Что обеспечивает импульсный подвод электроэнергии – Устройство для подвода электроэнергии

Содержание

Что обеспечивает импульсный подвод электроэнергии — Портал о стройке

Вырабатываемая электрическая энергия поступает к месту потребления через систему взаимосвязанных передающих, распределяющих и преобразующих электроустановок. Передача электроэнергии осуществляется по воздушным линиям электропередачи с напряжением от нескольких сот до сотен тысяч вольт. Электрическая энергия передается по системным воздушным сетям с напряжениями 35, 110, 150, 220 кВ и выше по шкале номинальных напряжений, установленной ГОСТом. Распределение электроэнергии осуществляется при помощи центра питания (ЦП), распределительных пунктов (РП) и распределительных линий (РЛ).

Центром питания называются распределительные устройства (РУ) генераторного напряжения электростанции или вторичного напряжения понижающей подстанции энергосистемы с регулятором напряжения, к которому подсоединены распределительные сети данного района.

Распределительным пунктом называется подстанция промышленного предприятия или городской электрической сети, предназначенная для приема и распределения электроэнергии с одним напряжением без ее преобразования.

Распределительной линией называется линия, питающая ряд трансформаторных подстанций от ЦП или РП или вводы к электроустановкам потребителей.

Подстанцией называется электрическая установка, служащая для преобразования и распределения электроэнергии и состоящая из Трансформаторов или других преобразователей электроэнергии, распределительных устройств напряжением до 1000 В и выше, аккумуляторных батарей, аппаратов управления и вспомогательных сооружений.

Электроснабжение промышленных, городских и сельских потребителей электроэнергией осуществляется от трансформаторных подстанций, основным элементом которых является трансформатор, преобразующий (трансформирующий) электроэнергию одного напряжения в электрическую энергию другого (более высокого или более низкого напряжения). Принципиальная схема передачи и распределения электрической энергии показана на рис. 5. Электрическая энергия, вырабатываемая генераторами с номинальным напряжением 10… 15 кВ, поступает в трансформаторы электростанции А, где ее напряжение повышается до 220 кВ, после чего она подается на сборные шины открытой подстанции этой электростанции, а затем при помощи ЛЭП 220 кВ передается на шины 220 кВ понижающей подстанции, связанной также ЛЭП 220 кВ с электростанцией Б.

На понижающей подстанции напряжение электрической энергии с 220 кВ понижается трансформаторами до 10 (или 6) кВ и с этим напряжением она подается к распределительному пункту, а от него к подстанциям ПСІ, ПС2, ПСЗ с силовыми трансформаторами, понижающими в свою очередь напряжение до 380 (или 220) В, т.е. до значений, с которыми электроэнергия поступает потребителям.

Электрическая энергия используется: в электродвигателях на двигательные цели; в лампах накаливания и люминесцентных лампах для освещения; в электрических печах, гальванических ваннах и различных аппаратах для обеспечения технологических процессов; в электросварочных агрегатах для сварки металлов и для других целей.

При потреблении электрической энергии происходит процесс се обратного преобразования: в электродвигателях электроэнергия преобразуется в механическую; в лампах накаливания — сначала в силовую, а затем в энергию светового потока; в электронагревательных печах — в тепловую и т.д. Эти преобразования также сопровождаются потерями, преимущественно в виде тепла, излучаемого в окружающую среду.

Рис. 5. Принципиальная схема передачи и распределения электроэнергии:

Г1, Г2 — генераторы; ПС, ПСІ, ПС2, ПСЗ — подстанции;

РП — распределительный пункт

Производство, передача и потребление электрической энергии осуществляются при определенных напряжениях, установленных ГОСТами. Для электродвигателей и различных электрических аппаратов номинальными являются напряжения, на которые рассчитана их изоляция и при которых обеспечивается их нормальная работа, гарантированная заводом-изготовителем. Номинальное напряжение электрооборудования обязательно указывается в его паспорте (для электродвигателей, аппаратов) или клейме (для реле, приборов и др.). Подсоединение приборов и аппаратов к питающей сети с напряжением, соответствующим их номинальным напряжениям, является обязательным требованием, гарантирующим сохранность изоляции и нормальную длительность работы этого электрооборудования.

Номинальное напряжение определяет нормальную работу электрической аппаратуры. Так, на баллоне или цоколе лампы накаливания указано, что она рассчитана на напряжение 220 В. Это означает, что если ее подключить к сети с напряжением 220 В, она будет создавать нормальный для нее световой поток и работать длительное время, гарантированное заводом-изготовителем. Если напряжение сети будет меньше номинального напряжения лампы, то срок ее службы несколько увеличится, но световой поток резко сократится, и наоборот, при увеличении напряжения сети сверх номинального лампа будет давать больше света, но при этом срок ее службы станет во много раз меньше. На работу электродвигателей питающее напряжение влияет следующим образом. При повышении напряжения сверх номинального обмотки двигателя чрезмерно нагреваются, создается опасность повреждения изоляции. Если же электродвигатель работает при пониженном напряжении, то значительно уменьшается его номинальная мощность, что в итоге также приводит к перегреву обмоток.

С точки зрения электроснабжения современный промьппленный город с многотысячным населением представляет собой огромное число электроприемников. Здесь и станки на промышленных предприятиях, и городской электротранспорт, и освещение улиц, домов, учебных, торговых, культурных учреждений и т.д. Перерыв в подаче электроэнергии нежелателен для любого потребителя, но если для одних потребителей перерыв в электроснабжении еще допустим на непродолжительное время, то для других он должен быть вообще исключен. Например, кратковременный перерыв в подаче электроэнергии на такие объекты, как промышленные предприятия с автоматическими линиями, металлургические заводы, шахты, химические комбинаты, причиняет большой экономический ущерб, может вызвать массовый брак продукции, выход из строя оборудования и даже создать опасность для здоровья и жизни людей. А отключение электроэнергии в жилом доме создает только определенные неудобства для его жильцов.

По степени требуемой надежности электроснабжения все потребители электрической энергии подразделяются на три категории, определяющие необходимое число источников электроэнергии и схему электроснабжения.
К первой категории относятся потребители, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Эти потребители должны получать электроэнергию не менее чем от двух независимых и взаимно резервируемых источников питания.

Вторую категорию потребителей образуют электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к недовыпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества населения. Эти потребители могут обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников. При нарушении электроснабжения от одного из них, допустим перерыв электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом или выездной оперативной бригадой.
Все остальные потребители электроэнергии относятся к третьей категории. Электроснабжение этих потребителей допускается от одного источника.
Нормальная работа любого потребителя электроэнергии требует не только бесперебойного электроснабжения, но и обеспечения определенного качества электрической энергии, к показателям которого относятся: отклонения напряжения и частоты от заданных номинальных значений, колебания напряжения и частоты, несинусоидальность формы кривой напряжения, несимметричность трехфазной системы напряжения.

