Wat is de reden voor het niet gebruiken van blokgolven voor elektriciteitsleidingen

De reden waarom transmissielijnen geen blokgolven gebruiken en in plaats daarvan sinusgolven prefereren, omvat verschillende aspecten van de elektrotechniek, waaronder efficiëntie, compatibiliteit van apparatuur, elektromagnetische interferentie, systeemstabiliteit, en controle en meting. Hier volgt een gedetailleerde uitleg:

1. Efficiëntie en Verliezen

• Harmonische vervorming: Blokgolven bevatten veel harmonische componenten. Deze harmonischen veroorzaken extra verliezen bij overdracht via elektriciteitsleidingen, inclusief weerstandverliezen in geleiders en ijzer- en koperverliezen in transformatoren en motoren.

• Huidwerking: Hogefrequente harmonischen zorgen ervoor dat de stroom zich concentreert aan de oppervlakte van de geleider, een fenomeen dat bekend staat als "huidwerking". De huidwerking verhoogt de effectieve weerstand van de geleider, wat leidt tot hogere transmissieverliezen.

2. Apparatuurcompatibiliteit

• Transformatoren en Motoren: De meeste elektrische apparatuur, zoals transformatoren en motoren, is ontworpen voor sinusgolven. Sinusgolven zorgen ervoor dat deze apparaten optimaal functioneren, waardoor de efficiëntie wordt verbeterd en hun levensduur wordt verlengd.

• Beschermingsapparatuur: Relaisbeschermingsapparatuur en andere beschermingsapparatuur zijn ook ontworpen voor sinusgolven. Blokgolven kunnen ertoe leiden dat deze apparaten defect raken, wat de veiligheid en betrouwbaarheid van het systeem beïnvloedt.

3. Elektromagnetische Interferentie

• Elektromagnetische Interferentie (EMI): De hoogorde harmonischen in blokgolven genereren sterke elektromagnetische interferentie, waardoor de normale werking van omliggende elektronische apparatuur wordt beïnvloed. Bijvoorbeeld, radiocommunicatie, medische apparatuur en computers kunnen interferentie ondervinden.

• Straling Interferentie: De snelle op- en neergaande randen van blokgolven produceren intense elektromagnetische straling, wat vooral opvalt bij langeafstandstransmissielijnen, wat potentiële apparaatdefecten en gegevensoverdrachtfouten kan veroorzaken.

4. Systeemstabiliteit

• Harmonische Verontreiniging: De harmonische componenten in blokgolven verontreinigen het energienetwerk, waardoor de netstabiliteit en de energiekwaliteit worden beïnvloed. Harmonischen kunnen spanningvervorming, frequentiefluctuaties en andere problemen veroorzaken, wat leidt tot oververhitting en schade aan apparatuur.

• Blindvermogen: Harmonischen verhogen ook de blindvermogensbehoefte van het systeem, waardoor de vermogensfactor afneemt en de systeembelasting toeneemt, wat kan leiden tot spanningdalingen en apparatuuroverbelasting.

5. Controle en Meting

• Metingennauwkeurigheid: Sinusgolven zijn gemakkelijker te meten en nauwkeurig te controleren. Standaard energiemetingapparatuur en -instrumenten zijn ontworpen voor sinusgolven, wat meer precieze gegevens oplevert.

• Controlealgoritmen: Veel controlealgoritmen en beschermingslogica's in energienetwerken zijn gebaseerd op de veronderstelling van sinusgolven. Blokgolven kunnen ertoe leiden dat deze algoritmen defect raken of fouten produceren.

6. Transmissiedistances

Langeafstands Overdracht: Sinusgolven zijn geschikter voor langeafstands overdracht. Langeafstandstransmissielijnen gebruiken vaak hoogspanningsoverdracht, en sinusgolven kunnen stabiele spanning en stroom beter onderhouden, wat transmissieverliezen vermindert.

Samenvatting

De redenen waarom transmissielijnen geen blokgolven gebruiken en in plaats daarvan sinusgolven prefereren, omvatten:

• Efficiëntie en Verliezen: Sinusgolven verminderen harmonische vervorming en huidwerking, waardoor de transmissie-efficiëntie wordt verbeterd.

• Apparatuurcompatibiliteit: Sinusgolven zorgen ervoor dat elektrische apparatuur optimaal functioneert, waardoor de efficiëntie en levensduur worden verbeterd.

• Elektromagnetische Interferentie: Sinusgolven verminderen elektromagnetische interferentie, waardoor de normale werking van omliggende elektronische apparatuur wordt beschermd.

• Systeemstabiliteit: Sinusgolven verminderen harmonische verontreiniging, waardoor de netstabiliteit en energiekwaliteit worden verbeterd.

• Controle en Meting: Sinusgolven vergemakkelijken nauwkeurige meting en controle, waardoor de betrouwbaarheid en veiligheid van het systeem worden gewaarborgd.

• Transmissiedistances: Sinusgolven zijn geschikter voor langeafstands overdracht, waardoor transmissieverliezen worden verkleind.