Kaj je razlog za neuporabo kvadratnih valov za prenosne linije električne energije

Razlog, zakaj prenosne linije ne uporabljajo pravokotnih valov in namesto tega preferirajo sinusne valove, vključuje več vidikov elektrotehnike, vključno z učinkovitostjo, združljivostjo opreme, elektromagnetskim motenjem, stabilnostjo sistema in nadzorom ter meritvami. Tukaj je podrobno razlago:

1. Učinkovitost in izgube

• Harmonična distorzija: Pravokotni valovi vsebujejo bogate harmonske komponente. Te harmonike povzročajo dodatne izgube pri prenosu skozi električne vodnike, vključno s upornimi izgubami v vodnikih in železnimi in bakrenimi izgubami v transformatorjih in motorjih.

• Efekt na površino: Viškotne harmonike povzročajo, da se tok koncentrirajo na površini vodnika, pojav, ki se imenuje "efekt na površino." Efekt na površino poveča učinkovno upornost vodnika, kar vodi do višjih izgub pri prenosu.

2. Združljivost opreme

• Transformatorji in motorji: Večina električne opreme, kot so transformatorji in motorji, je zasnovana za sinusne valove. Sinusni valovi zagotavljajo, da te naprave delujejo optimalno, kar poveča učinkovitost in podaljša njihovo življenjsko dobo.

• Zaščitne naprave: Relayske zaščitne naprave in druga zaščitna oprema so tudi zasnovani za sinusne valove. Pravokotni valovi lahko povzročijo, da te naprave ne delujejo pravilno, kar vpliva na varnost in zanesljivost sistema.

3. Elektromagnetsko motnje

• Elektromagnetsko motnje (EMI): Viškotne harmonike v pravokotnih valovih generirajo močno elektromagnetsko motnje, ki vplivajo na normalno delovanje okoliških elektronskih naprav. Na primer, radijska komunikacija, medicinska oprema in računalniki lahko doživijo motnje.

• Motnje zaradi sevanja: Hitre naraščajoče in padajoče robovi pravokotnih valov ustvarjajo intenzivno elektromagnetsko sevanje, ki je posebej opazno v dolgočasnih prenosnih linijah, kar lahko povzroči odpade naprav in napake pri prenosu podatkov.

4. Stabilnost sistema

• Harmonična onesnaženost: Harmonične komponente v pravokotnih valovih onesnažujejo sistem oskrbe z energijo, kar vpliva na stabilnost omrežja in kakovost energije. Harmonike lahko povzročijo deformacijo napetosti, nihanja frekvence in druge težave, kar vodi do pregrevanja in poškodbe opreme.

• Reaktivna moč: Harmonike tudi povečajo povpraševanje po reaktivni moči sistema, zmanjšajo faktor moči in povečajo opterečenost sistema, kar lahko vodi do padanja napetosti in preopterečenosti opreme.

5. Nadzor in merjenje

• Natančnost meritev: Sinusni valovi so lažje merovali in nadzorovali natančno. Standardne naprave in instrumenti za merjenje moči so zasnovani za sinusne valove, kar omogoča bolj natančne podatke.

• Algoritmi nadzora: Mnogi algoritmi nadzora in logike zaščite v sistemih oskrbe z energijo so zasnovani na predpostavki sinusnih valov. Pravokotni valovi lahko povzročijo, da ti algoritmi ne delujejo ali proizvedejo napake.

6. Dosegljivost prenosa

Dolgočasni prenos: Sinusni valovi so bolj primerni za dolgočasni prenos. Dolgočasne prenosne linije pogosto uporabljajo visokonapetostni prenos, in sinusni valovi bolje ohranjajo stabilno napetost in tok, kar zmanjša izgube pri prenosu.

Povzetek

Razlogi, zakaj prenosne linije ne uporabljajo pravokotnih valov in namesto tega preferirajo sinusne valove, vključujejo:

• Učinkovitost in izgube: Sinusni valovi zmanjšajo harmonično distorzijo in efekt na površino, kar poveča učinkovitost prenosa.

• Združljivost opreme: Sinusni valovi zagotavljajo, da električna oprema deluje optimalno, kar poveča učinkovitost in življenjsko dobo.

• Elektromagnetsko motnje: Sinusni valovi zmanjšajo elektromagnetsko motnje, kar zaščiti normalno delovanje okoliških elektronskih naprav.

• Stabilnost sistema: Sinusni valovi zmanjšajo harmonično onesnaženost, kar poveča stabilnost omrežja in kakovost energije.

• Nadzor in merjenje: Sinusni valovi olajšajo natančno merjenje in nadzor, kar zagotavlja zanesljivost in varnost sistema.

• Dosegljivost prenosa: Sinusni valovi so bolj primerni za dolgočasni prenos, kar zmanjša izgube pri prenosu.