เหตุใดระบบส่งกำลัง / ระบบจำหน่ายไฟฟ้า AC จึงไม่ใช่ DC


13

มีเหตุผลที่ดีหรือไม่ที่เราไม่ได้แปลงระบบส่งกำลังไฟฟ้าเป็น DC อย่างสมบูรณ์หรือไม่? เหตุผลหลักสำหรับการใช้ AC บนกริด (ไม่มีความผิดเทสลาฉันรักคุณคน) คือการเปิดใช้งานการแปลงแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นเพื่อที่จะลดการสูญเสียเส้น ( ) และถ้าขนาดตัวนำยังคงเหมือนเดิม เมื่อEเพิ่มขึ้นในสมการE = IRจากนั้นฉันจะต้องลดลงอย่างต่อเนื่องในทางกลับกันการลดการสูญเสียเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัสของฉันP=IE=I2REE=IRII) แต่ตอนนี้เรามีความสามารถในการแปลง AC (เครื่องกำเนิดความร้อนน้ำและพลังงานลม) และ DC (ที่เครื่องกำเนิดพลังงานแสงอาทิตย์) เป็น DC ทุกระดับที่เราต้องการและส่งโดยปกติจะเป็นโหลดที่อยู่อาศัยหรือเชิงพาณิชย์ซึ่งมีแนวโน้มที่จะใช้ DC หากต้องการไม่ว่าจะเป็นสามารถแปลงกลับเป็น AC ที่โหลดอุตสาหกรรม (ปกติมอเตอร์)

ด้วยวิธีนี้หม้อแปลงหลายตัวเก็บประจุปัญหาระยะห่าง ฯลฯ สามารถตัดออกจากตารางไฟฟ้าเพิ่มประสิทธิภาพอย่างมากและลดการปล่อยและค่าใช้จ่าย

ฉันทำอะไรบางอย่างหายไปหรือเปล่า


5
@ การส่งข้อมูล DC Young ยังไม่ได้ "ไม่มีประสิทธิภาพอย่างไม่น่าเชื่อ" ตามที่คุณระบุ en.wikipedia.org/wiki/Pacific_DC_Intertie
petethepontiff

14
เพราะ Tesla vs. Edison 1880s
Matt Young

3
Sarenya แล้วถ้าเป็น "มันยังไม่พังไม่ต้องแก้ไข"
อัลเฟรด Centauri

8
ใครบอกว่า DC ไม่ได้ใช้สำหรับการส่งแรงดันไฟฟ้าทางไกล? en.wikipedia.org/wiki/Pacific_DC_Intertie
Hot Licks

8
หม้อแปลง 'ทองแดงและเหล็ก' แบบดั้งเดิมนั้นเรียบง่ายมีประสิทธิภาพสร้างเสียง EM เล็ก ๆ น้อย ๆ ที่ความถี่ต่ำเชื่อถือได้มากสามารถทนต่อการละเมิดในระยะสั้นได้อย่างมากและง่ายต่อการสลับหากพวกมันระเบิด โดยพื้นฐานแล้วพวกมันสามารถทำงานได้อย่างถูกต้องหรือติดไฟ ในกรณีที่เกิดความล้มเหลวทองแดง / เหล็กสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ง่ายและปลอดภัย ไทริสเตอร์ที่ระเบิดได้มีราคาแพงและอาจเป็นพิษฝังกลบ
Martin James

คำตอบ:


22

มีหลายสาเหตุ หนึ่ง: การสูญเสียพลังงานในสายคือ I ^ 2 * R ดังนั้นจึงเป็นการดีกว่าที่จะส่งพลังงานที่แรงดันสูงมากและกระแสต่ำ AC เพิ่มแรงดันไฟฟ้าได้ง่ายขึ้นมากขึ้น (ไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์) เพื่อเพิ่มแรงทางอุตสาหกรรมโดยใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ซิลิคอนนั้นไม่สามารถนำไปใช้ได้จริง

อีกประการหนึ่งคือความสะดวกในการสลับภายใต้ภาระ หากคุณปิดโหลดที่เชื่อมต่อกับ DC การปล่อยที่สวิตช์เนื่องจากการเหนี่ยวนำสายไฟและการเหนี่ยวนำการโหลดจะเป็นปัญหา สิ่งนี้บังคับให้สวิตช์ DC มีความแข็งแรงมากขึ้น

เสียง 60 เฮิร์ตซ์ที่สร้างขึ้นโดยหม้อแปลงนั้นน้อยกว่าเสียงสวิตชิ่งที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดต้องใช้ในการควบคุมและเพิ่ม DC จากนั้นแปลงเป็น AC ที่จุดโหลดตามที่คุณเสนอ