Под отклонением частоты тока понимают разность между фактическим значением его частоты и номинальным в интервале 10 мин. Это отклонение не должно превышать 0,1 Гц. Сверх того допускаются колебания частоты тока не более 0,2 Гц/с. Для поддержания постоянной частоты тока используются включение при необходимости в работу дополнительных генераторов или разгрузка электросистемы путем ограничения использования электроэнергии или отключения от источника потребителей третьей группы.
Допустимые отклонения напряжения для разных потребителей различны. Так, например, для ламп они составляют 2,5…5% от номинального, для электродвигателей — 5… 10 %, а для остальных потребителей — 5 %.
Для ограничения колебаний напряжения переключают ступени напряжения силовых трансформаторов на подстанциях, включают на параллельную работу или отключают резервные трансформаторы, линии и генераторы электростанций.

На производство, передачу и распределение электрической энергии затрачивается много топлива и различных технических средств, а также труд большого числа людей, занятых эксплуатацией и ремонтом электрических сетей станций и подстанций, поэтому расходовать ее необходимо экономно.
Существует много способов экономии электроэнергии. Так, например, в промышленности это может обеспечиваться сокращением холостого хода станков, нормальной загрузкой электродвигателей, хорошим уходом за электрооборудованием (своевременной заменой смазки в подшипниках, качественным ремонтом электродвигателей), правильностью технологических процессов и т.д. Значительной экономии электроэнергии при освещении можно достигнуть за счет правильного выбора конструкций светильников и мощности устанавливаемых ламп, своевременной очистки арматуры и ламп от копоти и пыли. Практически каждый потребитель имеет свои возможности и резервы экономии электроэнергии, которые должны быть выявлены и использованы в интересах самого потребителя и народного хозяйства.

электрический энергия станция

stroyka.ahuman.ru

Устройство для получения электроэнергии

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно — к средствам получения электроэнергии с использованием возобновляемых источников в условиях пустыни. В устройстве поверх солнечных батарей закреплено прозрачное покрытие из материала, на котором интенсивно проявляется эффект трибоэлектризации. Устройство также включает ветроэлектрогенератор, наружные поверхности которого электропроводны и выполняют функцию экрана, на котором разряжаются частицы после трибоэлектризации. Устройство позволяет при любой погоде бесперебойно обеспечивать электроэнергией потребителей. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно — к средствам получения электроэнергии с использованием возобновляемых источников в условиях пустыни.

Известно устройство, обеспечивающее энергией марсоход, включающее солнечные батареи [1].

Недостатком этого устройства являются перерывы в работе во время пыльных бурь в связи с тем, что взвешеннные частицы пыльной бури перекрывают солнечное излучение, идущее к солнечным батареям.

Технический результат, достигаемый в изобретении, заключается в обеспечении бесперебойной работы устройства независимо от состояния погоды.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для получения электроэнергии, включающем основание, на котором установлены солнечные батареи, по изобретению поверх солнечных батарей помещено прозрачное покрытие из материала, на котором интенсивно проявляется эффект трибоэлектризации, и устройство снабжено ветроэлектрогенератором, наружные части которого выполнены из электропроводных материалов,что позволяет ему выполнять функции экрана, на котором разряжаются частицы песка и пыли после трибоэлектризации.

Кроме того, на поверхности прозрачного покрытия выполнены неровности, вызывающие турбулизацию проходящих воздушных потоков.

Кроме того, ветроэлектрогенератор установлен на основании с возможностью устанавливаться с подветренной стороны.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлено устройство на фиг.1 в виде вертикального осевого разреза, на фиг.2 — вид сверху.

Устройство включает куполообразное основание 1, установленное на фундаменте 2. На основании 1 закреплены солнечные батареи 3, поверх которых помещено покрытие 4 из прозрачного материала с выполненными на нем неровностями, интенсивно проявляющего эффект трибоэлектризации, например, из высокопрочного стекла. В нижней части основания 1 проходит кольцевой паз, в котором помещается с возможностью перемещения кольцевая опора 5. На кольцевой опоре 5 с помощью стойки 6 и растяжек 7 закреплен ветроэлектрогенератор 8. Наружные поверхности ветроэлектрогенератора 8 выполнены из электропроводных материалов и действуют в роли экрана. Все солнечные батареи и рабочие участки стеклянного покрытия 4, а также ветроэлектрогенератор 8 снабжены токосъемниками, сообщающимися с главным кабелем (не чертежах не показаны).

Устройство работает следующим образом в зависимости от погоды.

Солнечная погода: солнечные лучи свободно проходят через стеклянное покрытие 4 и, попадая в солнечные батареи, преобразуются в них в электроэнергию.

При слабом ветре: электроэнергия, поступающая от солнечных батарей, дополняется небольшой долей энергии, вырабатываемой ветроэлектрогенератором 8.

При сильном ветре: ветроэлектрогенератор 8 поворачивают на кольцевой опоре 5 в наветреную сторону так, чтобы плоскость вращения лопастей была перпендикулярна направлению ветра.

Во время пыльной бури: ветроэлектрогенератор 8 устанавливается и работает как при сильном ветре и соответственно вырабатывает электроэнергию. Неровности на стеклянной поверхности турбулизируют воздушный поток, что интенсифицирует процесс трибоэлектризации стеклянной поверхности частицами пыли и песка. Токосъемники воспринимают образующийся на стеклянной поверхности электрический заряд. Частицы пыли и песка полученный заряд отдают ветроэлектрогенератору, функционирующему как экран.

Таким образом, при любой погоде предлагаемое устройство бесперебойно вырабатывает электрический ток.

1. Устройство для получения электроэнергии, включающее основание, на котором установлены солнечные батареи, отличающееся тем, что поверх солнечных батарей на нем закреплено прозрачное покрытие из материала, на котором интенсивно проявляется эффект трибоэлектризации, и устройство снабжено ветроэлектрогенератором, наружные поверхности которого выполнены из электропроводных материалов и выполняют функции экрана, на котором разряжаются твердые частицы.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ветроэлектрогенератор закреплен на основании с возможностью передвигаться и устанавливаться с подветренной стороны так, чтобы плоскость вращения лопастей была перпендикулярна направлению ветра.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на прозрачном покрытии выполнены неровности, вызывающие турбулизацию проходящих воздушных потоков.

findpatent.ru

Импульсный электромеханический источник питания

Изобретение относится к области электротехники и физико-химических технологий и касается устройств, используемых для электролиза воды. Сущность изобретения состоит в том, что в импульсном электромеханическом источнике питания, содержащем корпус (1), статор (3) в виде магнитопровода (4) с обмоткой (5), ротор (7) и токосъемник (9), согласно данному изобретению в корпусе (1) установлен электродвигатель (2), на валу (6) которого расположен ротор (7) с постоянными магнитами (8), установленными вдоль магнитопровода (4) обмоток (5) статора (3), жестко соединенного с корпусом (1), причем постоянные магниты (8) расположены противоположно друг другу с возможностью обеспечения пронизывания магнитными силовыми линиями обмоток (5) статора (3), при этом внутренние поверхности постоянных магнитов (8) имеют разноименные полюса, а в качестве токосъемника использованы выводы обмотки (5) статора (3). Технический результат — уменьшение затрат энергии на электролиз воды. 2 ил.

