Напряжение 50 гц. Системный оператор единой энергетической системы. % синхронной скорости

Питающее напряжение 220/230 В однофазное и 380/400 В трехфазное в РФ. Почему 220 и 230 В, 380 В и 400В это одно и то же. 50Гц / 60Гц. Почему питающее напряжение в электрических сетях пременное? Почему передающие сети (линии электропередач, ЛЭП) имеют очень высокое напряжение (высоковольтные)? Почему в в сетях потребителей напряжение ниже? Почему так. Жаргон электриков и здравый смысл.

Во первых, почему питающее напряжение в электрических сетях пременное, а не постоянное ? Первые генераторы в конце 19-го века выдавали постоянное напряжение, пока кто-то (умный!) не сообразил, что производить переменное при генерации и выпрямлять при необходимости его в точках потребления проще, чем производить постоянное при генерации и рожать переменное в точках потребления.

Во вторых, почему 50 Гц? Да просто у немцев так получилось, в начале 20 века. Нет тут особого смысла. В США и некоторых других странах 60 Гц. ()

В третьих, почему передающие сети (линии электропередач) имеют очень высокое напряжение? Тут смысл есть, если вспомнить , то: потери мощности при транспортирове равны d(P)=I 2 *R, а полная передаваемая мощность равна P=I*U. Доля потерь от общей мощности выражается как d(P)/P=I*R/U. Минимальная доля потерь общей мощности, т.о. будет при максимальном напряжении. Трёхфазные сети, передающие большие мощности, имеют следующие классы напряжения:

от 1000 кВ и выше (1150 кВ, 1500 кВ) - ультравысокий
1000 кВ, 500 кВ, 330 кВ - сверхвысокий
220 кВ, 110 кВ - ВН, высокое напряжение
35 кВ - СН-1, среднее первое напряжение
20 кВ, 10 кВ, 6 кВ, 1 кВ - СН-2, среднее второе напряжение
0,4 кВ, 220 В, 110 В и ниже - НН, низкое напряжение.

В четвертых: что такое номинальное обозначение В="Вольт" (А="Ампер") в цепях переменного напряжения (тока)? Это действующее=эффективное=среднеквадратическое= среднеквадратичное значение напряжения (тока) , т.е. такое значение постоянного напряжения (тока) , которое даст такую-же тепловую мощность на аналогичном сопротивлении. Показывающие вольтметры и амперметры дают именно это значение. Максимальные амплитудные значения (например с осцилографа) по модулю всегда выше действующего.

В пятых, почему в в сетях потребителей напряжение ниже? Тут смысл тоже есть. Практически допустимые напряжения определялись доступными изоляционными материалами и их . А потом уже ничего было не поменять.

Что такое "трехфазное напряжение 380/400 В и однофазное напряжение 220/230 В"? Тут внимание. Строго говоря, в большинстве случаев (но не во всех) под трехфазной бытовой сетью в РФ понимают сеть 220(230)/380(400)В (изредка встречаются бытовые сети 127/220 В и промышленные 380/660 В!!!). Неправильные, но встречающиеся обозначения: 380/220В;220/127 В; 660/380 В!!! Итак, далее говорим об обычной сети 220(230)/380(400)Вольт, для работы с остальными - лучше бы Вам быть электриком. Итак для такой сети:

Наша домашняя (РФ, да и СНГ...) сеть 230(220)/400(380)В-50Гц, в Европе 230/400В-50Гц (240/420В-50Гц в Италии и Испании), в США - частота 60Гц, а номиналы вообще другие
К Вам придет как минимум 4 провода: 3 линейных ("фазы") и один нейтральный (вовсе не обязательно с нулевым потенциалом!!!)-если у Вас только 3 линейных провода, лучше зовите инженера-электрика.
220(230)В - это действующее напряжение между любой из "фаз"=линейный провод и нейтралью (фазное напряжение).Нейтраль - это не ноль!
380(400)В - это действующее значение между любыми двумя "фазами"=линейными проводами (линейное напряжение)

В шестых, почему 220В и 230В это одно и то же, почему 380В и 400В - это одно и то-же? Да потому, что ПУЭ и ГОСТы на качество питающего напряжения принимают за качественное напряжение +/- 10% от номинала. Да и электрооборудование расчитано на это.