2
ฉันไม่เคยคิดมากนัก แต่การปล่อยรังสีที่เปล่งออกมาจาก SMPS ที่มีขนาดสถานีย่อยนั้นจะโหดร้ายอย่างแน่นอน
Matt Young

ฉันพบว่ามีปัญหากับการออกแบบเบรกเกอร์ใน HVDC แต่มันก็เป็นเรื่องยากที่จะพลาดมันประโยชน์เช่นบทความ ABB
3.1415926535897932384626433832

1
@MattYoung - คุณสามารถเข้าใกล้พวกเขาได้ใกล้โรงเรียน แน่นอนว่ามันจะหยุดความกังวลเรื่องสุขภาพเกี่ยวกับโทรศัพท์มือถือและการแผ่รังสี Wifi :)
Martin James

1
@MartinJames ฉันซื่อสัตย์ที่จะบล็อกอยากรู้อยากเห็นตอนนี้ต้องลุกขึ้น Scilab และทำการคำนวณแบบครึ่งทาง
Matt Young

12

HVDC จะใช้: รายการของโครงการ HVDC เทคโนโลยีที่โดดเด่นทั้งสองใช้สำหรับ HVDC (ไทริสเตอร์และของ IGBT) ไม่ได้ถูกคิดค้นจนถึงปี 1950 และ 1968 ตามลำดับ ในเวลานั้นประเทศต่างๆกำลังสร้างอุปกรณ์ส่งกำลัง AC เหตุใดจึงต้องเปลี่ยนบางสิ่งที่ใช้งานได้เมื่อคุณใช้เงินจำนวนมากในการสร้างกริด รอจนกระทั่งระบบที่มีอยู่ไม่สามารถใช้งานได้อีกต่อไปแล้วอัปเกรดแล้ว

ข้อมูลดูเหมือนจะเป็นสิ่งที่สมเหตุสมผล: จีนกำลังสร้างสายส่ง HVDC จำนวนมากเพราะพวกเขามีเงินและไม่มีเครือข่ายใด ๆ ที่มีอยู่เพื่อโต้ตอบ / แข่งขัน ในทำนองเดียวกันมีโครงการในยุโรปและอเมริกา แต่สิ่งเหล่านี้ดูเหมือนจะ จำกัด เฉพาะพื้นที่ที่ HVDC ส่องแสงจริงๆ (ระบบใต้น้ำ) เพราะมีเครือข่ายที่มีอยู่ดังนั้นค่าใช้จ่ายในการอัพเกรดยังไม่เป็นธรรม

นอกจากนี้ HVDC ยังไม่ค่อยมีเหตุผลโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคุณต้องการ / ต้องการการส่งสัญญาณแบบหลายจุด ทำให้การกำหนดเส้นทางระบบ HVDC นั้นยากกว่าระบบ AC


2
ใช่มันเป็นค่าใช้จ่ายเช่นเคย นอกจากนี้โปรดทราบว่ามีไดอะแกรมหลายอย่างเช่นi158.photobucket.com/albums/t106/OnlyOb ชัด/EcoEnergy/ ......รอบ ๆ ที่แสดงให้เห็นว่าค่าใช้จ่ายแม้จะอยู่ที่หลายร้อยกิโลเมตร (สำหรับสายใหม่ (!))
PlasmaHH

10

Mkeith ตอบคำถามตามที่ถามคืออะไรคือข้อเสียเปรียบหลักของการกระจาย HVDC "ตอบโต้" ไปที่นั้นโดย helloworld922 (คำตอบที่ได้รับการโหวตมากที่สุดต่อไปนี้ในปัจจุบัน) ชี้ไปในหลาย ๆ กรณีที่ใช้ HVDC / วิศวกรทั้งหมดเหล่านี้ไม่ได้บ้าไปแล้วดังนั้นฉันคิดว่ามันสำคัญที่จะต้องอธิบายที่นี่เมื่อ HVDC เหมาะสม (นั่นจะเป็นคำถามที่ดีกว่าสิ่งที่ OP ถามโดยวิธี)

