Yardımcı frekansı - Utility frequency
Yardımcı frekans , (güç) şebeke frekansı ( American English ) ya da şebeke frekansı ( British English ) nominal frekansı salınımlarının alternatif akım , bir in (AC) elektrik şebekesine bir iletilen enerji santrali için son kullanıcı . Dünyanın büyük kısımlarında, bu 50 Hz olmasına rağmen, Amerika ve parçaları Asya tipik olarak 60 Hz'dir. Ülkeye veya bölgeye göre Akım kullanım listesinde verilmiştir dünya çapında şebeke güç .
19. ve 20. yüzyıllarda ticari elektrik güç sistemlerinin geliştirilmesi sırasında, birçok farklı frekanslar (ve gerilimler) kullanılmıştı. Bir frekansta ekipmanda Büyük yatırım standardizasyon yavaş bir süreç yaptı. Ancak, şimdi 50 Hz frekansı kullanan 21. yüzyıl, yerlerin dönüş olarak 220-240 kullanma eğiliminde V ve şimdi 60 Hz kullananlar 100-127 kullanma eğiliminde V. Her iki frekansları bugün bir arada (Japonya hem kullanır ) diğer üzerinden bir tercih için büyük teknik akıl ve eksiksiz dünya çapında standardizasyon için bariz arzusu ile.
hem 50 ve 60 Hz ile çalışacak şekilde üretici tarafından belirtilen sürece amaçlanan frekans dışındaki bir şey üzerinde kullanılırsa, aletler verimli ve hatta güvenli bir şekilde çalışmayabilir.
Uygulamada, ızgaranın tam frekans grid ağır yüklendiğinde azaltılması ve hafif yüklü olduğunda hızlandırmak nominal frekansı etrafında değişir. Bununla birlikte, en çok yarar devri oluşur sabit sayıda sağlamak için bir gün boyunca ızgaranın frekans ayarlayacaktır. Bu doğru zamanlarını korumak için bazı saatler tarafından kullanılır.
içindekiler
- 1 Çalışma faktörleri
- 2 Tarihçe
- 3 Demir
- 4 400 Hz
- 5 stabilitesi
- 6 duyulabilir gürültü ve parazit
- 7 Ayrıca bakınız
- 8 Ek okumalar
- 9 Kaynaklar
İşletim faktörleri
Birçok faktör bir AC sisteminde frekans seçimini etkileyen. Aydınlatma, motorlar, transformatörler, jeneratörler ve iletim hatları tüm güç frekansına bağlıdır özelliklere sahiptir. Bütün bu faktörler etkileşime ve hatırı sayılır bir öneme güç frekansının seçim yapmak. En iyi frekans çelişkili gereksinimleri arasında bir uzlaşmadır.
19. yüzyılda, tasarımcılar sahip sistemler için, nispeten yüksek bir frekans alacağını transformatörler transformatör malzemeler üzerinde tasarruf edecek şekilde, ve ark lambaları, ancak uzun iletim hatları veya besleme primer olarak motor yükleri ya da sistemler için daha düşük bir frekans alacağını döner dönüştürücüler için üreten doğru akım . Büyük merkezi üretim istasyonları pratik olunca, frekans seçimi amaçlanan yükün niteliğine göre yapıldı. Sonunda makine tasarımında gelişmeler tek frekans aydınlatma ve motor yükleri için hem kullanılmak üzere izin verdi. Sistem yükü bir gün boyunca daha üniform beri Birleşik bir sistem, elektrik üretim ekonomisine düzeldi.
Aydınlatma
Ticari elektrik gücü ilk uygulamaları olan akkor aydınlatma ve komütatör tipi elektrikli motorlar . Her iki cihaz DC'de de çalışır ancak DC kolayca voltaj değiştirilemez olabilir ve genellikle yalnızca gerekli kullanım gerilimde üretildi.
Bir akkor lamba düşük frekanslı akımı ile işletilirse, filaman parlaklık ve algılanabilir değişmesine neden olan, alternatif akımın her bir yarım çevrim ile soğutan titreme lambaları; etkisi ile daha belirgin olarak , ark lambaları , ve daha sonra cıva buharı ve floresan lambalar. Açık ark lambaları insan duyma sınırının üstünde sesini yükseltmek için yüksek frekanslı alternatörler deneylere açan alternatif akımlara bir sesli vızıltı yaptı.
