоры и так огромные и тащить по ним кабель толщиной с веревочку невыгодно.
Насколько я знаю, высокое напряжение начинается от 100кВ
Толщина скин-слоя в меди и алюминии на 50 Гц — около сантиметра.
А действительно меры снижения потерь на скин-эффект принимаются в антенно-фидерных устройствах, для этого используется так называемый антенный канатик, или литцендрат. Он состоит из скрученных изолированных жил.
К сожалению, человек слишком разнородной плотности, что бы говорить о том, что что-то там идёт по поверхности, к тому же в растворах ток переносится ионами. Так что для тела человека это второстепенный фактор.
По воздействию на сердце — переменный опасен при в разы меньших токах, фибрилляция наступает раньше.
Скин-эффект при 50 герцах — это фантастика какая-то…
Полнейшая ерунда. Всё человек понимает. Меня десятки раз било током. В основном — прикосновением — там совсем просто — при ударе просто отдёргиваешь руку рефлекторно. Или падаешь с табуретки (и материшь того придурка, который выключателем разрывает нулевой провод, а не фазный). Но один раз с проводом в руке прыгал. Это был высоковольтный провод для системы поджига газового котла. Отпустить не мог — мышцы руки не слушались, всё остальное работало прекрасно. Пробивало, видимо, на бетонный пол через гвоздики в подошве армейских кирзачей :). Поэтому я прыгал. Мозг отключился не у меня, а у товарища, который включил этот поджиг. Я прыгал и орал, а он с отключенным мозгом смотрел — чего это я прыгаю. Пришлось самому допрыгать до кнопки и отключить поджиг.
>По воздействию на сердце — переменный опасен при в разы меньших токах, фибрилляция наступает раньше.
Однажды шарахнуло по самому опасному пути — от одной руки до другой. :( Шоковое воздействие на организм было чрезвычайным…
«Технику безопасности я знаю как свои два пальца» :)
Тогда я ещё ни разу не читал бибилию ПУЭ…
Это была советская армия, необходимость лазить в клеммные коробки без возможности их обесточить. Ничего особенного, но предыдущие поколения балбесов а) развели их все по-разному, то есть как придётся б) не оставили подписей в) смешали силовые цепи с «сигнальными» г) паршивая изоляция начала кое-где крошиться. В общем, — «сейчас я переброшу эту цепь», — «мать-мать-мать», — откликнулось эхо :).
А вот когда назрела надобность менять обгоревший контакт в трёхфазном входном силовом щитке (на стороне которую можно обесточить, но в непосредственной близости от шин, находящихся под напряжением), я встал на специальный изолирующий коврик, надел специальные изолирующие боты на ноги, специальные изолирующие перчатки на руки и, возможно даже, шапочку из фольги на голову :). Очень было страшно.
ЗЫ. В далёком детстве однажды наблюдал с открытым ртом за работой стекольщика. Зрелище было завораживающим, работал он виртуозно. На одной руке у него было два пальца, на другой — три :)
1) напряжение пробоя у переменного тока ниже
2) переменный ток промышленной частоты 50 Гц вызывает сокращение мышц и человека сложней отцепить от токовода
3) переменный ток вызывает фибрилляцию желудочков, что и является, в основном, причиной смерти, а не термическое или иное воздействие
Напротив, чувствительность к постоянному току значительно ниже. При переменном токе 50 мА — это уже паралич дыхания и риск остановки сердца, при постоянном — это только порог неотпускающего тока и затрудненное дыхание с сильной болью.
Однако при большой силе тока (при попадании под высокие напряжения свыше 1000 В) постоянный ток опаснее из-за той же самой более низкой чувствительности. Переменный ток при 500 и выше мА вызывает не фибрилляцию, а асистолию, и ритм самостоятельно восстанавливается после отключения тока (если тот не успел "поджарить" организм), а постоянный ток такой же силы как раз вызывает фибрилляцию, которая спонтанно не проходит.