ในการเริ่มต้นมีบางกรณีที่ AC จะเป็นไปไม่ได้เกือบ ซึ่งรวมถึงการเชื่อมต่อกริด AC ไฟฟ้าที่ทำงานแบบอะซิงโครนัสด้วยความเคารพซึ่งกันและกันเช่นการเชื่อมต่อระบบ 50 และ 60 Hz มันเกิดขึ้นในญี่ปุ่นเช่น: ญี่ปุ่นตะวันออกใช้ 50Hz และญี่ปุ่นตะวันตกใช้ 60Hz จริงๆแล้วมีแอปพลิเคชั่นเฉพาะอีกสองสามตัวที่ HVDC เป็นตัวเลือกที่สมเหตุสมผลเท่านั้น แต่พวกมันไม่ง่ายที่จะอธิบายให้กับ neophytes ในระยะสั้น หากคุณต้องการรายการที่มีรายละเอียดมากขึ้น (พร้อมตัวอย่างจริง) Delea และ Casazza's ระบบไฟฟ้ากำลังทำความเข้าใจมีรายการที่ยาวกว่า

ออกจากกรณีเฉพาะเช่นนี้ฉันคิดว่ามันเป็นสิ่งสำคัญที่จะเน้นว่ามีการเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุนโดยรวมที่สามารถ (และในความเป็นจริงควร) จะดำเนินการเมื่อตัดสินใจว่า AC หรือ DC ควรเป็นวิธีการส่งสัญญาณสำหรับสายไฟ สองปัจจัยหลักคือค่าใช้จ่ายของสายเอง (สายเคเบิลเสาถ้ามีใช้งานได้เช่นไม่ได้อยู่ใต้ทะเล) และค่าใช้จ่ายของอาคาร โดยทั่วไปแล้วสายส่งไฟฟ้ากระแสตรงมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่ากำลังงานเทียบเท่าสำหรับ AC แบบสามเฟส สิ่งนี้เกิดขึ้นได้จากเหตุผลที่อธิบายได้ง่าย: คุณต้องการสายไฟที่น้อยกว่าสำหรับ DC มากกว่า AC สามเฟส แต่ฉนวนสำหรับสาย AC (และนี่อาจเป็นแค่ช่องว่างอากาศ ค่า AC สูงสุดในขณะที่คุณได้รับประโยชน์จากการส่ง "พลังงาน RMS" เท่านั้น (อย่างถูกต้องมากขึ้นคือพลังงานเฉลี่ยที่สอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้า RMS) ที่ AC ในทางกลับกันอิเล็กทรอนิคส์กำลังไฟฟ้าที่สิ้นเปลืองจะมีราคาสูงกว่าสำหรับ HVDC มากกว่าหม้อแปลง AC

การเพิ่มประสิทธิภาพค่าใช้จ่ายทั้งหมดนี้ให้แอปพลิเคชั่นหลักของ HVDC ในปัจจุบัน: การส่งพลังงานจำนวนมากในระยะทางไกล ค่าทั่วไปที่ HVDC ประหยัดกว่า AC กำลังส่งมากกว่า 500MW มากกว่า 500km (ตาม Delea และ Casazza) ตัวอย่างจำนวนมาก (ถ้าไม่ใช่มากที่สุด) จากรายการ Wikipedia (ลิงก์ในคำตอบของ helloworld922) เป็นแบบนี้ ไม่น่าแปลกใจที่ตัวอย่างเหล่านี้มาจากจีนแคนาดาหรือออสเตรเลีย ในยุโรปสายส่ง HVDC ขนาดกลาง / ใหญ่ส่วนใหญ่เป็นสายเคเบิลใต้ทะเล

ด้านล่างนี้เป็นตัวอย่างการเพิ่มประสิทธิภาพสังเคราะห์ (หมายถึงระดับตำรามากกว่าโลกแห่งความเป็นจริง) ดูเหมือนว่าจะมีระดับพลังงานที่กำหนดไว้ล่วงหน้าดังนั้นจึงมีการวางแผนเฉพาะต้นทุนเทียบกับระยะการส่ง มันคัดลอกมาจาก Kim et al HVDC เกียร์ที่บทแรกของที่มีอยู่ได้อย่างอิสระป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

สำหรับมุมมองต้นทุนคอนกรีตนี่คือค่าบางส่วน (ตามLarruskain et al ..) สำหรับสิ่งที่ใกล้เคียงกับกำลังไฟต่ำสุดที่ส่วนประกอบเทอร์มินัล HVDC สร้างขึ้น:

  • ไทริสเตอร์คอนเวอร์เตอร์ 50 MW, 100kV ค่าโดยประมาณต่อหน่วยคือ: 500 EUR / kW
  • คู่แปลง IGBT, 50 MW, +/- 84kV ค่าโดยประมาณต่อหน่วยคือ: 150 EUR / kW
  • หม้อแปลงไฟฟ้า 50 MVA 69kV / 138kV ค่าโดยประมาณต่อหน่วยคือ: 7.5 EUR / kVA