Döner makineler
Komütatör akımının hızlı değişimler tarafından karşıyız çünkü tipi motorlar, yüksek frekanslı AC üzerinde iyi faaliyet yok endüktans , motor alanın. Komütatör tipi rağmen evrensel motor AC ev aletleri ve elektrikli aletler de yaygındır, bunlar 1 kW daha az küçük motorlar vardır. Endüksiyon motoru yaklaşık 50 ila 60 Hz frekanslarda iyi çalıştığı bulunmuştur, ancak 1890'larda mevcut malzemeler ile 133 Hz, diyelim ki, bir frekansta iyi çalışmaz. Asenkron motor alanında manyetik kutup sayısı arasında sabit bir ilişki vardır, alternatif akım ve dönme hızının sıklığı; bu nedenle, belirli bir standart hız frekans seçimi (ve tersi) sınırlar. AC kez elektrik motorları ortak oldu, müşterinin ekipmanları ile uyumluluk için sıklığını standardize etmek önemliydi.
Düşük hızlı pistonlu motor tarafından işletilen jeneratörler, tarafından işletilen çok, kutupların belirli bir sayıda, örneğin bir yüksek hızda buhar düşük frekanslar üretecek türbini . Çok yavaş römork hızları için, yüksek AC frekansı sağlamak için yeterli direklerle bir jeneratör inşa etmek pahalıya mal olacaktır. Bunun yanı sıra, aynı hızda iki jeneratörü senkronize düşük hızlarda daha kolay olduğu bulunmuştur. Kayış sürücüler çok büyük değerlendirmesi (kilowatt binlerce) içinde, yavaş motorların hızını artırmak için bir yol olarak sık görülürken bu, pahalı, verimsiz ve güvenilmez. Yaklaşık 1906 sonra doğrudan işletilen jeneratörler buhar türbinleri yüksek frekanslar tercih. Yüksek hızlı makinelerin daha sabit dönüş hızı iyi çalışması için izin verilen çeviricilerden döner dönüştürücüler de. RPM senkron hızı N, formül kullanılarak hesaplanır
burada f, Hertz olarak frekansıdır ve P, kutup sayısıdır.
|Polonyalılar||133 RPM 1 / 3 Hz||60 Hz'de RPM||50 Hz'de RPM||40 Hz RPM||25 Hz'de RPM||16 RPM 2 / 3 Hz|
|2||8,000||3.600||3.000||2.400||1500||1.000|
|4||4000||1.800||1500||1.200||750||500|
|6||2,666.7||1.200||1.000||800||500||333.3|
|8||2.000||900||750||600||375||250|
|10||1.600||720||600||480||300||200|
|12||1,333.3||600||500||400||250||166.7|
|14||1142,9||514,3||428.6||342.8||214,3||142.9|
|16||1.000||450||375||300||187.5||125|
|18||888,9||400||333 1 / 3||266 2 / 3||166 2 / 3||111.1|
|20||800||360||300||240||150||100|
Sabit akım gücü tamamen alternatif akım tarafından yerinden demiryolu ve elektrokimyasal işlemlerde yararlı değildi. Gelişimine önce cıva ark valf redresörler , döner dönüştürücüler AC DC güç üretmek için kullanıldı. Diğer komütatör tipi makineler gibi, bu düşük frekanslarda daha iyi çalıştı.
Şanzıman ve transformatörler
AC ile, transformatörler müşteri kullanım voltajını düşürmek için yüksek iletim gerilimi istifaya kullanılabilir. Transformatör etkili bir hareketli parça ve az bakım gerektiren bir gerilim dönüştürme cihazıdır. AC kullanımı düzenli bakım ve kontrol edilmesi gereken DC voltaj dönüşüm motorlu jeneratörler iplik ihtiyacını ortadan kaldırdı.
belirli bir güç seviyesi için, bir transformatörün boyutları frekans ters olarak kabaca orantılıdır, bu yana bir çok transformatörü ile bir sistem daha yüksek bir frekansta daha ekonomik olacaktır.
Elektrik iletim uzun hatları üzerinden alt frekansları yana. Hattının dağıtılmış kapasitans ve endüktans etkisi düşük bir frekansta daha az bulunmaktadır.
Sistem bağlantı
Jeneratörler yalnızca aynı frekans ve dalga şekli ise paralel olarak çalışmak üzere birbirine bağlanabilir. Kullanılan frekans standardize olarak, bir coğrafi bölgede jeneratörler olarak birbirine bağlanabilir ızgara güvenilirliği ve maliyet tasarrufu sağlar.
Tarihçe
Birçok farklı güç frekansları 19. yüzyılda kullanılmıştır.