Проект сайт предупреждает: если Вы не имеете представления о мерах безопасности при работе с электроустановками (), лучше сами и не начинайте.

Нейтраль (всех видов) не обязательно имеет нулевой потенциал. Качество питающего напряжения на практике не соответствует никаким стандартам, а должно бы соответствовать ГОСТ 13109-97 "Электрическая энергия. Совместимость технических средств. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения" (никто не виноват...)
Защитные автоматы (тепловые и КЗ) защищают цепь от перегрузки и пожара, а не Вас от удара током
Заземление вовсе не обязательно имеет низкое сопротивление (т.е. спасает от удара током).
Точки с нулевым потенциалом могут иметь бесконечно большое сопротивление.
УЗО установленное в подающем щите не защищает никого, кто получает удар током из гальванически развязанной цепи, запитанной от этого щита .

Гц (Герц)
В Герцах измеряется частота, обозначается буквой «F» (число наступления какого-либо события за секунду). Ну, например, пульс человека 60 ударов в минуту, значит, частота с которой бьется сердце F=60/60=1 Гц. Виниловая пластинка при проигрывании делает 33 оборота в минуту - F=33/60=0,55 Гц. Частота обновления экрана монитора с ЭЛТ составляет 200 Гц, значит электронный пучок «пробегает» экран 200 раз в секунду.

Применительно к энергетике под частотой понимают частоту переменного электрического тока в энергосистеме. Или еще говорят «промышленная частота». У нас и в Европе частота 50 Гц. В США и Японии 60 Гц. Что это значит? Это значит, 50 раз в секунду электрический ток течет с возрастанием-убыванием (по синусоиде) в одну сторону, 50 раз в другую. Несколько слов, почему промышленная частота именно 50 или 60 Гц. Просто частота у тока появляется из-за вращения ротора генератора. Если увеличивать частоту вращения ротора (и соответственно частоту в энергосистеме), нужно делать конструкцию генератора более прочной. А увеличивать прочность до бесконечности нельзя, у любых конструкционных материалов есть предел. Короче 50-60 Гц это равновесие многих технических ограничений.

Когда с частотой проблем нет, нет и упоминаний в журналистских материалах об этой величине. Но так может быть далеко не всегда. К чему может привести отклонение частоты от номинала (у нас 50 Гц)? К серьезной аварии! Когда частота выше номинальных 50 Гц, на вращающийся ротор генератора и турбины действуют центробежные силы большей величины, чем заложено в их конструкции. Это может привести к их разрушению. Конечно, есть автоматика. Если F достигнет значения 55 Гц, агрегат автоматически отключится от сети, чтобы не допустить повреждений. Если частота ниже 50 Гц, происходит снижение производительности всех электрических двигателей (снижение частоты их вращения), подключенных к энергосистеме - и тех которые обеспечивают работу эскалаторов в супермаркете, и тех, которые вращают конвейерную ленту на заводе, и тех, которые обеспечивают технологический процесс производства электроэнергии на электростанциях. Последнее - самое опасное. Снижается частота, снижается выработка электроэнергии, что приводит к еще большему снижению частоты, в результате - электростанции могут просто «встать на ноль» (если частота снизится до 45 Гц), это полное погашение, как говорится blackout. Конечно, и здесь есть автоматика. Чтобы не допустить глубокого снижения частоты автоматически отключается часть потребителей, в том числе «бытовых». Вышеописанное это конечно крайние случаи аварий. Но частота может отклоняться и на меньшие величины. Это тоже плохо. И в энергосистеме предусмотрены автоматики, позволяющие этого избежать. Вот я немного расписал, как это работает, кому интересно, читайте.

Еще немного теории (терпите, раз уж до сюда дошли). Частота в системе, значением ровно 50 Гц может быть только в одном случае - если в каждый момент времени генерируется ровно столько активной мощности, сколько потребляется. При нарушении этого баланса, частоту «уводит» в одну или другую сторону, а это ведет к аварии. Представьте себе любое другое предприятие (мебельную фабрику, хлебопекарню, автомобильный завод) и ту же задачу - каждую долю секунды производить ровно столько продукции, сколько необходимо потребителям. Вот видите, какое сложное у энергетиков производство. Что здесь интересного - если частота выше 50 Гц, значит, генераторы вырабатывают мощность большую, чем мощность всех потребителей, ну это лечится просто - снижается выработка на электростанциях, да и все. Если частота ниже 50 Гц - мощность потребления больше, чем генерируемая мощность. И если частота все время ниже 50 Гц, значит в энергосистеме дефицит мощности. Не построили вовремя электростанций - это большая проблема.