เมื่อพิจารณาจากอัตราส่วนราคา 20x-60x ระหว่างวงจรเรียงกระแสและหม้อแปลงที่ 50 เมกะวัตต์จึงเป็นที่ชัดเจนว่าทำไม HVDC ไม่ลดขนาดลงเพื่อใช้พลังงานต่ำ


2
"ญี่ปุ่นตะวันออกใช้ 50Hz และญี่ปุ่นตะวันตกใช้ 60Hz" - ฉันเรียนรู้สิ่งใหม่ทุกวัน นั่นเป็นคนทำประตูที่น่าประทับใจ
pjc50

คำตอบที่ดีโดยเฉพาะการเปรียบเทียบราคาแม้ว่าหนึ่งในประโยคของคุณดูเหมือนผิด: "สิ่งนี้เกิดขึ้นด้วยเหตุผลที่อธิบายได้ง่าย: คุณต้องการสายไฟที่น้อยกว่าสำหรับ DC มากกว่า AC สามเฟส" คุณถูกต้องแล้วการส่ง dc นั้นถูกกว่า แต่ไม่ใช่ เพราะสิ่งที่คุณพูดจริง ๆ แล้วการส่งสัญญาณ 3 เฟส ac เป็นทองแดงที่มีประสิทธิภาพมากกว่าระบบสองเฟส
Ali80

4

ด้วยการใช้หม้อแปลง AC (ด้วยวิธีนี้) อินเวอร์เตอร์วงจรเรียงกระแสหม้อแปลงแบบโรตารี่ ฯลฯ สามารถกำจัดได้จากกริดไฟฟ้าเพิ่มประสิทธิภาพอย่างมากและลดการปล่อยและค่าใช้จ่ายลง

ในชิคาโกและนิวยอร์กตารางพลังงาน DC ถูกปิดในปี 1990 ในเมลเบิร์น, ออสเตรเลีย, กริดไฟฟ้ากระแสตรงถูกปิดประมาณปี 2005 ในท้ายที่สุดสิ่งสำคัญหรือสิ่งเดียวที่ยังคงเชื่อมต่อกับกริด DC เป็นลิฟท์เก่าแก่มากในอาคารเก่า ในเมลเบิร์นหลังจากความล้มเหลวของสายส่งมันมีราคาถูกกว่าที่จะให้ลูกค้าดีซีที่เหลือแต่ละรายมีวงจรเรียงกระแสและเชื่อมต่ออุปกรณ์เก่ากับกริด AC แทนที่จะซ่อมและเปลี่ยนกริดเกียร์ DC

แม้ว่าการส่งผ่านกำลังไฟ AC มีข้อดีหลายประการการส่งกำลังไฟฟ้ากระแสตรงยังคงใช้สำหรับการเชื่อมต่อระหว่างกริด HV: เพื่อรักษาเสถียรภาพของกริดบนการเชื่อมต่อที่ยาวนานและโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสายใต้ดิน / ใต้ทะเลเพื่อลดการสูญเสียอิเล็กทริก


การสูญเสียอิเล็กทริกไม่ใช่ปัญหา ความจุของสายเคเบิลทำให้เกิดกระแสเกินในสาย AC และกระแสนี้ทำให้เกิดการสูญเสียพิเศษในตัวนำสายเคเบิล แม้แต่สายเคเบิลที่ไม่มีโหลดที่ปลายอีกด้านหนึ่งก็เกิดการสูญเสียเนื่องจากความจุ ตัวแยกที่มีการสูญเสียอิเล็กทริกต่ำมากจะไม่ลดการสูญเสียนี้
Uwe

@ เราใช้ความจุของสายเคเบิลทำให้เกิดกระแสเกินในสาย AC และทำให้สูญเสียความจุของสายเคเบิลเป็นพิเศษ แม้แต่สายเคเบิลที่ไม่มีโหลดก็ยังเกิดการสูญเสียประจุ AFAIK ที่ไม่มีโหลดการสูญเสียในความจุจะมีขนาดใหญ่กว่าการสูญเสียความต้านทานแม้หลังจากผลกระทบทางผิวหนัง คุณมีการคำนวณที่บอกเป็นอย่างอื่นหรือไม่?
david

2

ใช่คุณหายไปบางอย่าง ด้วยทรานซิสเตอร์ที่ทันสมัยและส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ เราสามารถเพิ่ม DC ไปยังจุด แต่ไม่ง่ายประหยัดหรือมีประสิทธิภาพ reaonable ที่ระดับพลังงาน MW เป็นแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับสายส่งหลัก