Çok erken için kolaylık dayalı keyfi frekansları kullanılan AC oluşturma düzenleri izole buhar motoru , su türbini ve elektrik jeneratörü tasarımı. 16⅔ Hz 133⅓ Hz arasındaki frekanslar farklı sistemlerde kullanılmıştır. Örneğin, Coventry, İngiltere şehir, 1895 yılında frekansların çoğalması 1900 aracılığıyla döneminde 1880 yılında elektrik makinelerinin hızla gelişmesi dışında büyüyen 1906 yılına kadar kullanımda olan benzersiz 87 Hz tek fazlı dağıtım sistemi vardı.
Erken akkor aydınlatma dönemde, tek fazlı AC yaygındı ve tipik jeneratörleri 133 hertz arasında bir frekans vererek 2,000 RPM hızında çalışan 8 kutuplu makineleri, idi.
Birçok teori var ve epeyce eğlenceli olsa şehir efsaneleri , 60 Hz vs 50 Hz tarihinin ayrıntılarında küçük certitude yoktur.
Alman şirketi AEG (Almanya'da Edison tarafından kurulan bir şirket soyundan) 50 Hz'de çalışan ilk Alman üretici tesisini inşa etti. Zamanda, AEG sanal vardı tekel ve Avrupa'nın geri kalanına kendi standart yayılmasını. Tarafından iletilen 40 Hz güç tarafından işletilen lambaların titreme görüldükten sonra Lauffen-Frankfurt renkli 1891'de AEG 1891 50 Hz'e kadar standart frekansı yükseltilir.
Westinghouse aynı üretim sistemi ile ilgili hem de elektrikli aydınlatma ve indüksiyon motorları çalışmasını sağlamak için daha yüksek bir frekansta standart karar verdi. 50 Hz ikisi için de uygun olmasına rağmen, 1890 Westinghouse mevcut yay aydınlatma ekipmanları 60 Hz ile biraz daha iyi çalışan, ve böylece frekans seçildi olduğu düşünülmektedir. 1888 yılında Westinghouse lisanslı Tesla asenkron motor, çalışma, o zaman aydınlatma sistemleri için ortak 133 Hz daha düşük bir frekans gerekli. Almanya'da AEG ile bağlı 1893 General Electric Corporation olarak, bir üretim projesini inşa Mill Creek, California 50 Hz kullanarak, ancak Westinghouse standardına pazar payını korumak için bir yıl sonra 60 Hz olarak değiştirildi.
25 Hz kökeni
İlk jeneratörler Niagara Falls türbin hızı daha önce ayarlanmış çünkü 1895 yılında Westinghouse tarafından inşa projesi, 25 Hz olan alternatif akım kesin seçilmiş olan güç iletimi. Westinghouse motor yüklerini götürmek için 30 Hz düşük frekanslı seçilmiş olurdu, ama proje için türbinler zaten 250 RPM belirtilen edilmişti. Makineler ağır komütatör tipi motorlar için uygun 16⅔ Hz gücü sağlamak için yapılmış, ancak Westinghouse şirketi bu aydınlatma için istenmeyen olacağını itiraz ve 33⅓ Hz önerilmiştir olabilirdi. En sonunda 12-kutup 250 RPM jeneratörler ile 25 Hz arasında bir uzlaşma, seçilmiştir. Niagara projesi elektrik güç sistemleri tasarımı üzerinde çok etkili olduğu için 25 Hz düşük frekanslı AC için Kuzey Amerika standart olarak üstün geldi.
40 Hz kökeni
Bir General Electric çalışması 40 Hz, aydınlatma, motor, transmisyon ve ihtiyaçları arasında iyi bir uzlaşma olmuştur 20. yüzyılın ilk çeyreğinde edilebilen malzeme ve teçhizat verirdi sonucuna varmıştır. 40 Çeşitli Hz sistemleri inşa edildi. Lauffen-Frankfurt gösteri Büyük birbirine 40 Hz şebeke kuzey-doğu İngiltere (var olan 1891 yılında güç 175 km iletmek için 40 Hz kullanılan Newcastle upon Tyne Elektrik Tedarik Şirketi , NESCO) gelişine kadar Ulusal Şebekeye (UK ) 1920'lerin sonunda, İtalya ve proje 42 Hz kullanılır. Eski sürekli çalışan ticari hidroelektrik ABD'de güç istasyonu, Mechanicville Hidroelektrik Santrali , halen 40 Hz'de elektrik enerjisi ürettiği ve içinden yerel 60 Hz iletim sisteminin güç beslemesini frekans değiştiriciler . Kuzey Amerika ve Avustralya'da Endüstri bitkileri ve madenler bazen devam edemeyecek kadar ekonomik olmayan dek korundu 40 Hz elektrik sistemleri ile inşa edildi. 40 Hz civarındaki frekans çok ticari kullanım olsa da, bu 25, 50 ve daha yüksek hacim ekipman üreticileri tarafından tercih 60 Hz standart frekansları ile baypas edildi.