Сегодня качественную частоту 50 Гц нам обеспечивает Россия. Именно там находятся быстродействующие регуляторы частоты с воздействием на российские станции. Когда вы включаете утюг, где-то далеко в России генератор загружается на дополнительных 1,5 кВт, и наоборот (это немного упрощенно, но по большей части так). Ни в ЕЭС Казахстана, ни в энергосистемах Центральной Азии, на сегодняшний день, нет систем, позволяющих держать частоту «в струнку» на уровне 50 Гц. Если мы отделимся от России (электрически), частота у нас будет «гулять», а это очень плохо.

И еще одно - частота это глобальный фактор. Она одинакова везде в энергосистеме. И в Казахстане и по всей России (той части, что входит в ЕЭС) она одинакова в один и тот же момент времени. Если в какой-то части частота стала другой, значит эта часть электрически отсоединилась (из-за аварии или по другим причинам) и работает от основной энергосистемы изолировано.

Только не говорите мне: «Папа, а с кем это ты сейчас разговаривал?». Шучу, конечно:) Идем дальше.

ЕЭС - Единая Электроэнергетическая система. Это совокупность электростанций, подстанций и линий электропередачи, связанные единым общим технологическим режимом работы. Короче, все, что работает «параллельно» и взаимосвязано (все, что соединено между собой линиями электропередачи) составляет ЕЭС. И хотя есть ЕЭС Казахстана и есть ЕЭС России, на самом деле это больше политическое деление, «электрически» все это одна энергосистема, которая раньше называлось ЕЭС СССР. А вот, например энергосистема Австралии в нашу ЕЭС не входит, поскольку не связана с нами линиями электропередачи.

КЛ - кабельная линия электропередачи - под землей прокладывается кабель, конечно с мощной изоляцией. По стоимости КЛ намного дороже ВЛ, поэтому в СССР, было принято прокладывать КЛ только внутри населенных пунктов, чтобы не уродовать внешний вид. Такой дикости, как в других странах, когда все кишки по улицам размотаны, у нас не встретишь.

Самая первая кабельная линия была предназначена не для передачи электроэнергии, а для передачи сигналов. В 1843 году конгресс США объявил тендер на постройку экспериментальной телеграфной линии, который выиграл Морзе (известный нам по «азбуке Морзе»), так вот линию решили прокладывать под землей. Однако, из-за того, что компаньон Морзе решил сэкономить на изоляции для проводов, вместо линии получилось одно сплошное короткое замыкание (такие ситуации случаются и сегодня, когда коммерсанты начинают управлять технарями). А денег уже было потрачено более чем достаточно. Инженер Корнелл, участвующий в проекте предложил такой выход из ситуации - расставить вдоль трассы столбы, и развесить прямо на этих столбах оголенные телеграфные провода, используя в качестве изоляторов горлышки от стеклянных бутылок. Так появилась воздушная телеграфная линия, электрическая ВЛ - практически ее копия, причем даже сегодня принципиально конструкция не изменилась.

ВЛ - воздушная линия электропередачи. Служит для передачи электроэнергии по проводам, которые подвешены к опоре посредством изоляторов. Чем выше рабочее напряжение ВЛ, тем выше опоры и больше количество изоляторов в гирлянде. На ВЛ-6,10 кВ всего один изолятор, на ВЛ-35 кВ - 2 изолятора, на ВЛ-110 кВ - 6 изоляторов, ВЛ-220 кВ - 12 изоляторов, ВЛ-500 кВ - 24 изолятора, так что по внешнему виду не трудно определить рабочее напряжение ВЛ.