Но давайте остановимся на бытовых токах и напряжениях, т.к. для обывателя они опасней. А для тех, кто подходит к электроустановкам высокого напряжения, существует техника безопасности и прочее.
Все же в быту опасней переменка. Даже на уровне распред. сетей (6-20 кВ) опасней переменка из-за особенностей заземления нейтрали и работы автоматов защиты.
Также, есть сведения, что компрессоры холодильников не любят пониженное напряжение…
Наблюдал эффект когда 'сгорела' подстанция в посёлке, и напряжение с частотой мчс долго выставить не могли с мобильными генераторами.
Кстати, хорошо в доме иметь лампочку ильича на этот случай, так как эффективные бп на шим (преобразованием частоты) будут работать, но при большой просадке имеются неплохие шансы на их смерть, так как при понижении напряжения они тянут больший ток.
А такие предметы как холодильник, если не снабжены отсечкой по некоректному питанию будут пытаться работать в любых фиговых условиях, с последующей заменой, так как ремонт будет не намного дешевле покупки нового, а гарантий никаких.
Нормативная частота в сети — 50 Гц, нормы устанавливают не более 0.4 Гц отклонение
Проводя аналогию: есть лодка на 20 гребцов, что будет если они начнут грести как вздумается? они не смогут эффективно грести, будут цепляться веслами, или грести в разные стороны.
Промышленную сеть генерирует не одна электростанция на всю страну, а целая сеть, 0,4 Гц дает запас на согласование генерации тока.
Что касается 20-30 Гц, то в силу того что трансформаторы рассчитаны на частоту функционирования 50 Гц, они начнут генерировать больше тепла чем смогут рассеять и им придется взорваться от такого нахальства.
Ну и ИБП такого не поймут и высосут аккумулятор.
Вообще асинхронный режим совсем иная тема, которая связана с частотой, но не определяет стандарт по качеству электроэнергии.
P.S. скажу Вам по секрету, что защиты от возникновения автоколебаний (они называются АЛАР), много раз срабатывали уже ложно, а вот правильное их срабатывание на данный момент остается под сомнением. Кроме того, АЛАРы могут различить только двухмашинный асинхронный режим, трехмашинный же режим они не видят. Вообще это отдельная тема для обсуждения.
P.S.S. при асинхронном режиме опасность заключается не в том, что сработают защиты, а в том, что у нас легко может уравнивающим током пожечь генератор, разломать турбину или перейти в многомашинный асинхронный ход
Это решается элементарно — стандартом на вилки/розетки такие, чтобы неправильно воткнуть было невозможно
> Ну и в плане электробезопасности переменка всё же лучше.
Это, ну прям очень спорно…
> Преобразование напряжения из, скажем, 400кВ постоянки в 220В постоянки — довольно сложная задача, и не факт, что это будет надёжнее и выше по КПД, чем просто трансформаторная подстанция.
Где-то когда-то видел экономический расчет с примерно следующим выводом: передача переменного тока сопряжена с бОльшими потерями и бОльшей металлоемкостью ЛЭП, но ввиду огромной стоимости устройств для преобразования уровней постоянного напряжения использование постоянного тока становится выгодным только при передаче на расстояния более 10 000 км
Меня в этом случае больше беспокоит изначальный момент сборки таких цепей. У меня узбеки в квартире делали ремонт… дорогие автоматы, новая хорошая проводка вместо родной… и что? всё равно умудрились сделать, что пробивает на землю в некоторых ветках, и часто УЗО всё гасит. Выключатели хлопают током, пару раз даже оплавлялись…
но ввиду огромной стоимости устройств для преобразования уровней постоянного напряжения использование постоянного тока становится выгодным только при передаче на расстояния более 10 000 км
В Европе высоковольтные линии постоянного тока вполне себе используются и для меньших расстояний — подводные линии, соединяющие различные страны.
но ввиду огромной стоимости устройств для преобразования уровней постоянного напряжения использование постоянного тока становится выгодным только при передаче на расстояния более 10 000 км
Подобные тексты надо цитировать обязательно с указанием года!