Transformers เป็นวิธีการปฏิบัติเพียงวิธีเดียวในการรับ 100 kV ที่ระดับพลังงาน MW และหม้อแปลงต้องการ AC


เหตุใดจึงไม่เร่งที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยใช้หม้อแปลง AC จากนั้นแปลงเป็น DC สำหรับส่งสัญญาณแล้วถอยกลับไปยังระดับที่เหมาะสมใกล้กับโหลด มีค่าใช้จ่ายจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ทั้งหมดที่ใช้ในการจัดการกับ AC และพลังงานปฏิกิริยาที่สามารถหลีกเลี่ยงได้ในกรณีใช้ DC
petethepontiff

3
ระบบ KV 100 รายการขึ้นไป (~ 300 KV) เป็นระบบ HVDC ทั้งหมดซึ่งโดยทั่วไปจะใช้สำหรับสถานการณ์การผูกกริด (ไม่มีการซิงโครไนซ์) อาจเป็นได้ว่าระบบ MV 1 ระบบทั้งหมดเป็น HVDC ตรวจสอบที่นี่spectrum.ieee.org/energywise/energy/the-smarter-grid/ …
ตัวยึด

1
ไม่เช่นนั้นระบบไฟฟ้าแรงสูงส่วนใหญ่คือ AC มีเพียงระบบแรงดันสูงเพียงไม่กี่ตัวเท่านั้นที่เลือกใช้ DC ซึ่งโดยทั่วไปจะทำงานได้นานมากเนื่องจากไม่ต้องจัดการกับความจุของสาย AC ที่ยาว บทความดีๆมาโดยตลอดขอบคุณสำหรับลิงค์
petethepontiff

1
@placeholder: ไม่เพียง แต่สถานการณ์ผูกกริด ต้นกำเนิดของ HVDC คือการส่งทางไกล (> 500 กม. โดยไม่แตะ) และการส่งสัญญาณทางไกลยังคงเป็นแอปพลิเคชันที่สำคัญของ HVDC โครงการ Desertec เกือบจะวางเดิมพันเฉพาะสาย HVDC แม้ในสายเคเบิลใต้น้ำ
Ariser - คืนสถานะโมนิก้า

3
ฉันจะไม่ลงคะแนนค่อนข้างมากเพราะย่อหน้าที่ 1 ให้ข้อมูลที่ดี แต่ข้อที่ 2 ค่อนข้างผิด HVDC ถูกใช้เมื่อค่าใช้จ่ายของส่วนต่างต้นทุนของสาย (ความยาวเพียงพอ) ซึ่งสนับสนุน DC นั้นเกินกว่าส่วนต่างค่าใช้จ่ายของอาคารซึ่งโปรดปราน AC รายละเอียดเพิ่มเติมในคำตอบของฉันสำหรับคำถามที่คล้ายกันมาก: electronics.stackexchange.com/questions/148715/…
Fizz

2

เพียงเพราะเทสลากับเอดิสันยุค 1880 เป็นผลให้ 99.9% ของโครงสร้างพื้นฐานการส่งและการผลิตของเราคือ AC การเปลี่ยนไปใช้ DC ไม่ใช่สิ่งที่สามารถทำได้ในช่วงสุดสัปดาห์ สิ่งที่เกี่ยวกับเครื่องใช้และโรงงานของผู้คนที่มีมอเตอร์เหนี่ยวนำ DC จะไม่ทำงานที่นั่น พวกเขาจะต้องพัฒนาทางเลือกบางอย่าง สถานีย่อยจะต้องทำการประดับใหม่ทั้งหมด อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังไฟฟ้า HVDC เพื่อจัดการทั้งหมดนี้จะต้องผ่านการทดสอบและรับรอง และที่สำคัญที่สุดคือทั้งหมดนี้มีค่าใช้จ่าย เงินมากมาย อย่ามองหาสวิตช์จาก AC ไปยัง DC ที่จะเกิดขึ้นไม่ว่าเร็วหรือเร็วถ้าเคย


โดยใช้วิธี HVDC สำหรับพลังงานทางไกล เมื่อพูดถึงการกระจายพลังงานระยะทางสั้น ๆ เราสามารถแปลงกลับเป็น ac และใช้สถานีย่อยปกติกลับ ในระยะยาวเราจะได้รับผลขาดทุนลดลง
3.1415926535897932384626433832

3
@Sarenya - ค่าใช้จ่ายและความซับซ้อนของการแปลงระหว่าง DC และ AC ทำให้การส่งสัญญาณ DC น่าสนใจน้อยกว่าสำหรับสายลากสั้น
Hot Licks

2

มันอยู่ที่นั่นในแผนภูมิของคุณรายการที่ 6: "การเทอร์มินัล / การแตะหลายครั้ง: ยาก"

HVDC มีการใช้งานเป็นครั้งคราวสำหรับการเชื่อมโยงแบบจุดต่อจุด แต่ยิ่งมีลักษณะคล้ายกริดและแบบหลายจุดในระบบจำหน่ายไฟฟ้า ในประเทศยุโรปขนาดกะทัดรัดความยาวเฉลี่ยที่ไม่ถูกรบกวนของส่วนของกริดนั้นสั้นด้านล่างจุดคุ้มทุนทางเศรษฐกิจ ~ 100 กม.