Ganz Firma Macaristan dakikada 5000 dönüşümlerde (41 standardize etmişti 2 / 3 ürünleri için Hz), bu yüzden Ganz istemcileri 41 vardı 2 / 3 bazı durumlarda yıllarca koştu Hz sistemlerini.
Standardizasyon
elektrifikasyon ilk günlerinde, bu kadar çok frekanslar kimsenin değeri (Londra 1918 yılında on farklı frekansları vardı) galip olduğu kullanıldı. 20. yüzyıl devam ettikçe, daha fazla güç 60 Hz (Kuzey Amerika) veya 50 Hz (Avrupa ve Asya'nın çoğu) üretildi. Standardizasyon elektrikli ekipman uluslararası ticaretini izin verdi. Çok daha sonra, standart frekansların kullanımı güç şebekelerinin bağlanmasını sağladı. Daha üniforma standartları çıkarılmıştır uygun fiyatlı elektrik tüketim mallarının gelişi ile İkinci Dünya Savaşı sonrasına kadar değildi.
Birleşik Krallık'ta, 50 Hz'lik bir standart frekans gibi erken 1904 olarak ilan edilmiştir, fakat önemli gelişme diğer frekanslarda devam etti. Uygulanması Ulusal Şebekeye 1926 yılında başlayan birçok birbirine bağlı elektrik servis sağlayıcılar arasında frekansların standardizasyonu zorladı. 50 Hz standart tamamen sonra kurulan Dünya Savaşı .
Yaklaşık 1900 yılında, Avrupa üreticileri çoğunlukla yeni tesisler için 50 Hz üzerinde standardize almıştı. Alman Verband der Elektrotechnik (VDE), 1902, elektrik makinesi ve transformatörler için ilk standardında, 25 Hz ve standart frekans olarak 50 Hz önerilir. VDE 25 Hz kadar uygulamayı görmek ve standardın 1914 baskısından düşürdü vermedi. Diğer frekanslardaki Kalan tesisatlar iyi İkinci Dünya Savaşı sonrasına kadar devam etti.
Çünkü dönüşüm maliyetinin, dağıtım sisteminin bazı bölümleri yeni frekansı seçilir sonra bile orijinal frekanslarda çalışmaya devam edebilir. 25 Hz güç kullanıldı Ontario , Quebec , kuzey ABD ve için demiryolu elektrifikasyon . 1950'lerde, jeneratörler doğru ev aletlerine aracılığıyla birçok 25Hz sistemleri, dönüştürülmüş ve standardize edilmiş. 2009 yılına kadar 25 kadar Hz jeneratörler de varlığını hâlâ Sir Adam Beck 1 (bunlar 60 Hz dönüşüm projeleri gerçekleştirildi) ve Rankine yakın (onun 2009 kapanışına kadar) üreten istasyonlar Niagara Falls istemeyen büyük endüstriyel müşteriler için güç sağlamak için mevcut ekipman yerine; ve bazı 25 Hz motorlar ve 25 Hz elektrik santrali Sel suyunda pompalar için New Orleans var. 15 kV AC kullanılan raylı ağları, Almanya , Avusturya , İsviçre , İsveç ve Norveç'te , hala 16⅔ Hz veya 16.7 Hz'de çalışır.
En yük demiryolu veya motor yükleri olacaktı Bazı durumlarda, bu 25 Hz'de güç üretmek ve yüklemek için ekonomik olarak kabul edildi döner dönüştürücüler 60 Hz dağıtımı için. Alternatif akım gelen DC üretimi için dönüştürücüler daha büyük boyutlarda kullanılabilir ve 60 Hz ile karşılaştırıldığında 25 Hz daha etkili idi. Eski sistemlerin Kalan fragmanları bir döner dönüştürücü veya üzeri standart frekans sistemine bağlı olabilir statik invertör frekans değiştirici. Bu enerji farklı frekanslarda iki güç şebekeleri arasında takas edilmesi için izin ancak sistemler pahalı, büyük, ve operasyon biraz enerji israf.