ГЭС - гидроэлектрическая станция (еще может расшифровываться как гидравлическая электростанция, старайтесь не употреблять просторечное «гидростанция» - на мой взгляд, звучит пошловато). ГЭС - это электростанция, на которой электроэнергию получают преобразованием энергии воды (поток воды крутит турбину). Крупных ГЭС в Казахстане не много. Если сравнивать по мощности, то все ГЭС составят не более 10% от всех генерирующих мощностей в ЕЭС. Это плохо. Для того чтобы энергосистема была самодостаточной, необходимо иметь хотя бы 20-30% ГЭС в системе, но что поделаешь - водных ресурсов маловато. Достоинство ГЭС - высокая маневренность. Такие станции могут быстро набрать нагрузку и также быстро ее сбрасывать (это необходимо для точного регулирования частоты на уровне 50 Гц). Какие у нас есть ГЭС?

Толчок в развитии электричества пришелся на вторую половину XIX века. Именно в это время ученые сделали ряд открытий в этой области, которые позволили найти электричеству практическое применение. Тома Эдиссон изобрел первую электрическую лампочку и, пообещав всем очень дешевое освещение, принялся за строительство электростанций.

Первые лампы были дуговые, в них разряд происходил на открытом воздухе между двумя угольными стержнями. В это время эмпирически было установлено, что наиболее подходящим для горения дуги является напряжение 45 В. Чтобы уменьшить токи короткого замыкания, которые возникали в момент зажигания ламп (при соприкосновении углей), и для более устойчивого горения дуги включали последовательно с дуговой лампой балластный резистор. Так же было найдено, что сопротивление балластного резистора должно быть таким, чтобы падение напряжения на нем при нормальной работе составляло примерно 20 В. Таким образом, общее напряжение в установках постоянного тока сначала составляло 65 В, и это напряжение применялось долгое время. Однако часто в одну цепь включали последовательно две дуговые лампы, для работы которых требовалось 2x45 = 90 В, а если к этому напряжению прибавить еще 20 В, приходящиеся на сопротивление балластного резистора, то получится напряжение 110 В.

Ошибка Томаса Эдиссона была в том, что он для выработки тока использовал генераторы постоянного тока, и пытался передавать по проводам постоянный ток. Радиус электроснабжения не превышал нескольких сотен метров и имел громадные потери. Попытки расширить границы района электроснабжения привели к рождению так называемой трехпроводной системы постоянного тока (110x2=220 В).

Одновременно Никола Тесла вел разработку и внедрение генераторов и систем переменного тока. Применение переменного тока напряжением в несколько тысяч Вольт позволило упростить и удешевить электрическую сеть и увеличить радиус электроснабжения (более 2 км при потере до 3 % напряжения в магистральных проводах вместо 17-20 % в сетях постоянного тока). А при на выходе к потребителям через трансформаторы напряжение понижалось до 127 вольт (3 фазы= 220 вольт, 1 фаза= 127 вольт по формуле √220/3).

Так продолжалось до 60-x годов прошлого века и в СССР, пока колличество электроприборов не обогнало колличество на селения. Чтобы как-то снизить нагрузку нужно было или утолщать провода в кабельных линиях или увеличить напряжение (I=U/R). Выбрали меньшее из зол и увеличили напряжение в сети до тех же 220 вольт только на каждую фазу.

Русский ученый Доливо-Добровольский первым предложил разложить ток на активную и пассивную состовляющие и рекомендовал принять в качестве основной формы кривой тока синусоиду. В отношении частоты тока он высказался за 30-40 Гц. Позднее в результате критического отбора получили применение лишь две частоты промышленного тока: 60 Гц в Америке и 50 Гц в других странах. Эти частоты оказались оптимальными, ибо повышение частоты ведет к чрезмерному возрастанию скоростей вращения электрических машин (при том же числе полюсов), а снижение частоты неблагоприятно сказывается на равномерности освещения.

Вот поэтому у нас в розетках 220 В 50 Гц

Что значит 50 Гц?

Пятьдесят Герц означает, что прибор рассчитан на работу от переменного тока частотой 50 Гц. То есть он изменяется от нуля до полного напряжения в обе стороны пятьдесят раз в секунду. Дело в том, что принятая в Европе частота промышленного переменного тока в 50 Гц - не универсальна и в других частях света частота промышленного тока другая! В США, например, 60 Гц. А если другая частота, то прибор, в котором есть электромотор, может сгореть - так как от частоты переменного тока напрямую зависит частота вращения синхронного электродвигателя переменного тока. Также, если в приборе есть трансформатор, то ток в нм будет преобразовываться неправильно, хотя входное напряжение будет тем, на которое рассчитан прибор, но после прохождения через внутренний трансформатор пониженные (или повышенные) напряжения будут другими.