โดยส่วนตัวฉันคิดว่าเรามีแนวโน้มที่จะเห็นการปรับใช้ไมโครกริดกระแสตรงแรงดันต่ำที่ป้อนโดยพลังงานหมุนเวียนและแบตเตอรีก่อนที่เราจะเห็นการแปลงแบบกริด AC เป็น DC


1

นี่คือสิ่งที่คุณหายไป: คุณกำลังคิดเหมือนวิศวกรไม่ใช่นักธุรกิจ ติดตามเงิน เมื่อมีความเหมาะสมทางเศรษฐกิจในการแปลงเป็น DC รวมถึงค่าใช้จ่ายทั้งหมดในการเปลี่ยนโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่เป็นต้นมันจะเกิดขึ้น ในกรณีที่ DC เข้าใจได้ว่าเกิดขึ้นและกำลังเกิดขึ้น


1
ใช่. และเงินอยู่ในการไม่เข้ากันได้กับโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่แม้ว่าจะได้รับแผ่นงานที่สะอาด ดี.ซี. จะทำให้รู้สึกมากขึ้น มันเป็นแรงฉุดสำหรับการพัฒนาใหม่และแนวโน้มนั้นอาจเพิ่มขึ้น อุตสาหกรรมมีการลงทุนอย่างมากในความสะดวกสบายของ 3 เฟส AC แต่ถึงอย่างนั้นก็ยิ่งเปลี่ยนเป็นอินเวอร์เตอร์ 3 เฟสความเร็วตัวแปร ... ซึ่งทำงานผ่าน DC
Brian Drummond

1

ฉันให้เหตุผลที่ดีแก่คุณกับเครือข่าย DC นอกเหนือจาก:

  • เซมิคอนดักเตอร์และตัวเก็บประจุที่มีแนวโน้มผิดพลาดและมีราคาแพง
  • อีเอ็มซีมีความยุ่งยากอย่างมากต่อตัวสับและวงจร PFC
  • เพิ่มการกัดกร่อนเมื่อเกิดการรั่วไหล

ความปลอดภัย มันยากมากที่จะสร้างเบรกเกอร์วงจรสำหรับเครือข่าย DC แรงดันสูง / สูงในปัจจุบัน ฟิวส์จะต้องใหญ่เป็นห้าเท่าเพื่อการดับอาร์คอย่างปลอดภัย สวิทช์ต้องการห้องระเบิดขนาดใหญ่และซับซ้อนมากขึ้นเนื่องจากความจุของกริดและพฤติกรรมการแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง


1

ในระบบจำหน่ายไฟฟ้ากระแสสลับทุกกระแสสลับจะต้องมีการซิงโครไนซ์ไม่เพียง แต่ตามความถี่เท่านั้น เมื่อใดก็ตามที่การโหลดเพิ่มขึ้นมันก็จะพยายามทำให้ alternators ช้าลง ที่ไม่ได้รับอนุญาตและพลังงานจะต้องเพิ่มขึ้น หากโหลดสูงเกินไปจะต้องตัดการเชื่อมต่อและทำให้เกิดความเครียดเพิ่มขึ้นกับตัวเลือกอื่น ๆ ในทางทฤษฎี HVDC มีเสถียรภาพมากขึ้นและให้อภัยมากขึ้น เหตุผลที่เราใช้ ac เป็นเพราะมันเป็นวิธีที่ดีกว่าเมื่อเร็ว ๆ นี้ ตามที่ผู้อื่นกล่าวถึงการเปลี่ยนเป็น HVDC นั้นมีค่าใช้จ่ายสูง


1

คำตอบก่อนหน้าทั้งหมดครอบคลุมคำถามของ OP แต่ฉันคิดว่าฉันจะเพิ่มสิ่งที่กล่าวก่อนหน้านี้เกี่ยวกับเครือข่าย DC ระยะสั้นที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่น 'การปฏิวัติ' ครั้งต่อไปในการกระจายพลังงานคือการตอบสนองความต้องการ ( https://en.wikipedia.org/wiki/Demand_response ) ระบบที่ให้พลังงานในภาษาท้องถิ่นผ่านกริดชุมชนที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานทดแทนอื่น ๆ