Потому что прогресс он везде идёт и мало-помалу подобные устройства становятся всё дешевле и дешевле, постоянно идут небольшие прорывы. А медь/алюминий могут и подскочить на рынке раза в два!
А для подводных кабельных ЛЭП уже всего со 100-200 км (у подводных на переменном токе сильно потери растут по сравнению с воздушными, а у DC остаются на низком уровне).
Попадание 380В в домашнюю сеть у меня было, хорошо что был дома, «обделался легким испугом» :) Сгорел один блок питания и настенные электронные советские часы, больше повреждений не было. Комп работал как ни в чем не бывало, импульсные БП рулят. А в соседнем доме (электрики-раздолбаи видимо те же) квартира сгорела без видимых причин, но доказать их причастность не удалось.
После чего поставил специальные защитные автоматы, цена несопоставима с ущербом от пожара.
![](https://habrastorage.org/files/6f9/c26/10e/6f9c2610ea7048c290169e3227ab903e.png)
Было бы хорошо 400(800)Гц для локальной сети и 50Гц для магистралей, но необходимые инверторы для сопряжения сетей хоронят эту идею на корню…
И да, 400гц трансформаторы и двигатели просто ужасно и мерзко гудят(хотя какой это гул? визг!)!
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405896315030050
Тест «предпоследней мили» в Финляндии:
http://www.lvdcconference.com/images/B1/SessionB1_Pasi_Nuutinen.pdf
— заметная экономия на меди
У меня в розетке сейчас вообще 211.
Кстати в европе вовсю экспериментируют с сетями постоянного тока. Также разрабатывают полупроводниковые «трансформаторы». Ну и HVDC уже окупают себя от 1000км.
Сейчас все больше и больше асинхронников питаются через частотный преобразователь
Параграф «вентильные двигатели» про это. Я там в одну кучу сгрёб и частотное управление, и векторное, и автокоммутацию. Так сделано с целью упрощения материала, а также чтобы обратить внимание на одну общую черту: всё это хозяйство может работать на постоянном токе.
вот только совсем недолго, т.к. отсутствия индуктивного сопротивления обмоток, к примеру реле переменного тока на 220V срабатывает где то от 40 постоянки (не помню точно уже соотношение)
Поздравляю со вступлением в клуб желающих/собирающихся ставить УЗМ
А вот дуга на всех устройствах коммутации тока быстро-быстро приведёт их в негодность. И это — основная проблема применения постоянного тока в сетях напряжением выше 12 вольт.
Ну у мощных асинхронных двигателей (например компрессор, жрущий где-то 40-50 кВт) давно уже были варианты "стартуем на звезде, после переключаемся на треугольник/стартуем на одних обмотках, переключаемся на другие". Всё дело решалось парой здоровых пускателей.
Вряд ли. В автомобилях используется постоянный ток, например. По мере перехода на светодиодное освещение, осветительная сеть внутри квартир тоже переползёт на постоянный ток. Сейчас каждая лампочка имеет собственный выпрямитель, но это дань совместимости и с отживающим прошлым. Очевидно, что в новых квартирах будет устанавливаться выпрямитель прям на входе и дальше разводится уже постоянный ток невысокого напряжения.
Опять же, всевозможная электрика становится всё дешевле, и двигатели на постоянном токе догоняют по популярности аналоги на переменном токе.
Ну так а напряжение-то разное для разных сборок. Кроме того, 100% повсеместный переход на светодиодное освещение, вообще говоря, не гарантирован.
>> Сейчас каждая лампочка имеет собственный выпрямитель, но это дань совместимости и с отживающим прошлым.
А будет иметь собственный DC-DC преобразователь. Особой выгоды как-то не видно…
Получается куча лишних расходов и проблем при околонулевых преимуществах. Бывают отдельные случаи, когда ЧАСТЬ освещения делается низковольтной (то же аварийное освещение, освещение помещений повышенной опасности или дизайнерские светильники на открытой токоведущей шине). Но так чтобы все освещение переводить на низкое напряжение и постоянный ток — не вижу смысла.