Изобретение относится к физико-химическим технологиям и технике для электролиза воды.

Известно устройство для питания электролизера, представляющее собой электрический генератор (патент РФ №2230197, МПК F01K 13/00, Н02К 57/00, 2004 г.). Сущность изобретения состоит в том, что генератор снабжен электролизером воды, содержащим щеткообразные электроды с вольфрамовыми иголками, направленными друг на друга и установленными с надлежащим зазором, электроды установлены в прямоугольную или цилиндрическую емкость коаксиально друг другу. На дне емкости электролизера установлена перфорированная трубка аэратор-катализатор, трубка соединена с компрессором. Емкость электролизера соединена входной трубкой с секцией емкости накопления конденсата через конденсатопровод, электрический насос и с емкостью жидкой щелочи через дозатор, снабженный соленоидом и реле времени. Емкость электролизера соединена с плазмотроном, расположенным в камере ионизации, при помощи трубки. Камера ионизации снабжена плазмотроном, отражателем плазменной струи и водяного пара, коллектором и паровыми трубками, расположенными под разным углом наклона, направленными на плазменную струю. Электроды электролизера соединены с источником переменного тока через электромашинный преобразователь, датчик электрических импульсов и переключатели.

Известно также устройство получения электрической энергии для электролиза воды, содержащее корпус, статор в виде магнитопровода с обмоткой, ротор и токосъемник; патент РФ №2284629, МПК Н02К 21/20, Н02К 31/02, 2006 г. (прототип). Сущность изобретения состоит в следующем. Униполярный бесколлекторный торцовый генератор постоянного тока, содержащий неподвижный раздвоенный кольцевой магнитопровод якоря с пазами для укладки обмотки якоря, вращающиеся торцовые магнитопроводы индукторов для возбуждения и вентилятор, отличающийся тем, что в схеме возбуждения генератора установлены радиальные электромагниты и круговые электромагниты, при этом вращающиеся на валу ротора генератора торцовые магнитопроводы обоих индукторов вместе с радиальными и круговыми электромагнитами обращены встречно через воздушный промежуток одноименными полюсами к магнитопроводам с обмоткой якоря, что обеспечивает в торцовых магнитопроводах обоих индукторов постоянное наличие остаточного магнетизма, способствующего возбуждению генератора, при этом схема возбуждения снабжена двумя щеточно-контактными узлами, включающими щетками токосъема и неразрезные контактные кольца. Область использования предлагаемого изобретения расширяется путем обеспечения возможности его использования в промышленности как в качестве генератора, так и в качестве двигателя, а именно в электрифицированном транспорте, в ветроустановках, для электросварки и электролиза.

Недостатком известных устройств является большое потребление энергии для питания электролизеров, современные промышленные электролизеры расходуют от 3 до 6 кВтч электроэнергии на получение одного кубического метра смеси водорода и кислорода. Это превосходит количество энергии, которая выделяется при сжигании этой смеси. Также в известном устройстве (прототипе) схема возбуждения снабжена двумя щеточно-контактными узлами, а это отрицательно влияет на надежность и долговечность.

Техническим решением задачи является снижение затрат электрической энергии на получение из воды газовой смеси водорода и кислорода или этих газов в разделенном состоянии.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в импульсном электромеханическом источнике питания, содержащем корпус, статор в виде магнитопровода с обмоткой, ротор и токосъемник, согласно изобретению в корпусе установлен электродвигатель, на валу которого расположен ротор с постоянными магнитами, установленными вдоль магнитопровода обмоток статора, жестко соединенного с корпусом, причем магниты расположены противоположно друг другу с возможностью обеспечения пронизывания магнитными силовыми линиями обмоток статора, при этом внутренние поверхности магнитов имеют разноименные полюса, а в качестве токосъемника использованы выводы обмотки статора.

Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что все электролизеры, заряжаясь в начале работы, приобретают постоянный потенциал, свойственный конденсатору. Величина этого потенциала увеличивается с увеличением количества ячеек в электролизере. Таким образом при длительной работе электролизера его достаточно подзаряжать дополнительными импульсами напряжения, амплитуда которых должна превышать величину постоянного потенциала на 5-10%, а средняя величина такого импульса в зависимости от длительности и скважности импульсов может составлять 5-10% от общего постоянного потенциала. Установлено также, что мощность, формирующаяся на общем валу электромотора и генератора импульсов, равна произведению средней величины импульса напряжения на среднюю величину импульса тока. Указанная величина оказывается значительно меньше величины произведения постоянного потенциала на среднюю величину тока.

По данным научно-технической и патентной литературы не обнаружена совокупность признаков, аналогичная заявляемой, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.

Поскольку предлагаемое техническое решение может быть применено в промышленности для экономии электрической энергии при электролизе воды, то можно утверждать, что предложение соответствует критерию «промышленная применимость».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен импульсный электромеханический источник питания; на фиг.2 представлен график электрических импульсов для подзарядки электролизера.

Импульсный электромеханический источник питания состоит из корпуса 1, на котором жестко закреплен электродвигатель 2 и статор 3 в виде магнитопровода 4 с обмоткой 5. На валу 6 электродвигателя расположен ротор 7 с двумя постоянными магнитами 8, причем магниты расположены так, чтобы магнитные силовые линии пронизывали обмотки статора и наводили в них ЭДС. Образующиеся при этом импульсы напряжения и тока снимаются с выводов 9 обмотки 5 и используются для питания электролизера. Причем импульсы имеют строго определенную форму с крутым подъемом и пологим спуском.

Импульсный электромеханический источник питания работает следующим образом. Электродвигатель 1 включается в сеть, начинает вращаться вал 6, вращение передается жестко закрепленному на валу ротору 7 с двумя постоянными магнитами 8. При прохождении магнитами вблизи магнитопровода 4 магнитные силовые линии пронизывают магнитопровод и наводят ЭДС в его обмотке 5, образующиеся при этом импульсы напряжения и тока снимаются с выводов обмотки 9 и используются для питания электролизера.