Tesla (บริษัท ไม่ใช่ผู้ชาย) กำลังแสดงให้เราเห็นว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับชุดแบตเตอรี่ในประเทศของพวกเขา - ลองนึกภาพว่าการประหยัดค่าใช้จ่ายภายในประเทศโดยธรรมชาติในการเปลี่ยนเป็นแบตเตอรี่ในช่วงเวลาที่ค่าใช้จ่ายพลังงานสูงสุดและชาร์จแบตเตอรี่ผ่าน PV et al .

หาบ้านสองสามหลังด้วยกันเพื่อแบ่งปันความสามารถในชุมชนแล้วคุณอาจมีทรัพยากรเพียงพอที่จะขายส่วนเกินของคุณให้กับสมาชิก / ชุมชนอื่น ๆ (คุณสามารถขายมันกลับไปที่กริดในสหราชอาณาจักร) บางทีตารางย่อยประเภทนี้อาจเป็น HVDC ถ้าทุกคนในชุมชนเป็นผู้เข้าร่วม


1

มีสาเหตุหลายประการว่าทำไมไฟฟ้ากระแสตรงแรงสูงยังไม่สามารถใช้งานได้

  • หม้อแปลง AC เป็นเทคโนโลยีที่แข็งแกร่งและได้รับการพิสูจน์พร้อมกับการวิจัยการปรับปรุงและเพิ่มประสิทธิภาพด้านหลังเป็นเวลาหลายปีและมีราคาถูกกว่า DC / AC - เครื่องเปลี่ยนรูปแบบความถี่สูง - AC / DC และแน่นอนพวกเขามีความน่าเชื่อถือมากขึ้น
  • เบรกเกอร์วงจรที่ใช้สำหรับการทำลายวงจรภายใต้โหลดหรือลัดวงจรเป็นปัญหาร้ายแรงในระบบ DC เนื่องจากในระบบ ac กระแสจะต้องผ่านศูนย์โดยเนื้อแท้มันง่ายกว่ามากที่จะทำลายกระแส AC เบรกเกอร์ AC เป็นวิธีล่วงหน้า คู่ DC ในราคาทำลายความสามารถในปัจจุบันชีวิตและ ...
  • แม้ว่าเราจะไปถึงจุดที่เทคโนโลยีทั้งสองอยู่ในระดับเดียวกันซึ่งยังคงเป็นเวลาหลายปีมาถึงจุดนั้นคุณต้องเข้าใจว่าผู้ประกอบการจำหน่ายไฟฟ้ากระแสสลับมีความลังเลและระมัดระวังในการใช้เทคโนโลยีใหม่

ฉันไม่ได้ดูถูกดูแคลนและทำไมนี่ถึงถูกลดระดับลง! ได้โปรดบอกใครสักคนว่าเกิดอะไรขึ้นที่นี่?
Ali80

0

การใช้งานนอกตารางในบ้านเพื่อให้แสงสว่างและการคำนวณนั้นมีประสิทธิภาพดีกว่าด้วย dc ไฟ LED ใช้เศษเสี้ยวของพลังงานของหลอดไส้และหลอดฟลูออเรสเซนต์ LED จะต้องใช้ DC และด้วยเหตุนี้ไฟ LED แต่ละดวงจึงต้องมีตัวแปลง AC เป็น DC ซึ่งไม่มีประสิทธิภาพและมีแนวโน้มที่จะเกิดความล้มเหลว แน่นอนความล้มเหลวของไฟ LED ส่วนใหญ่เกิดจากวงจรการแปลงและไม่ค่อยมีแหล่งกำเนิดแสง LED เอง

คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดใช้ DC พวกเขาทำงานแบตเตอรี่หรือหากเชื่อมต่อกับไฟ AC จะต้องแปลงไฟ AC เป็น DC ที่ต้องการโดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ผ่านวงจรประกอบด้วยสะพาน rectifier, หม้อแปลง step-down, ตัวเก็บประจุ, ไทริสเตอร์ ฯลฯ

ไส้หลอดทำความร้อนสำหรับเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าไม่สนใจว่าคุณใช้ DC หรือ AC เนื่องจากเป็นโหลดตัวต้านทานอย่างหมดจด พัดลมสำหรับเครื่องทำความร้อนจะต้องเป็นแฟน dc