В России частота промышленного тока в сети 50 Гц, на не и нужно покупать бытовую технику.

Герц - это единица измерения частоты периодического процесса. То есть если есть какая-то величина, которая вс время меняется туда-сюда (по фигу какая - напряжение, координата, проекция вектора скорости, концентрация вещества в растворе, число особей в популяции...), то для не можно ввести понятие частоты. То есть сколько таких изменений туда и потом обратно происходит в единицу времени. В секунду, или в минуту, или хоть в год, но в физике принято относить к секунде. И если за 1 секунду происходит 50 таких изменений туда и потом обратно к исходному значению (любому исходному значению - то есть какое бы мгновенное значение переменной величины мы ни взяли, мы с гарантией будет возвращаться именно к этому значению через равные промежутки времени), то частота равна 50 колебаниям в секунду, или 50 герцам.

В сети с такой частотой меняется знак напряжения. Форма напряжения соответствует синусу. так что если в розетку воткнуть осциллограф, на его экране будет нарисована синусоида амплитудой примерно 310 вольт (да-да! Амплитуда там вовсе не 220...), и если цена деления экрана 1 секунда, то на каждую клеточку придтся 50 периодов этой синусоиды.

Почему на некоторых приборах это пишут: потому что точность показаний, в зависимости от типа измерительной системы, может зависеть от частоты. Может и не зависеть, но может и зависеть. И обозначение 50 Гц (или, в международном обозначении этой единицы, 50 Hz) означает, что вот при такой частоте сети гарантируется паспортная точность прибора.

Цифра 50Гц на обозначениях электрических приборов означает, что для их работы необходимо использовать напряжение сети переменного тока частотой 50Гц. Переменным электрическим током называется периодический процесс который изменяется по величине и направлению по синусоидальному закону. Для любого периодического процесса главной характеристикой является частота процесса. Частота определяет количество колебаний в единицу времени. Системной единицей частоты является 1 Герц - одно колебание в секунду. Таким образом значение 50 Гц означает, что за одну секунду направление и величина тока поменяется 50 раз. Такой стандарт напряжения сети принят в нашей стране и многих других. Существуют сети 60Гц, 400Гц.

В бытовых электросетях используется переменный ток. Переменный ток, это когда периодически меняется полярность. Частота 50 или 60 герц, указывает на то, что полярность тока меняется соответствующее количество раз в секунду. Эта частота выбрана не случайно и она является единым стандартом в мире сегодня. На этой частоте оптимальны потери от сопротивления проводов. Вся аппаратура рассчитана на питание от переменного тока этой частоты. Если вдруг изменится частота, то аппаратура перестанет работать, а электродвигатели просто сгорят. Раньше важно было и напряжение в 220 вольт, но сегодня все рассчитано на больший разброс по напряжению. Но частота не должна выходить за пределы от 50 до 60 герц.

Это частота. 1 Гц - 1 раз в секунду. 50 Гц - 50 раз в секунду, именно с такой частотой меняет направление переменный ток в российских розетках. В США - другие стандарты, там 60 Гц частота сети. Это не лучше и не хуже, просто другая.

А ещ 50 Гц - это низкий такой, басовый звук. Через динамики ноутбука или дешевые наушники - не услышать.

Это частота. Частота звука)Частота колебательной системы.

Это говорит о том, что данные приборы необходимо включать в розетку с напряжением частоты в 50 Герц. Вообщем в стандартную квартирную розетку. 50 Герц - это частота, с которой в розетке меняется переменный ток.

Это значит, что электроприбор рассчитан на электричество с колебаниями 50 000 раз в секунду.

Так сколько раз появляется + на одном из двух проводах за одну секунду при 50 герцах? 50 или 25 раз?

Питающее напряжение 220 В однофазное и 380 В трехфазное в РФ. 50Гц. Почему так. Жаргон электриков и здравый смысл.