Поскольку электрическая сеть электролизера связана со всей электрической сетью, то приборы, измеряющие мощность, потребляемую электролизером, формируют показания, в которых учитывается величина постоянного потенциала и средняя величина формирующегося при этом электрического тока. При такой системе подачи электрической энергии в электролизер измерительные приборы учитывают не только величину напряжения, которое необходимо для его подзарядки, а полную величину постоянного потенциала, которая в 10-15 раз больше величины потенциала, необходимого для подзарядки электролизера (фиг.2). Так работают все современные электролизеры и все варианты совершенствования такого способа его питания, которые взяты в качестве прототипов, уже задействованы.

При проведении эксперимента в качестве ячеек использованы электроды из нержавеющей стали газогенератора «Аква-Терм», изготовляемого Азовским ПО «Донпрессмаш». При проведении серии опытов удельная мощность на получение газовой смеси Вт/л остается постоянной при увеличении количества ячеек. При этом надо иметь в виду, что это — прямой показатель, так как в нем не учитываются затраты мощности на трансформацию и выпрямление сетевого напряжения, что составляет около 30%. Поэтому при обычном способе питания указанного электролизера счетчик электроэнергии показывает величину примерно 5,8 Вт/л, а при использовании импульсного электромеханического источника питания вольтметр и амперметр показывают около 4,5 Вт/л, а счетчик электроэнергии — около 2,0 Вт/л газовой смеси.

Таким образом экспериментально доказано, что затраты энергии на электролиз воды существующими электролизерами можно уменьшить примерно в 2 раза. Для этого необходимо питать электролизер электричеством, генерируемым импульсным электромеханическим источником питания.

Амплитуды импульсов напряжения и тока, а также их частоты, длительности и скважности рассчитываются для каждого конкретного электролизера индивидуально по известным методикам. При этом импульсы напряжения 1 (фиг.2) должны иметь крутой подъем и пологий спуск.

Предлагаемый импульсный электромеханический источник питания уменьшает затраты электрической энергии, потребляемой электролизерами, повышает их энергетическую эффективность и снижает стоимость получаемых при электролизе воды газов: кислорода и водорода.

Импульсный электромеханический источник питания, состоящий из корпуса, статора в виде магнитопровода с обмотками, ротора и токосъемника, отличающийся тем, что в корпусе установлен электродвигатель, на валу которого расположен ротор с постоянными магнитами, установленными вдоль магнитопровода обмотки статора, который жестко соединен с корпусом, причем магниты расположены противоположно друг другу с возможностью обеспечения пронизывания магнитными силовыми линиями обмотки статора, при этом внутренние поверхности магнитов имеют разноименные полюса, а в качестве токосъемника использованы выводы обмотки статора.

findpatent.ru

Импульсный источник питания (ИИП): принцип действия, устройство

Для обычного человека, не вникающего в электронику, был незаметен переход всех питающих устройств с линейных на импульсные. Именно импульсные источники (ИИП) питания устанавливаются во всей современной аппаратуре. Основная причина перехода на такой тип преобразователей напряжения — это уменьшение габаритов. Так как всё время, с начала появления и изобретения, электронные приборы требуют постоянного уменьшения их размеров. На рисунке изображен для сравнения габариты обычного и импульсного источника постоянного тока. Не вооруженным глазом видны различия в размерах.

Принцип действия ИИП и его устройство

Импульсный источник питания — это устройство, которое работает по принципу инвертора, то есть сначала преобразует переменное напряжение в постоянное, а потом снова из постоянного делает переменное нужной частоты. В конечном итоге последний каскад преобразователя всё равно основан на выпрямлении напряжения, так как большинство приборов всё же работают на пониженном постоянном напряжении. Суть уменьшения габаритов этих питающих и преобразующих устройств построена на работе трансформатора. Дело в том, что трансформатор не может работать с постоянным напряжением. Просто-напросто на выходе вторичной обмотки при подаче на первичную постоянного тока не будет индуктироваться ЭДС (электродвижущая сила). Для того чтобы на вторичной обмотке появилось напряжения оно должно меняться по направлению или же по величине. Переменное напряжение обладает этим свойством, ток в нём меняет своё направление и величину с частотой 50 Гц. Однако, чтобы уменьшить габариты самого блока питания и соответственно трансформатора, являющегося основой гальванической развязки, нужно увеличить частоту входного напряжения.

При этом импульсные трансформаторы, в отличие от обычных линейных, имеют ферритовый сердечник магнитопровода, а не стальной из пластин. И также современные блоки питания работающие по этому принципу состоят из:

выпрямителя сетевого напряжения;
генератора импульсов, работающего на основе ШИМ (широтно-импульсная модуляция) или же триггера Шмитта;
преобразователя постоянного стабилизированного напряжения.

После выпрямителя сетевого напряжения генератор импульсов с помощью ШИМ генерирует его в переменное с частотой около 20–80 кГц. Именно это повышение с 50 Гц до десятков кГц и позволяет значительно уменьшить, и габариты, и массу источника питания. Верхний диапазон мог быть и больше, однако, тогда устройство будет создавать высокочастотные помехи, которые будет влиять на работу радиочастотной аппаратуры. При выборе ШИМ стабилизации обязательно нужно учитывать также и высшие гармоники токов.

Даже при работе на таких частотах эти импульсные устройства вырабатывают высокочастотные помехи. А чем больше их в одном помещении или в одном закрытом помещении тем больше их в радиочастотах. Для поглощения этих негативных влияний и помех устанавливаются специальные помехоподавляющие фильтры на входе устройства и на его выходе.

Это наглядный пример современного импульсного блока питания применяемого в персональных компьютерах.

A — входной выпрямитель. Могут применяться полумостовые и мостовые схемы. Ниже расположен входной фильтр, имеющий индуктивность;
B — входные с довольно большой емкостью сглаживающие конденсаторы. Правее установлен радиатор высоковольтных транзисторов;
C — импульсный трансформатор. Правее смонтирован радиатор низковольтных диодов;
D — катушка выходного фильтра, то есть дроссель групповой стабилизации;
E — конденсаторы выходного фильтра.
Катушка и большой жёлтый конденсатор, находящиеся ниже E, являются компонентами дополнительного входного фильтра, установленного непосредственно на разъёме питания, и не являющегося фрагментом основной печатной платы.

Если схему радиолюбитель изобретает сам то он обязательно заглядывает в справочник по радиодеталям. Именно справочник является основным источником информации в данном случае.