На современном уровне развития технологий оптимальное напряжение сети постоянного тока (из существующих) — 24 вольта. Выше — менее безопасно и больше проблем с выключателями. Но при этом максимальный ток что на 24, что на 230 вольтах одинаков. Отсюда получается ограничение на мощность 24-вольтовых потребителей, которое будет в 10 раз ниже, чем 230-вольтовых. А если сеть 12-вольтовая, то вообще в 20 раз.
Следствие: понижающие трансформаторы и выпрямители должны располагаться как можно ближе к потребителю тока. Т.е. если речь идёт об освещении, то ставится один трансформатор на группу ламп.
Постоянку можно сделать и все те же 200-300 вольт, безопасность у нее в разы выше переменки. Если уж хочется полной безопасности, то есть те же 48 вольт — стандарт, которым убиться надо очень сильно постараться…
С разморозкой Вас, в новом 21-ом веке! Практически вся современная техника оснащается импульсными стабилизаторами, я вот у себя трансформатор нашел только в колонке старой.
Ещё раз повторюсь: всё дело в КПД. КПД тёплого лампового трансформатора составляет от 95 до 99%. КПД обычного импульсного преобразователя — от 75% до 95% в зависимости от степени паршивости.
Для питания маломощных приборов типа светодиодных ламп, бытовой электроники вполне достаточно импульсника — ну теряем 10-15% на нагрев, ну и хрен с ним. В некоторых случаях преобразователь вообще не нужен (двигатели, нагревательные установки).
Совсем другое дело — когда необходимо преобразовать напряжение для большой нагрузки. Вот там потери становятся совсем недопустимыми.
Ну и ещё неприятный момент — импульсные преобразователи не очень хорошо уживаются друг с другом. Попробуйте запитать, например, аудиоаппаратуру от 230В, полученных с инвертора, при условии, что в сети сидит ещё куча импульсных потребителей.
Аудиоаппаратура просто должна оснащаться более качественными блоками питания, современные вполне сносно переносят включение в одну розетку с компьютерами и прочим. Инвертор — неудачный пример, у него просто на выходе при нагрузке — хрен знает что, а не синусоида. Если будет постоянка, то там все гораздо лучше будет — обычный высокочастотный DC-DC преобразователь так не прогнется.
Понижение напряжения постоянного тока при большом токе — это проблема. Поэтому DC-DC преобразователи в трансформаторных подстанциях мы увидим ещё не скоро. Поэтому разумным будет выглядеть выпрямление переменного тока на последней миле. Но и тут сразу вылезает вопрос: как выпрямлять ток с силой в сотни ампер при 230В?
Разумеется, эффективнее подавать переменку высокого напряжения на подстанции, а постоянку разводить только на последней миле. Преобразователи для этого дела — уже есть, габаритами (и, наверное, стоимостью), кстати, меньше трансформаторов на те же напряжения и мощность.
Не совсем так, у маленьких трансформаторов КПД гораздо ниже (и 80, и 70, и даже 50). Причем чем меньше трансформатор — тем печальнее его КПД. Если не ошибаюсь, это связано с тем, что на них не помещается много меди. Требуемое число витков имеет обратную зависимость второй степени от линейных размеров (ЭДС витка пропорциональна площади магнитопровода). При этом площадь окна, в которое укладывается провод, также квадратично растет с ростом линейных размеров. Таким образом, площадь жилы, которая «влезет» в сердечник с ростом линейных размеров растет в четвертой степени. Потери в стали растут только в 3 степени (функция объема) и их можно снизить, уменьшив величину магнитной индукции (это увеличит число витков в обмотках, но так как на большой магнитопровод помещается много толстого провода, это не проблема).
> Ещё раз повторюсь: всё дело в КПД. КПД тёплого лампового трансформатора составляет от 95 до 99%.
Этот сферический КПД на синусоиде, я предполагаю, мало применим к нагрузке этого тёплого лампового трансформатора, которая потребляет ток импульсами (при открытии диодов выпрямителей на вершинах синусоиды). Не исключено, что при малой мощности (до полукиловатта, например) «на круг» будет эффективнее импульсник (да горит он в геенне за помехи на АМ-приёмнике).