Во первых почему питающее напряжение в электрических сетях пременное, а не постоянное ? Первые генераторы в конце 19-го века выдавали постоянное напряжение, пока кто-то (умный!) не сообразил, что производить переменное при генерации и выпрямлять при необходимости его в точках потребления проще, чем производить постоянное при генерации и рожать переменное в точках потребления.

Во вторых, почему 50 Гц ? Да просто у немцев так получилось, в начале 20 века. Нет тут особого смысла. В США и некоторых других странах 60 Гц. ()

В третьих, почему передающие сети (линии электропередач) имеют очень высокое напряжение ? Тут смысл есть, если вспомнить , то: потери мощности при транспортирове равны d(P)=I 2 *R, а полная передаваемая мощность равна P=I*U. Доля потерь от общей мощности выражается как d(P)/P=I*R/U. Минимальная доля потерь общей мощности, т.о. будет при максимальном напряжении. Трёхфазные сети, передающие большие мощности, имеют следующие классы напряжения:

от 1000 кВ и выше (1150 кВ, 1500 кВ) - ультравысокий
1000 кВ, 500 кВ, 330 кВ - сверхвысокий
220 кВ, 110 кВ - ВН, высокое напряжение
35 кВ - СН-1, среднее первое напряжение
20 кВ, 10 кВ, 6 кВ, 1 кВ - СН-2, среднее второе напряжение
0,4 кВ, 220 В, 110 В и ниже - НН, низкое напряжение.

В четвертых: что такое номинальное обозначение В="Вольт" (А="Ампер") в цепях переменного напряжения (тока) ? Это действующее=эффективное=среднеквадратическое= среднеквадратичное значение напряжения (тока) , т.е. такое значение постоянного напряжения (тока) , которое даст такую-же тепловую мощность на аналогичном сопротивлении. Показывающие вольтметры и амперметры дают именно это значение. Максимальные амплитудные значения (например с осцилографа) по модулю всегда выше действующего.

В пятых, почему в в сетях потребителей напряжение ниже? Тут смысл тоже есть. Практически допустимые напряжения определялись доступными изоляционными материалами и их электрической прочностью . А потом уже ничего было не поменять.

Что такое "трехфазное напряжение 380 В и однофазное напряжение 220 В" ? Тут внимание. Строго говоря, в большинстве случаев (но не во всех) под трехфазной бытовой сетью в РФ понимают сеть 220/380В (изредка встречаются бытовые сети 127/220 В и промышленные 380/660 В!!!). Неправильные, но встречающиеся обозначения: 380/220В;220/127 В; 660/380 В!!! Итак, далее говорим об обычной сети 220/380Вольт, для работы с остальными - лучше бы Вам быть электриком. Итак для такой сети:

Наша домашняя (РФ, да и СНГ...) сеть 220/380В-50Гц, в Европе 230/400В-50Гц (240/420В-50Гц в Италии и Испании), в США - частота 60Гц, а номиналы вообще другие
К Вам придет как минимум 4 провода: 3 линейных ("фазы") и один нейтральный (вовсе не обязательно с нулевым потенциалом!!!)-если у Вас только 3 линейных провода, лучше зовите инженера-электрика.
220В - это действующее напряжение между любой из "фаз"=линейный провод и нейтралью (фазное напряжение).Нейтраль - это не ноль!
380В - это действующее значение между любыми двумя "фазами"=линейными проводами (линейное напряжение)

Проект DPVA.info предупреждает: если Вы не имеете представления о мерах безопасности при работе с электроустановками (см. ПУЭ), лучше сами и не начинайте.

Нейтраль (всех видов) не обязательно имеет нулевой потенциал. Качество питающего напряжения на практике не соответствует никаким стандартам, а должно бы соответствовать ГОСТ 13109-97 "Электрическая энергия. Совместимость технических средств. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения" (никто не виноват...)
Защитные автоматы (тепловые и КЗ) защищают цепь от перегрузки и пожара, а не Вас от удара током
Заземление вовсе не обязательно имеет низкое сопротивление (т.е. спасает от удара током).
Точки с нулевым потенциалом могут иметь бесконечно большое сопротивление.
УЗО установленное в подающем щите не защищает никого, кто получает удар током из гальванически развязанной цепи, запитанной от этого щита .