Обратноходовой импульсный источник питания

Это одна из разновидностей импульсных источников питания, имеющих гальваническую развязку как первичных, так и вторичных цепей. Сразу был изобретён именно этот вид преобразователей, который был запатентован ещё в далёком 1851 году, а его усовершенствованный вариант применялся в системах зажигания и в строчной развертке телевизоров и мониторов, для подачи высоковольтной энергии на вторичный анод кинескопа.

Основная часть этого блока питания тоже трансформатор или может быть дроссель. В его работе есть два этапа:

Накопление электрической энергии от сети или от другого источника;
Вывод накопленной энергии на вторичные цепи полумоста.

Во время размыкания и замыкания первичной цепи во вторичной появляется ток. Роль размыкающего ключа выполнял чаще всего транзистор. Узнать параметры которого нужно обязательно использовать справочник. управление же этим транзистором чаще всего полевым выполняется за счёт ШИМ-контроллера.

Управление ШИМ-контроллером

Преобразование сетевого напряжения, которое уже прошло этап выпрямления, в импульсы прямоугольной формы выполняется с какой-то периодичностью. Период выключения и включения этого транзистора выполняется с помощью микросхем. ШИМ-контроллеры этих ключей являются основным активным управляющим элементом схемы. В данном случае как прямоходовой, так и обратноходовой источник питания имеет трансформатор, после которого происходит повторное выпрямление.

Для того чтобы с увеличением нагрузки не падало выходное напряжение в ИИП была разработана обратная связь которая была заведена непосредственно в ШИМ-контроллеры. Такое подключение даёт возможность полной стабилизации управляемым выходным напряжения путём изменения скважности импульсов. Контроллеры, работающие на ШИМ модуляции, дают большой диапазон изменения выходного напряжения.

Микросхемы для импульсных источников питания могут быть отечественного или зарубежного производства. Например, NCP 1252 – ШИМ-контроллеры, которые имеют управление по току, и предназначены для создания обоих видов импульсных преобразователей. Задающие генераторы импульсных сигналов этой марки показали себя как надёжные устройства. Контроллеры NCP 1252 обладают всеми качественными характеристиками для создания экономически выгодных и надежных блоков питания. Импульсные источники питания на базе этой микросхемы применяются во многих марках компьютеров, телевизоров, усилителей, стереосистем и т. д. Заглянув в справочник можно найти всю нужную и подробную информацию обо всех её рабочих параметрах.

Преимущество импульсных источников питания перед линейными

В источниках питания на импульсной основе видны целый ряд преимуществ, которые качественно выделяют их от линейных. Вот основные из них:

Значительное снижение габаритов и массы устройств;
Уменьшение количества дорогостоящих цветных металлов, таких как медь, используемых в их изготовлении;
Отсутствие проблем при возникновении короткого замыкания, в большей степени это касается обратноходовых устройств;
Отличная плавная регулировка выходного напряжения, а также его стабилизация путём введения обратной связи в ШИМ-контроллеры;
Высокие показатели КПД.

Однако, как и всё в этом мире, импульсные блоки имеют свои недостатки:

Излучение помех, которые могут появляется при неисправных помехоподавляющих цепочек, чаще всего это высыхание электролитических конденсаторов;
Нежелательная работа их без нагрузки;
Более сложная схема с применением большего количества деталей для поиска аналогов которых необходим справочник.

Применение источников питания на основе высокочастотной модуляции (в импульсных) в современной электронике как в быту, так и на производстве, существенно повлияли на развитие всей электронной техники. Они давно вытеснили с рынка устаревшие источники, построенные на традиционной линейной схеме, и в дальнейшем будут только усовершенствоваться. ШИМ-контроллеры при этом являются сердцем этого аппарата и развитие их функциональности и технических характеристик постоянно улучшается.

Видео о работе импульсного источника питания

amperof.ru

Как электричество попадает к нам в дом. От электростанции до квартиры | Полезные статьи

Электроэнергия является неотъемлемой частью нашей жизни. Каждый день мы, не задумываясь, используем множество бытовых электроприборов, не говоря уже о производстве. А откуда берется так необходимая нам электроэнергия? Ответ на этот вопрос знают даже дети: ее производят электростанции. А вот как она поступает от электростанции к нам, потребителям, знают не все. На этот вопрос мы постараемся ответить в нашей статье.

Итак, начнем с электростанций. Все знают основные виды электростанций: АЭС, ГЭС, ТЭС. Многие наверняка слышали о существовании дизельных генераторных установок и миниэлектростанций, которые все чаще используются на строительных площадках, в качестве защиты от обесточивания в больницах, а также могут обеспечить электроэнергией частный дом и т.д. В Европе для получения электроэнергии используют также энергию ветра и солнечную энергию. Ученые всего мира также работают над альтернативными видами электроэнергии, такими как реакция синтеза, электростанции на биомассе.

В нашей стране на сегодняшний день основными источниками электроэнергии являются АЭС, ГЭС и ТЭС. Более половины электроэнергии производят тепловые электростанции. Чаще всего такие электростанции располагаются в местах добычи топлива. В городах могут также использоваться теплоэлектроцентрали, которые обеспечивают город не только электроэнергией, но и горячей водой и теплом. Наиболее дешевую электроэнергию производят гидроэлектростанции.

Атомные электростанции – наиболее современные. Одним из важнейших преимуществ является тот факт, что они не привязаны к источнику сырья, а, следовательно, могут быть размещены практически в любом месте. АЭС также не загрязняют окружающую среду, при условии учета всех природных факторов и выполнения требований к их постройке.