И не раз натыкался в сети на свидетельства, что азиаты действительно экономят отбмоточную медь, в результате чего их маломощные трансформаторы и на холостом ходу потребляют в первичной цепи почти тот-же ток, что и под полной нагрузкой и греются.
Очевидно, что в новых квартирах будет устанавливаться выпрямитель прям на входе и дальше разводится уже постоянный ток невысокого напряжения.
Разводка по квартире USB-розеток наряду с 220V — это уже прямо сейчас делается.
Буквально по горячим следам, в моей организации, кстати не связанной с обслуживанием жилых зданий, но каким-то не понятным образом подсунутый в своё время один жилой дом, в котором недавно отгорел ноль на одном из этажей в подъезде. Частично с некоторыми из жильцов конфликт получилось загладить (помог починить БП компьютеров, ноутов и прочего мелкого барахла), остались пару квартир буйных и там где погорело по крупняку. Какое это имеет отношение к данной статье — а самое прямое. В конечном итоге сейчас переменное напряжение выпрямляется и используется как постоянное. Корректоры мощности фактически и ставятся для того, что бы устранить недостатки при подключении современных электроприборов в сеть переменного тока.
Если бы автор статьи сделал эксперимент, подключил три энергосберегающие лампочки к трём разным фазам и замерил ток в нулевом проводе, он бы увидел фактическое суммирование этих трёх токов. С лампами накаливания одинаковой мощности, ток в нулевом проводе был бы очень маленьких значений.
Так на rom.by была такая вот реплика 2007 года http://www.rom.by/forum/PFC_S_chem_ego_edjat
В Евросоюзе уже нельзя продавать БП хотя бы без пассивного PFC (дросселя), хотя его эффективность абсолютно никакая.
Как много вы видели активных, ну или даже пассивных PFC в блоках питания различной импортной аппаратуры привезённой к нам из-за рубежа? Этот % минимален на общем фоне.
В случае с тем домом где отгорел ноль в подъезде, нулевой магистральный провод заложен меньшим сечением чем фазные. Догадываетесь почему? У многих в квартирах могут стоять индукционные плиты, а не обычные. В зависимости от схемотехники плиты никто не гарантирует, что токи её будут подобны токам обычной спиральной плиты.
В конечном итоге, не разбираясь в причине, на не всегда виноватых электриков вешают обвинения вроде таких https://geektimes.ru/post/281306/#comment_9622188
https://geektimes.ru/post/281306/#comment_9621502
https://geektimes.ru/post/281306/#comment_9623084
Правильным решением для квартир и небольших организаций, была бы установка в щите мощного активного PFC на розетки куда подключалась бы импульсная бытовая техника. А розетки с мощной нагрузкой без реактивной составляющей обогреватели, плиты, лампы накаливания, ну может ещё вентиляторы — на прямую в сеть. Естественно, вилки и розетки должны будут отличаться друг от друга.
А если энергопотребление электроники в обозримом будущем упадёт в разы, то вполне можно пускать на отдельные розетки постоянные 12 или 24 вольта, не боясь падения напряжения при токах потребления в несколько десятков миллиампер.
Мне кажется, более реально ужесточить сертификацию техники.реально у нас это никому не интересно и ужесточение по факту работать не будет.
А проводку в домах, где отгорает ноль, неплохо было бы просто заменить всю, потому что она в принципе не рассчитана на нынешние мощности.это огромные суммы денег, в том числе и на организационно-бумажную работу.
при том что «симметричность» подключения потребителей после многих переделок и перепланировок здания вызывает некоторые сомненияпорой оно вызывает сомнения и без переделок или перепланировок.
Это патовая ситуация, провода в домах перетягивать не будут и ставить PFC на квартиру так же не будут.