Döner-makine frekans değiştiriciler 25 Hz ve tasarımı zor olan 60 Hz sistemler arasında dönüştürmek için kullanılan; 24 kutup ile 60 Hz makinesi makineler çok büyük, yavaş hızı ve pahalı hale getirir, 10 kutuplu bir 25Hz makine ile aynı hızda döner olacaktır. 60/30 arasında bir oran bu tasarımları basitleştirilmiş olurdu, ama 25 Hz'de yüklü baz ekonomik olarak karşıt edilemeyecek kadar büyüktü.
Amerika Birleşik Devletleri'nde, Güney Kaliforniya Edison 50 Hz üzerinde standardize almıştı. Güney Kaliforniya Çok 50 Hz ameliyat ve tamamen Au Sable Electric Company tarafından etrafında 1948 Bazı projelerde dek 60 Hz onların jeneratörler ve müşteri ekipmanlarının sıklığını değişmedi 1914 yılında 110.000 volta kadar iletim gerilimleri 30 Hz kullandı.
Başlangıçta Brezilya'da, elektrikli makine ülkeyi ima, Avrupa ve ABD'den ithal edilmiş her bölgeye göre hem 50 Hz ve 60 Hz standartlarını vardı. 1938 yılında, federal hükümet bir yasa, yapılan Decreto-Lei 852 sekiz yıl içinde 50 Hz altında tüm ülkeyi getirmek amaçlanmıştır. Yasa işe yaramadı ve 1960'ların başında en gelişmiş ve sanayileşmiş alanlar 60 Hz kullanılan çünkü Brezilya, 60 Hz standart çatısı altında birleştirilmesine karar verildi; ve yeni bir yasa Lei 4,454 1964 yılında ilan edildi Brezilya 1978 yılına kadar tamamlanamadı 60 Hz frekans dönüşüm programı yapıldı.
Meksika'da, 50 Hz ızgara üzerinde faaliyet alanları 60 Hz altında ülke birleştirerek, 1970'lerde dönüştürülmüştür.
Japonya'da, ülkedeki (Nagoya ve batı) batı kısmı 60 Hz ve doğu kısmını kullanır (Tokyo ve doğu) 50 Hz kullanır. Bu Osaka yüklü 1896 yılında Tokyo ve General Electric için yüklü 1895 yılında AEG jeneratörler de ilk alımlarda, kaynaklıdır. İki bölge arasındaki sınır, dört arka arkaya içeren HVDC frekans dönüştürme trafo; bunlar Shin Shinano , Sakuma Barajı , Minami-Fukumitsu ve Higashi-Shimizu Frekans Dönüştürücü .
1897 yılında Kuzey Amerika'da Yardımcı frekansları
|Hz||Açıklama|
|140||Ahşap ark ışıklandırma dinamo|
|133||Stanley-Kelly Şirketi|
|125||General Electric tek fazlı|
|66,7||Stanley-Kelly şirket|
|62.5||General Electric "monosiklik"|
|60||1897 yılında "giderek daha yaygın" haline Birçok üreticileri,|
|58.3||General Electric Lachine Rapids|
|40||Genel elektrik|
|33||Döner dönüştürücüler Portland Oregon General Electric|
|27||Crocker-Wheeler için karpit fırınları|
|25||Westinghouse Niagara Falls 2-faz için işletme motorlar|
1900'e kadar Avrupa'da Yardımcı frekansları
|Hz||Açıklama|
|133||Tek fazlı aydınlatma sistemleri, İngiltere ve Avrupa|
|125||Tek fazlı aydınlatma sistemi, İngiltere ve Avrupa|
|83.3||Tek faz, Ferranti UK, Debtford Santrali, Londra|
|70||Tek fazlı aydınlatma, 1891 Almanya|
|65.3||BBC Bellinzona|
|60||Tek fazlı aydınlatma, Almanya, 1891, 1893|
|50||AEG, Oerlikon ve diğer üreticiler, nihai standart|
|48||BBC Kilwangen üreten istasyon,|
|46||Roma, 1900 Cenevre|
|45 1 / 3||Belediye santrali, Frankfurt, 1893 am Main|
|42||Ayrıca Ganz müşterileri, 1898 Almanya|
|41 2 / 3||Ganz Şirketi, Macaristan|
|40||Lauffen 1925 Neckar, hidroelektrik, 1891, duyuyorum|
|38.6||BBC Arlen|
|25||Tek fazlı aydınlatma, 1897 Almanya|
Hatta 20. yüzyılın ortalarında, yardımcı frekans hala tam artık sık 50 Hz veya 60 Hz standardize edilmemiştir. 1946 yılında, radyo ekipmanı tasarımcıları için bir referans kitabı kullanımda aşağıdaki artık eskimiş frekansları sıraladı. Bu bölgelerin birçoğu da 50 döngüsünü, 60 döngü veya doğru akım malzemeleri vardı.