Но вот у нас есть электростанция, которая производит электроэнергию. Что же происходит дальше? А дальше электроэнергия с электросъёмных шин и кабелей подаётся в электрическую часть электростанции, которая бывает открытого, закрытого и комбинированного типа. В электрочасти находится диспетчерский пункт управления электростанцией, автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП), коммутационные аппараты, релейная защита, контрольно — измерительные приборы и сигнализации, высоковольтные повышающие и понижающие трансформаторы, высоковольтные выключатели, сборные шины и автотрансформаторы. После преобразования энергии электричество подаётся на высоковольтную линию электропередач (ВЛЭП). Линии электропередач, предназначенные для транспортировки электроэнергии на большие расстояния, должны иметь большую пропускную способность и малые потери, и состоят из проводов, опор, крепёжной арматуры, грозозащитных тросов, а также вспомогательных устройств. По своему назначению ЛЭП подразделяются на сверхдальние, магистральные и распределительные. Основными элементами воздушных линий электропередач являются металлические опоры, которые устанавливаются на определенном расстоянии друг от друга. Они бывают анкерными, промежуточными и угловыми. Анкерные опоры устанавливают в начале и конце линии электропередач, а также в местах перехода инженерных сооружений или естественных преград. Промежуточные опоры устанавливаются на прямых участках и предназначены для поддержки проводов с допустимым провисанием 6-8 метров в населённой местности, и 5-7 метров — в не населённой. Угловые опоры устанавливаются на углах поворота линии электропередач. Специальные транспозиционные опоры устанавливаются для изменения порядка расположения проводов на опорах, а так же для ответвления проводов от магистральной линии ВЛЭП. Для передачи электроэнергии в высоковольтных линиях электропередач применяются неизолированные провода, изготовленные из алюминия и сталеалюминия следующих марок: АН, АЖ, АКП (алюминиевые) и ВЛ, АС, АСКС, АСКП, АСК (сталеалюминевые). Провода к опорам крепятся при помощи поддерживающих или натяжных изоляторов, которые монтируются на опору подвесным способом, и крепёжной арматуры. В свою очередь изоляторы бывают фарфоровые, с покрытием из глазури, стеклянные, из закалённого стекла, и полимерные, из специальных пластических масс. Для защиты линии электропередач от молнии на опорах натягиваются грозозащитные тросы, устанавливаются разрядники, а опоры заземляются. Так как линия обычно тянется на большое расстояние, то во избежание потерь напряжения используются промежуточные подстанции с повышающими трансформаторами.

Для дальнейшего распределения электроэнергии к магистральным ВЛЭП подключаются распределительные подстанции, которые в свою очередь раздают электроэнергию на понижающие подстанции. При распределении электроэнергии от подстанции к КТП может использоваться 2 типа прокладки кабелей: воздушный и под землей. При воздушной прокладке обычно используют алюминиевые или сталемедные неизолированные провода, которые подвешиваются на опорах. При подземной прокладке используется силовой кабель с медными или алюминиевыми токопроводящими жилами и броней, которая обеспечивает надежную защиту от механических воздействий. К кабелям такого типа относятся марки, предназначенные для эксплуатации на напряжение до 35 кВ, например АСБл или СБЛ (6-10 кВ), ПвПБВ или АПвПгТ (10-35 кВ). Если трансформаторная подстанция находится на большом расстоянии, то использование силового кабеля будет экономически не выгодным, в таком случае используется воздушная прокладка.

От понижающей подстанции по линиям электропередач энергия распределяется между КТП, которые разделяются на мачтовые и киосковые (проходные и тупиковые). Комплектные трансформаторные подстанции осуществляют понижение напряжения с 10(6) до 0,4 кВ переменного тока частотой 50 Гц и предназначены для подачи электроэнергии в частные дома, отдельные населенные пункты или небольшие промышленные объекты. В мачтовых трансформаторных подстанциях ввод и вывод кабеля осуществляется при помощи воздушных линий. КТП киоскового типа служат для тех же целей, но устанавливаются в простейшую бетонную площадку и имеют серьезное преимущество – они позволяют осуществлять ввод и отвод, как воздушным путем, так и под землей.

Для отвода воздушных линий используется самонесущие алюминиевые изолированные провода СИП, которые подвешиваются на деревянных или бетонных опорах при помощи монтажной арматуры. Такой способ прокладки распределительной линии используется в частных секторах, гаражных кооперативах или там где необходимо запитать большое количество потребителей находящихся на некотором расстоянии друг от друга. Для прокладки подземных линий используется силовой кабель с алюминиевыми или медными жилами, с изоляцией из различных материалов, экранированный, бронированный, с защитным покровом или без него. В зависимости от способа прокладки могут использоваться различные марки кабеля. Для прокладки в специальных двустенных гофрированных трубах могут использоваться силовые кабели без защитного покрова и брони, такие, как АВВГ или ВВГ. Для прокладки в траншеях используются кабели с броней и защитными покровами, которые имеют хорошую защиту от физического и механического воздействия. Это такие кабели как АВБбШв и ВБбШв (с броней и защитным покровом) или АВВБГ и ВВБГ (с броней без защитного покрова). Кроме того, в зависимости от характера блуждающих токов, могут использоваться силовые кабели с различными видами экранов, которые предназначены для прокладки, как в траншеях, так и в защищенных трубах. К таким кабелям относятся марки АПвЭгП или АПвАШв.

От трансформаторной подстанции электроэнергия по выбранным проводам передается на распределительные пункты, которые находятся в специально отведенных для этого комнатах (щитовых). В щитовых устанавливаются распределительные устройства, которые не только обеспечивают передачу электроэнергии в квартиры, но также осуществляют запитку этажного и аварийного освещения, лифтов, систем вентиляции, кондиционирования и систем безопасности. Распределение от электрощитовой до этажных щитов, осуществляется при помощи кабелей, которые согласно условиям пожарной безопасности должны не распространять горение и иметь низкие показатели дымо и газовыделения. К таким маркам кабелей можно отнести АВВГнг-LS (алюминиевые токопроводящие жилы), ВВГнг-LS (медные жилы). Для прокладки магистральной линии используется лоток лестничный и специальные крепежные скобы, которые обеспечивают сохранность кабеля на весь срок службы. Кроме того, для подвода питания от щитовой на этажные щиты может применяться шинопровод, который имеет ряд плюсов по сравнению с кабельной магистральной линией. К ним можно отнести удобство монтажа (секции без особых проблем собираются и монтируются в нишу), меньшие габариты по сравнению с кабельной линией (секции состоят из медных или алюминиевых шин, которые зачищены металлическим корпусом), удобство дальнейшей эксплуатации. И, наконец, от этажных щитов электроэнергия поступает на счетчик либо щит учетно-распределительный щит квартиры.

cable.ru

«ВЕЧНЫЙ ИСТОЧНИК» ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ОСНОВЕ ИСТОЧНИКА…

«ВЕЧНЫЙ ИСТОЧНИК» ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ОСНОВЕ ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ И ВАКУУМНОЙ РАДИОЛАМПЫ С АВТОЭЛЕКТРОННОЙ ЭМИССИЕЙ

Все гениальное –просто!
Совершенству нет предела !
Вместе мы сила !

Реферат

Разработана , апробирована и предлагается к продаже эскизная научно-техническая документация уникального экономичного статического источника электроэнергии мощностью 10 квт на основе эффекта взрывной автоэлектронной эмиссии с катода обычной вакуумной лампы-триода Основу устройство составляют трансформатора Тесла + обычные вакуумные радиолампы . Фактически данный источник дармовой электроэнергии работает в импульсном режиме электрополевого насоса по перекачке электронов с катода вакуумной лампы под действием кулоновских сил посредством высоковольтных импульсов напряжения – с их циркуляцией по замкнутому электрическому контуру ”катод-анод-нагрузка –катод “ Коэффициент эксэргия данного аномального источника электроэнергии составляет от 10 :1 и выше . Устройство может работать полностью в автономном режиме. Для запуска данного уникального устройства в работу м.б.использован маломощный автомобильный аккумулятор. Подробнее в статье автора http://new-energy21.ru/besplatnaya-elek … gii-2.html

Введение

Электроэнергия – самый эффективный и универсальный вид энергии, известный цивилизации . По мере развития цивилизации и ее техники ,потребность в ней непрерывно растет . Поэтому она –самый дефицитный товар и постоянно дорожает в мире .