Тиристор в диммере на постоянке может и заработает, поскольку тиристор — изначально элемент постоянного тока. А управление осуществляется изменением напряжения, подаваемого на управляющий электрод, из-за чего тиристор будет постепенно открываться.
в управляющую цепь ключевого элемента (мощный тиристор, точнее симистор или полевик) включен переменный резистор.
Там схема чудок сложнее, и неизвестно, заведётся ли та или иная схема на постоянке. Там где с тиристорами — скорее всего либо не заведётся вообще, либо будет работать только на максимуме.
В стиралках движки либо асинхронные… или бесколлекторные
Стиралок как раз с коллекторным двигателем достаточно много. Бесколлекторные — разве что в дорогих машинах с прямым приводом.
из-за чего тиристор будет постепенно открываться.
Не может тиристор открываться «постепенно». Он имеет два устойчивых состояния: открыто или закрыто.
У меня Bosch MAXX — с бесколлекторным, но привод ременной. Покупалась ~5 лет назад и тогда «бесколлекторность» довольно сильно выпячивалась как преимущество (в плане шумности) и ощутимо влияла на стоимость. Соответственно, упоминалась на всех наклейках и на коробке. Тогда подобных машин было не очень много (в основном, дорогой, реже — средний сегмент). Сейчас технологии, вероятно, чуть подешевели, но скорее всего, коллекторных до сих пор осталось дофига и больше. Думаю даже, их большинство.
Для примера, в микродрелях Proxxon стоит как раз тиристорный регулятор. Они питаются выпрямленным, но не сглаженным напряжением (трансформатор и диодный мост), а при питании от «нормального» постоянного напряжения (например, аккумулятора, они 12-вольтовые) мощность не регулируется и всегда 100%.
и самое главное — никако-го умопомрачительно гудения трасформаторов… райская тишина
минус только в том, что бабла не отмоешь… или я чего-то не догоняю?
Еще бы, трудно отмывать бабло при КПД в районе нуля…
для того, чтобы быть другим, нужно быть носителем гена небезразличия, оный в мире сием есть великая редкость… и именно по причине алчноти человеческой многие технологие были порохоронены и нередко с самими авторами, так как определенные личности боялись потерять свою власть, смысла жизни без который для них просто не существует… увы банальная сущность человека, а желание сделать мир лучше и сделать это искренне увы нет. иначе мы бы вели сейчас эту беседу где-то в созвездии касиопеи или того и гляди еще дальше, а вместо этого в нешй истории немыслемый идиотизм…
КПД человечекской цивилизации вобще «отрицательное», и что? ))) всем пох как-то ))))… а все же почему нет?
>тепло перегонять в энергию
Проще тогда сразу электростанцию на месте построить и никуда электроэнергию не передавать.
а вот если представить себе картинку, сопротивление линии тремиться к нулю, допустим проложить из монокристала меди с добротным экранированием, то каждый потребитель бы получал именно то что ему нужно, и преобразования можно было бы свети к минимуму, конешно ещзе надо заставить производителей делать электроинку в однмо стандарте, а не так что, одному 5, другому 9, 12, 16, 24, 36… может еще какие есть чудеса электроники…
или из серебра или меди… а ну да, а как же алчность и жадность и все прочая приблуда… если бы миром управляли прагматики, то провода давно были бы из самого подходящего материла, а бабы носили бы бусы из гальки и сопелибы в две дырки… но увы… все далеко не так )
… если представить, что газ закончился, чем отапливать дома?
или суть в том, что КПД индукции выше даже если учесть тот, факт, что нужно будет брать отдельную ветку, от общей и вести ее на обогрев, нежели использовать тепло от нагрева полупроводников?
если бы еще трансформаторы/дросселя научились делать без плюшечки под названием магнитострикция и такими же безшумными как полупроводники…
сопротивление линии тремиться к нулю, допустим проложить из монокристала меди с добротным экранированием
Никакой монокристалл здесь не поможет, посчитайте по формулам, доступным в интернете, какой потребуется диаметр провода из монокристалла, чтобы он не сгорел при передаче гигаватта мощности (один энергоблок АЭС) при напряжении, скажем, 220В.
