Mikä on sähkössä korkean jännitteen ja matalan taajuuden käytön tarkoitus?
Korkean jännitteen ja matalan taajuuden käytön tarkoitus sähköverkoissa
Korkean jännitteen ja matalan taajuuden käytön pääasiallinen tarkoitus sähköverkoissa on parantaa siirtokapasiteettia ja vähentää kustannuksia. Tässä ovat erityiset syyt:
1. Korkea jännite
Sähkövirta vähenee: Ohmin laista V=IR seuraa, että jännitteen lisääminen vähentää sähkövirtaa. Samassa tehonsiirrossa korkeampi jännite tarkoittaa pienempää sähkövirtaa.
Pienevät linjahäviöt: Linjahäviöt ovat verrannollisia sähkövirran neliöön, eli Ploss=I2 R. Siksi sähkövirran vähentäminen vähentää merkittävästi linjahäviöitä.
Pienempi johtimen koko: Sähkövirran vähentyessä voidaan käyttää pienempiä johtimikokoja, mikä säästää materiaaleja ja kustannuksia.
Pitkiä siirtoreittejä: Korkeampi jännite mahdollistaa pidemmät siirtoreitit, koska linjahäviöt ja jännitelaskenta vähenevät.
2. Matala taajuus
Kierronvirtahäviöiden vähentäminen: Matala taajuus vähentää kierronvirtahäviöitä. Kierronvirtahäviöt ovat verrannollisia taajuuden neliöön, eli Peddy∝f2 . Siksi matala taajuus auttaa vähentämään muuntajissa ja moottoreissa olevia kierronvirtahäviöitä.
Hystereesihäviöiden vähentäminen: Matala taajuus vähentää myös hystereesihäviöitä, jotka ovat verrannollisia taajuuteen.
Järjestelmän vakauden parantaminen: Matala taajuus auttaa parantamaan sähköjärjestelmien vakautta, erityisesti pitkien siirtoreittien ja suurkapasiteettisten järjestelmien käsittelyssä.
Vaikuttaako erilaiset jännite- ja taajuustasot sähkön nopeuteen?
Sähkön siirtokausessa johtimissa määräytyy johtimen fysikaalisilla ominaisuuksilla, ei suoraan jännitteellä tai taajuudella. Erityisesti:
Sähkön siirtokausi: Sähkö kulkee johtimissa noin valonnopeudella, noin 299 792 km/s. Tämä nopeus on yleensä noin 60-70 prosenttia valonnopeudesta keskusteväliässä.
Jännitteen ja taajuuden vaikutus: Jännite ja taajuus eivät vaikuta suoraan sähkön siirtokaudelle. Ne vaikuttavat pääasiassa sähkövirran kokoon, linjahäviöihin, laiterakenteisiin ja tehokkuuteen.
Yhteenveto
Korkea jännite: Vähentää sähkövirtaa, alentaa linjahäviöitä, pienentää johtimen kokoa, kasvattaa siirtoreittiä.
Matala taajuus: Vähentää kierronvirtahäviöitä, vähentää hystereesihäviöitä, parantaa järjestelmän vakautta.
Sähkön siirtokausi: Ei ole suoraan riippuvainen jännitteestä ja taajuudesta; se määräytyy pääasiassa johtimen fysikaalisilla ominaisuuksilla.
Korkean jännitteen ja matalan taajuuden avulla sähköverkot voivat siirtää sähköenergiaa tehokkaammin ja taloudellisemmin, samalla vähentäen häviöitä ja parantaen järjestelmän vakautta.