Данная революционная энергетическая разработка, реферативно представленная ниже является всего лишь первым этапом на пути создания уникального бестопливного источника дешевой электроэнергии с использованием сразу нескольких открытий электрофизики, электротехники и электромеханики.

В поисках новых источников энергии

Сегодня человечество остро нуждается в замене существующих энергетических технологий на экологически чистые, гарантирующие сохранение биосферы. Это особенно касается энергетики, основанной на сжигании природных запасов угля, нефти, газа, урана. Уровни получаемой энергии остаются незначительными и проблема энергообеспечения не находит решения. Доставка энергии потребителям также остается дорогостоящей. Кроме того, запасы полезных ископаемых и ресурсы дешевого урана исчерпываются. Предполагается, что в ближайшее время потребление природных ресурсов достигнет 25 млрд тонн, поэтому делаются прогнозы, что запасов природного топлива человечеству хватит примерно на 150 лет.

Атомная энергетика, кроме опасностей эксплуатационного характера, имеет нерешенную проблему захоронения и утилизации ядерных отходов. Все меньше надежд у ученых на успешную реализацию программы управляемого термоядерного синтеза. Решение этой проблемы многократно уже отодвигалось на более поздние сроки и теперь видят ее решение не ранее 2050 года.

Разрабатываются проекты использования солнечной энергии. Солнечную энергию планируется перерабатывать в электричество путем создания космических электростанций. Для получения мощности в 10 миллионов киловатт необходимы солнечные батареи площадью примерно 100 квадратных километров. В микроволновом диапазоне энергию можно будет транспортировать на Землю. На пути решения этой задачи стоят серьезные проблемы создания передающих и приемных систем, работающих в диапазоне СВЧ-волн, небезопасных для биосферы, а также орбитальных солнечных электростанций, представляющих собой крупногабаритные космические объекты.

Как видим, экологически чистой энергии и способов ее получения, безопасных для биосферы, несмотря на огромнейшие затраты в этом направлении, мир еще не нашел. Причиной является то, что поиски ведутся в традиционных направлениях, которые в рамках сложившихся представлений, могут привести лишь к небольшим “косметическим” доработкам существующих подходов и не способны вывести на прорывные решения. Ограниченность энергоресурсов ставит задачу поиска принципиально новых способов получения энергии.

Если проанализировать наиболее распространенные способы получения энергии, используемые в настоящее время, то можно увидеть определенную закономерность. Суть ее состоит в следующем. Конечным продуктом всей цепи энергетических преобразований, в современных способах получения энергии, является вещество. Причем, это конечное вещество становится, как правило, более опасным для биосферы, чем исходный энергоноситель. Это относится и к энергетике, основанной на сжигании природного топлива, и к атомной энергетике, и к ядерному синтезу. Мир уже свыкся с мыслью, что для получения энергии нужно воздействовать на вещество и на конечной стадии также получать вещество. Более того, такой путь считается чуть ли единственно возможным. А так ли это?

Задача состоит в том, чтобы найти совершенно новые способы получения энергии, свободные от традиционной схемы: “вещество в начале – вещество в конце”.

Альтернативой существующим способам получения энергии могут стать только такие способы, в которых на конечной стадии энергопреобразований не будет появляться опасное для биосферы вещество или будет совсем отсутствовать вещество как таковое. Несмотря на казалось бы парадоксальную формулировку, решение проблемы существует и это решение дает физический вакуум. [1-4]. Поэтому, в настоящее время , наши направления поисков новых способов получения энергии переместились на область физического вакуума и их интенсивность в последние годы бурно возрастает.

Совершенно реальным является создание принципиально новых генераторов [4], которые смогут использовать энергию окружающей среды и превратить ее в удобную форму энергии.

Постановка главной задачи

Потребность в эффективных экономичных автономных бетопливных источниках электроэнергии в мире постоянно возрастает. Потребность населения и организаций в таких недорогих бестопливных сверхединичных простых источниках электроэнергии на мощность порядка 20-25 квт в мире огромная и потенциальный рынок их сбыта –многие миллионы штук в год. Однако пока данная острая энергетическая проблема по- сути в мире еще не решена .

Автор делает на основе своих открытий и изобретений в данной разработке и эскизном проектировании попытку поиска и обоснования простого и эффективного решения этой актуальной электроэнергетической проблемы- создания эффективного бестопливного полностью автономного источника электроэнергии (АИЭ), и представляет результаты изысканий по поиску базовых технических решений , для разработки и создания опытного образца такого АИЭ ,его конструктивной разработке и проектированию, оценке себестоимости, приведенных затрат и его конкурентоспособности на мировом рынке при его массовом серийном производстве .