1946 kullanımda frekanslar (aynı zamanda 50 Hz ve 60 Hz)
|Hz||bölge|
|25||Kanada (Güney Ontario), Panama Kanalı Bölgesi (*), Fransa, Almanya, İsveç, Birleşik Krallık, Çin, Hawaii, Hindistan, Mançurya|
|40||Jamaika, Belçika, İsviçre, İngiltere, Federe Malay Devletleri, Mısır, Batı Avustralya (*)|
|42||Çekoslovakya, Macaristan, İtalya, Monako (*), Portekiz, Romanya, Yugoslavya, Libya (Tripoli)|
|43||Arjantin|
|45||İtalya, Libya (Tripoli)|
|76||Cebelitarık(*)|
|100||Malta (*), İngiliz Doğu Afrika|
bölgeleri (*) işaretli yerde, bu o bölge için gösterilen tek yardımcı frekansıdır.
Demiryolları
Diğer güç frekansları yine de kullanılır. Almanya, Avusturya, İsviçre, İsveç ve Norveç kullanmak çekiş gücü ağlarını 16⅔ Hz veya 16.7 Hz'de tek fazlı AC dağıtarak, demiryolları için. 25 Hz'lik bir frekans Avusturya için kullanılan Mariazell Demiryolu yanı sıra Amtrak ve SEPTA ABD'de 'ın çekiş güç sistemleri. Diğer AC demiryolu sistemleri, yerel ticari güç frekansında 50 Hz veya 60 Hz enerji verilir.
Çekiş gücü frekans dönüştürücüler tarafından ticari güç kaynakları elde edilebilir, ya da bazı durumlarda özel üretilebilir çekiş powerstations . 19. yüzyılda, 8 Hz kadar düşük frekanslar komütatör motor elektrikli demiryolu çalıştırılması için tasarlanmıştır edildi. Trenler bazı yerleri, doğru voltaj taşıyan, ancak 16⅔ Hz ya da 16.7 Hz gibi özgün tren şebeke frekansı kullanılarak.
400 Hz
400 Hz gibi yüksek güç frekansları uçakların, uzay aracı, denizaltılar, sunucu odaları kullanılan bilgisayar gücü , askeri teçhizat ve el tezgahlarında. Bu tür yüksek frekans ekonomik uzun mesafelerde bulaşan olamaz; artan sıklığı, güç aktarma zorlaştırır nedeniyle iletim hatlarının endüktansa seri empedans arttırır. Sonuç olarak, 400 Hz elektrik sistemleri genellikle bir binanın ya da aracın sınırlıdır.
Transformatörler manyetik çekirdek aynı güç seviyesi için çok daha küçük olabilir, çünkü, örneğin, daha küçük yapılabilir. Endüksiyon motorları frekansına orantılı bir hızda dönüş, bu nedenle yüksek frekanslı bir güç kaynağı daha fazla güç Aynı motor hacmi ve kütle elde edilmesini sağlar. Transformatörler 400 Hz motorlar gemi, uçak bir avantajdır 50 ya da 60 Hz den daha küçük ve hafiftir. Bir ABD askeri standart MIL-STD-704 400 Hz gücünün uçak kullanımı için mevcuttur.
istikrar
Zaman hata düzeltme (TEC)
Zaman tutma hassasiyeti için güç sistemi frekansına düzenlenmesi ile 1926 sonrasına kadar sıradan değildi Laurens Hammond 's buluş elektrik saatinin bir tarafından tahrik senkron motorunun . 1920'lerde sırasında, Hammond dolayısıyla Kuzey Amerika'da herhangi bir iş veya evde onun ucuz saat benzersiz pratik render sabit 60-çevrim frekansı muhafaza etmek teşvik olarak ABD ve Kanada'da elektrik santralı sahiplerine bu tür saatlerin yüzlerce uzakta verdi. 1933 yılında geliştirilen Hammond Organ böylece tüm notları güç hattı frekansı istikrara dayalı, mükemmel sahaya tutarak iç 'sesi tekerlek' jeneratörün doğru hızını korumak için senkron AC saat motorunu kullanır.