AC เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าหรืออุปกรณ์ใด ๆ ที่ใช้มอเตอร์ AC และ / หรือคอมเพรสเซอร์เช่นตู้เย็น, HVAC, พัดลม, ปั๊ม, อุปกรณ์ปลั๊กอินเป็นต้นแม้ว่าเครื่องมือไฟฟ้าจะใช้แบตเตอรี่แพ็คแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้แทนที่จะใช้ปลั๊กอิน และรีชาร์จเซอร์คือ DC

เนื่องจากการผลิตกระแสไฟฟ้าที่ไซต์คือ DC สำหรับพลังงานแสงอาทิตย์และสามารถเป็น DC สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทางกลสำหรับพลังงานลมและชีวมวลจึงไม่มีประสิทธิภาพที่จะต้องใช้อินเวอร์เตอร์เพื่อแปลงพลังงานที่สร้างเป็น AC เท่านั้นเพื่อแปลงกลับเป็น DC สำหรับการใช้งาน อ้างถึงข้างต้น

นี่คือระบบในขณะนี้ แต่เนื่องจาก บริษัท สาธารณูปโภคยังคงเพิ่มอัตราและโครงสร้างพื้นฐานการส่งข้อมูลจะไม่น่าเชื่อถือมากขึ้นทุกครัวเรือนจะพยายามใช้ไฟฟ้ากระแสตรงที่สร้างขึ้นภายในเครื่อง พวกเขาจะยังคงใช้ไฟ AC ยูทิลิตี้หรืออินเวอร์เตอร์จากสแต็คแบตเตอรี่ที่บ้านสำหรับอุปกรณ์และเครื่องใช้ที่ต้องใช้ AC

ในขณะที่ AC ยังคงเป็นทางเลือกที่ประหยัดกว่าสำหรับการส่งกำลังสำหรับการส่งกำลังทางบกน้อยกว่า 500 กม. แนวโน้มเป็นไปสู่การผลิตกระแสไฟฟ้าและการเก็บรักษาในพื้นที่ซึ่งเป็นอิสระจากกริด บริษัท ยูทิลิตี้ได้รับทราบแนวโน้มนี้แล้วและได้ร่วมมือกับเทศบาลและผู้ให้บริการไซต์สำหรับการซื้อคืนรวมและอื่น ๆ


1
คุณแน่ใจหรือว่าตอบคำถามว่า " ทำไมระบบส่งกำลัง / ระบบจำหน่ายไฟฟ้า AC ไม่ใช่ DC? "
ทรานซิสเตอร์

@Transistor ความง่ายในการขึ้นและลงของแรงดันโดยใช้หม้อแปลง ต้องเพิ่มแรงดันให้อยู่ในระดับสูงเพื่อลดการสูญเสียความต้านทานเนื่องจากกระแสส่งสัญญาณ ประเด็นนี้ได้ทำให้ชัดเจนแล้วกับคำตอบก่อนหน้าดังนั้นฉันไม่รู้สึกว่าจำเป็นต้องทำซ้ำ
0tyranny 0poverty

0

AC ได้รับประโยชน์จากประสบการณ์อันยาวนานที่สำคัญความเชื่อมั่นของอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายในราคาที่สมเหตุสมผลและบริการและการสนับสนุนที่พร้อมใช้งาน

หม้อแปลง AC เป็นกระสุน สมมติว่ามีคนต้องการรับ RV 50A / 240V ที่อยู่ไกลออกไป 2,000 ฟุต ฉันสามารถใช้หม้อแปลงทั่วไปเพื่อเปิดบริการ 240V ของเราสูงถึง 2400V เรียกใช้เสาและหม้อแปลงอื่น ประหยัดเชื่อถือได้และไม่ติดชั้นวาง ไม่ต้องกังวลกับความล้มเหลวของหม้อแปลง และถ้ามันต้องการบริการจำนวนช่างไฟฟ้าในเขตชนบทของฉันที่จะรู้ว่าสิ่งที่พวกเขากำลังมองหาและสามารถรองรับมันไม่แน่นอนเป็นศูนย์

HVDC ไม่สามารถอ้างสิทธิ์ใด ๆ

มีภาษิตเก่าแก่จากโลกเมนเฟรมในปี 1960 เมื่อชุดเช่น Burroughs และ Sperry พยายามที่จะทำลายการผูกขาดอันใกล้ของ IBM: "ไม่มีใครเคยถูกไล่ออกเพราะซื้อ IBM"

ผู้จัดการสถานที่คนใดจะติดคอของพวกเขาบน HVDC? ไม่ใช่ฉันวันนี้ฉันคิดว่า อาจจะเป็นพรุ่งนี้. พรุ่งนี้ไม่บูม

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.