Экранирование для кпд не играет роли.
надо заставить производителей делать электроинку в однмо стандарте
Это нонсенс. Даже в пределах одного компьютера требуется хороший десяток различных питающих напряжений. Есть слаботочные схемы, есть чувствительные, есть скоростные, есть мощные. Процессор питается от напряжения порядка 0,7В током порядка сотни ампер. Нельзя запитать все потребители от одного напряжения. Во всех сложных электроприборах применяются преобразователи напряжения.
если бы миром управляли прагматики, то провода давно были бы из самого подходящего материла
Их и так делают из самого подходящего материала. Покажите материал с более низким удельным сопротивлением, чем медь?
тепло перегонять в эенергию
Второе начало термодинамики. Перегонять тепло в электроэнергию с высоким кпд невозможно. Да и с низким — проблематично.
Что же касается упомянутого вами «хорошего охлаждения»: начиная с определенной мощности потребуется активное охлаждение. Вместо гула трансформаторов вы будете окружены гулом вентиляторов.
если представить, что газ закончился, чем отапливать дома?
Уж точно не электричеством. Откуда вы возьмете столько электричества, чтобы все могли им отапливаться? К тому же, львиная доля электроэнергии в мире вырабатывается угольными ТЭС. Их кпд в районе 35-40%. Вы погреетесь электричеством на 1кВт — и еще столько же где-то на электростанции будет без пользы выброшено в окружающую среду. Но иначе никак. Второй закон термодинамики «не дает нормально жить».
Покажите материал с более низким удельным сопротивлением, чем медь?
Серебро:)
Покажите материал с более низким удельным сопротивлением, чем медь?
HgBa2Ca2Cu3O8+x до 135К.
Что же касается упомянутого вами «хорошего охлаждения»: начиная с определенной мощности потребуется активное охлаждение. Вместо гула трансформаторов вы будете окружены гулом вентиляторов.
Необязательно.
Можно кипятить близлежащие крупные водоемы.
Но все равно получится пулеметная очередь в ногу во имя быстроты бега.
HgBa2Ca2Cu3O8+x до 135К.
Высокотемпературный сверхпроводник? А расходы энергии на работу криогенных установок вы посчитали? 135К — это все-таки -138°C. Простым холодильником не отделаешься. Да и сам он будет стоить немало. Плюс стоимость вашего материала и энегозатраты на его производство. Плюс его хрупкость — на мачту не натянешь. Пока что такими игрушками балуются лишь в таких уникальных проектах, как ИТЭР.
И если для магистральных ЛЭП применение таких сверхпроводников еще может быть экономически оправдано в перспективе, то в каждый электроприбор криогенную установку не засунешь. Поэтому старая добрая медь остается и еще долго будет оставаться «самым подходящим материалом» в электротехнике. Ну или серебро для любителей драгметаллов.
Необязательно. Можно кипятить близлежащие крупные водоемы.
Тогда вы будете окружены гулом насосов. Я сомневаюсь, что вам удастся организовать естественную циркуляцию в такой схеме. Ну и водоемы бывают не везде. Градирни, градирни надо ставить!
Кстати говоря, гул вентиляторов для охлаждения резисторов — это было в нашем недавнем прошлом. Старые советские троллейбусы и трамваи все имели реостатно-контакторную систему управления двигателями. При пусковых режимах на резисторах рассеивали много тепла. Отсюда постоянный гул вентиляторов в электротранспорте. Как по мне — то приятнее слушать мелодичную работу тиристорно-импульсной системы управления, чем вентилятор.
Можно.
Но потери на такие кунштюки получаются большими, ибо физика — сука бессердечная, и ее законы еще никому нарушать не удавалось.
Перекос тоже встречал в офисе — отгорела нейтраль, и в результате мониторы и БП рвались как феерверк.
А, вот такой вопрос, на фоне повального увлечения электромобилями, не грозит ли переход на дополнительные мощные сети постоянного тока?
Что будет, если подать в электросеть постоянный ток