Saatler doğru zaman birkaç saniye içinde kalmak böylece Bugün, AC güç ağ operatörleri günlük ortalama frekansı düzenler. Uygulamada nominal frekansı yükseltilir veya senkronizasyon sağlamak için belirli bir oranda azaltmıştır. Bir gün boyunca, ortalama sıklığı milyonda birkaç yüz parça içinde, nominal değerde tutulur. In Kıta Avrupası senkron ızgara , ağ faz süresi ve arasındaki sapma UTC (dayalı Uluslararası Atom Zamanda ) bir kontrol merkezinde her gün 08:00 hesaplanır İsviçre . Hedef frekans gerektiği gibi tam olarak 50 ila 60 Hz x uzun süreli frekans ortalama sağlamak için, 50 Hz'den 0.01 Hz (±% 0.02) ± kadar ayarlanır s / dakika 60 dakika / × h / 24 saat x d = 320 000 günlük döngü. Olarak 4 Kuzey Amerika hata doğu için 10 saniye, Teksas 3 saniye ya da Batı 2 saniye aştığı zaman, ± 0.02 Hz (0.033%) bir düzeltme uygulanır. Zaman hata düzeltmeleri başlatmak ve saatte ya da yarım saat ya da sona erer. Kuzey Amerika'da TEC kaldırmak için çabalar de açıklanmıştır elektrik saatinin .
Resmi bir Ulusal Grid biri ve Dinamik Demand tarafından tutulan resmi olmayan bir tek - Birleşik Krallık enerji üretimi için gerçek zamanlı frekans metre online olarak mevcuttur. Gerçek zamanlı frekans veri Kıta Avrupası senkron ızgara gibi web sitelerinde kullanılabilir mainsfrequency
ABD Yönetmelikler
In ABD Federal Enerji Düzenleme Komisyonu 2011 yılında 2009 yılında zorunlu Zaman Hata Düzeltme yapılmış, Kuzey Amerika Elektrik Güvenilirlik Kurumu (NERC) uzun vadeli azaltacaktır elektrik şebekelerine için frekans ayarı gereksinimlerini rahatlamak verecek bir önerilen deney tartışıldı bir zaman tabanı 60 Hz şebeke frekansı kullanmak saatler ve diğer cihazlar doğruluğu.
Frekans ve yük
doğru olmayan bir frekans kontrolü için başlıca nedeni kontrol edilmesi için ağ üzerinden birden çok jeneratörün akım gücü değişen akışını sağlamaktır. Sistem frekansındaki akım talebi ve kuşak arasındaki uyumsuzluk bir ölçüsüdür, ve birbirine bağlı sistemlerde yük kontrolü için gerekli bir parametredir.
Sistemin Frekans yük ve kuşak değişikliği gibi değişecektir. Herhangi bir bireysel senkron jeneratöre mekanik girdi gücü arttırmak ölçüde genel sistem frekansını etkilemez, ama bu birimden daha fazla elektrik gücü üretecek. Açma ya da jeneratörleri veya iletim hatlarının hatası nedeniyle ciddi bir aşırı sırasında enerji sistemi frekansı, kuşak ürünlerine göre bir yük dengesizliği için azalacaktır. Güç (sistem toplam nesle göreceli) ihraç sistem frekansı kaybının ust baş artmasına neden olur, ancak kuşak artık tüketim ayak uydurarak değil gibi, kayıp aşağı çökmesine yol açabilir ederken bir arabağlantı kaybı. Otomatik nesil kontrol (AGC) tarifeli sıklığını korumak ve güç akışını verişi için kullanılır. Enerji santrallerinde Kontrol sistemleri ağ genelinde frekansındaki değişiklikleri algılar ve geri hedef frekansına jeneratörlere mekanik güç girişini ayarlamak. (Büyük kitleler ilk etapta kısa vadeli bozuklukları büyüklüğünü sınırlamak için hizmet rağmen) Bu karşı çekme genellikle nedeniyle söz konusu büyük döner kütlelerin saniyelik bir kaç onlarca alır. Geçici frekans değişiklikleri talep değişen kaçınılmaz bir sonucudur. Olağanüstü veya hızla değişen şebeke frekansı genellikle elektrik dağıtım ağı, kapasite limitleri yakın çalışıyorsa bir işaretidir, dramatik örnekleri bazen önemli hizmet kesintileri kısa bir süre önce gözlemlenebilir. Dahil olmak üzere geniş üretim istasyonları güneş çiftlikleri ortalama çıkış azaltmak ve çalışma yükü ve ızgara düzenleme sağlanmasında yardımcı olan maksimum kapasitesi arasındaki boşluk payı kullanabilir; hiçbir dönen kütleye sahiptir çünkü güneş çeviricilerinde tepkisi, jeneratörler daha hızlıdır. Güneş ve rüzgar geleneksel nesil ve onlar sağlanan ataleti yerine gibi değişken kaynaklar gibi, algoritmalar daha sofistike hale zorunda kalmıştır. Piller gibi enerji depolama, yanı genişleyen derecede düzenleme rolünü yerine getiriyor.
Frekans koruma röleleri otomatik olarak güç sistemi ağ anlamda frekansın düşüş ve başlatmak dökülme yük ya da ağın en azından bir kısmının bir çalışma sağlamak için, ara bağlantı hatları açma. Küçük frekans sapmaları (50 Hz veya 60 Hz ağında 0.5 Hz ie) sistemi frekansını geri otomatik yük atma veya diğer kumanda hareketi ile sonuçlanacaktır.
değil çok değişik jeneratörler ve yüklerle birbirine Daha küçük güç sistemleri, aynı doğruluk derecesi ile frekans korumak olmayacaktır. Sistem frekansı sıkıca ağır yük dönemlerinde düzenlenmemiş durumlarda, sistem operatörleri sistem frekansı olarak kabul edilebilir bir doğruluk günlük ortalama frekansı muhafaza etmek için hafif yük dönemleri sırasında yükselmesine izin verebilir. Tipik yük küçük frekans sapmaları duyarsız olduğu için bir yardımcı sistemine bağlı olmayan taşınabilir jeneratörler, sıkıca sıklıklarını düzenleyen gerek yoktur.
Yük frekans kontrolü
Yük frekans kontrolü (GSK) bir tür entegre kontrol sistemi frekansını geri ve güç yükünde bir değişiklikten önce geri değerlerine komşu bölgelere doğru akar. Bir sistemin farklı bölge arasındaki enerji transferi, "net bağlantı hattı güç" olarak bilinir.
LFC için genel kontrol algoritması tarafından geliştirilen Nathan Cohn 1971 algoritması ağ bağlantı hattı güç hatası toplamı ve frekans hatasının ürünü olan "alan kontrol hatası" (ACE) tanımlamayı kapsar frekans eğilim sabiti. Alan kontrol hatasının sıfıra düştüğünde, kontrol algoritması sıfır frekans ve bağlama hattı güç hataları döndü.
Duyulabilir gürültü ve parazit
AC elektrikli ev aletleri karakteristik uğultu, genellikle "denilen kapalı verebilir şebeke uğultu onlar (bkz kullanmak AC güç frekanslarda katlarında olan," magnetostriction ). Genellikle manyetik alan ile zaman içinde titreşimli motoru ve transformatör göbeği laminasyonları ile üretilir. Bu uğultu da yükseltecinin güç kaynağı filtresi ve sinyal koruma yeterli değildir ses sistemleri, görünebilir.
Çoğu ülke kendi seçti televizyon dikey senkronizasyon yerel şebeke beslemesi frekansını yaklaştığı oranı. Bu analog alıcı gösterilen resim görünür atım frekansları neden olan enerji hattı uğultu ve manyetik girişimi önlemek için yardımcı oldu.
Bu yan etki başka bir kullanımı, bir adli araç olarak kullanımı ile sonuçlanmıştır. Bir kayıt AC cihazın veya soket yakın ses yakalar yapıldığında, hum da yanlışlıkla kaydedilir. Hum tekrar her AC döngüsü (60 Hz AC 50 Hz AC için her 20 ms ya da her 16.67 ms) tepe. Bir tanıtan, düzenlilik bozar zirveleri arasında bir zaman çarpma değil ses Herhangi düzenleme faz kayması . Bir sürekli dalgacık dönüşümü analiz ses kesilmiş olup olmadığını söyleyebilir süreksizliği gösterecektir.
Ayrıca bakınız
daha fazla okuma
- Furfari, FA, 25 Hz Güç-Line Frekansları 133⅓ Evrimi , Sanayi Uygulamaları Dergisi, IEEE, Eylül / Ekim 2000, Cilt 6, Sayı 5, Sayfa 12-14, ISSN 1077-2618 .
- Rushmore, DB, Frekans , AIEEE İşlemler sayfalarında 974-978 üzerine Cilt 31, 1912, sayfa 955-983, ve tartışma.
- Blalock, Thomas J., Binbaşı Steel Mill Elektrifikasyon - Bölüm II 25 Hz Sisteminin Geliştirilmesi , Sanayi Uygulamaları Dergisi, IEEE, Eylül / Ekim 2005, Sayfa 9-12, ISSN 1077-2618 .