Простое устройство получения электроэнергии от вакуумной радиолампы

ПОЯСНЯЮЩИЙ НАЧАЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ –ДЛЯ УЯСНЕНИЯ СУТИ ДАННОГО МЕТОДА И УСТРОЙСТВА

Ниже для иллюстрации принципа работы и для первых опытов –данного достаточно простого устройства приводим блок схему -базовую простейшую электросхему такой электрогенераторной установки , содержащей стандартную вакуумную радиолампу – например, ламповый триод и маломощный электрический источник высокого напряжения (ВН) -для получения дармовой электроэнергии с радиолампы (при отключенной сетке) с подачей одним проводом высоковольтного электрического потенциала от этого источника ВН -на ее катод и с заземленным –через минимальную нагрузку-ее анодом. Суть работы этого устройства (рис.1)в этом самом простом режиме работы – с отключенной сеткой- состоит в том что с подачей на катод вакуумной лампы достаточного по величине высоковольтного электрического потенциала –всего одним проводом -возникает мощная автоэлектронная эмиссия электронов с ее катода. Затем поток этих электронов с катода достигает анода и осаждается на нем . Однако если замкнуть анод через электрическую нагрузку на землю-то этот режим генерации мощного потока электронов- иначе сказать -процесс генерации дармовой по сути электроэнергии с катода лампы – на землю -можно сделать непрерывным. Обратим внимание на то что в данной простой электро схеме -электрический потенциал подается на катод всего одним проводом –т.е. иными словами это говорит о том, что источник ВН –один выход которого и присоединен к катоду лампы –вообще не тратит электроэнергию в радиолампу. И, значит, фактически именно сама радиолампа и вырабатывает электроэнергию в полезную нагрузку –благодаря возникновению потока электронов посредством явления автоэлектронной эмиссии при наличии на ее катоде высоковольтного потенциала от источника электрического поля. Этот требуемый электрический высоковольтный потенциал , подаваемый на катод радиолампы ,может создан стандартным маломощным источником высокого напряжения (ВН) ( к примеру блоком строчной развертки или иным способом). Чем больше электропотенциал на катоде радиолампы – тем больше, интенсивнее эмиссия электронов с катода ,и значит -тем более полезная электрическая мощность в нагрузке. Задача первых опытов и последующего экспериментального исследования данного электрогенераторного устройства состоит в подборе и согласовании электрических параметров -величины электропотенциала на катоде и параметров электрической нагрузки при конкретных конструктивных параметрах самой вакуумной радиолампы.
Более полная информация по данному автономному электрогенератору дешевой электроэнергии на мощность до 10-15 квт в статьях и в эскизном проекте академика Дудышева http://new-energy21.ru/novaya-energetik … gii-2.html

　 Рис.1 Блок – схема “вечного “источника дармовой электроэнергии на основе вакуумной радиоэлектронной лампы и маломощного источника электрического поля

“Заказать эскизный проект данного автономного электрогенераторного устройства “

http://shop-dudishev.ru/index.php?page= … &Itemid=80

“Контакты с автором” http://new-energy21.ru/index.php?option … Itemid=243

Внимание :

Данная эксклюзивная важная научно – техническая документация в виде эскизного проекта –по альтернативному аномальному источнику электроэнергии –по существу развивает идеи Н.Тесла Она однозначно полезна для ученых, аспирантов, и студентов в сфере энергетики, для изобретателей и грамотных электротехников -практиков , для ищущих людей , особенно для активных искателей дармовой электроэнергии и более предназначена для любителей Новой Энергетики и экспериментаторов в сфере альтернативной бестопливной энергетики , а также она полезна и для специалистов в сфере электротехники, электроники и прорывных энерготехнологий Н.Тесла , но она не является полной исчерпывающей документацией “ под ключ”.

Заключение

Общий метод высвобождения скрытой внутренней энергии вещества состоит в наложении на вещество внешнего силового потенциального поля и создание в нем внутреннего напряжения с использованием нелинейностей источника поля и самого вещества. Устройство для высвобождения внутренней энергии веществ(в нашем случае -электронов катода вакуумной лампы) работает в режиме электрополевого энергетического насоса .

Величина извлеченной энергии из вещества , например, извлеченных электронов из металла катода вакуумной радиолампы ,зависит от сочетания параметров данного электроэнергетического насоса и свойств этого вещества и параметров технического вакуума радиолампы . Баланс энергии в этой энергетически разомкнутой системе, в случае полезного использования данной дармовой электроэнергии восполняется энергией и веществом из окружающей среды.

Скрытая внутренняя энергия вещества при определенных условиях может выделяться под действием электрополевого энергетического насоса в виде направленного электромагнитного излучения, кинетической или электрической энергии движения этого вещества, в результате изменяются свойства вещества и его внутренняя энергия.

Величина и вид выделяемой энергии из этого вещества зависят от параметров энергетического насоса и параметров внешнего электрического поля.

Электрическое поле и инжектированный им униполярный электрический заряд, из катода вакуумной радиолампы ,например, в виде взрывной эмиссии электронов, являются двумя основными силовыми воздействиями для извлечения внутренней энергии из многих веществ, например, металлов, методом Дудышева.

Предлагаемое новое научно-технического направление — импульсно- волновая электро-электронная эфиродинамика в вакууме позволит уже в ближайшее время создать эффективные электрические преобразователи -электрогенераторы дармовой электроэнергии. По сути дела –это эффективные преобразователи скрытой внутренней энергии вещества(металла катода и электрического поля, работающие в вакууме. и на их основе новые эффективные движители и генераторы электрической энергии

Методы извлечения скрытой внутренней энергия веществ посредством электрических полей в вакууме в перспективе могут обеспечить дешевой чистой электрической энергией цивилизацию на обозримое будущее.

science-freaks.livejournal.com

Негативные явления в электросети — их влияние на нагрузку и способы борьбы

В данной статье будут рассмотрены общие принципы функционирования электросети, негативные процессы, происходящие на линиях электроснабжения и различные методы защиты оконечного оборудования.

Единая энергосистема

Почти все электростанции России объединены в единую федеральную энергосистему, которая является источником электрической энергии для большинства потребителей. Важнейшим и обязательным компонентом любой электростанции является трехфазный турбогенератор переменного тока. Три силовые обмотки генератора индуцируют линейное напряжение. Обмотки симметрично расположены по окружности генератора. Ротор генератора вращается со скоростью 3000 оборотов в минуту, а линейные напряжения сдвинуты относительно друг друга по фазе. Фазовый сдвиг постоянен и равен 120 градусам. Частота переменного тока на выходе генератора зависит скорости вращения ротора, и в номинале составляет 50 Гц.

Напряжение между линейными проводами трехфазной системы переменного тока называется линейным. Напряжение между нейтралью и любым из линейных проводов называется фазным. Оно в корень из трех раз меньше линейного. Именно такое напряжение (фазное 220 В) подается в жилой сектор. Линейное напряжение 380 В используется для питания мощного промышленного оборудования. Генератор выдает напряжение в несколько десятков киловольт. Для передачи электроэнергии, с целью уменьшения потерь, напряжение повышают на трансформаторных подстанциях и подают в Линии Электропередачи (далее ЛЭП). Напряжение в ЛЭП составляет от 35 кВ для линий малой протяженности, до 1200 кВ на линиях протяженностью свыше 1000 км. Напряжение повышают с целью уменьшения потерь, которые напрямую зависят от силы тока. С другой стороны, напряжение ограничивается возможностью изоляции воздуха для ЛЭП и диэлектрика кабеля для кабельных линий. Достигнув крупного потребителя (завод, населенный пункт) электроэнергия опять попадает на трансформаторную подстанцию, где трансформируется в 6–10 кВ, которые уже пригодны для передачи по подземным кабелям. У каждого многоквартирного жилого дома, или административного здания стоит трансформаторная подстанция, которая выдает на выходе предназначенные для потребителя 380 В линейного напряжения и, соответственно, 220 В фазного. В подстанцию типично заводят два или три высоковольтных кабеля, что позволяет оперативно восстановить электроснабжение, в случае повреждений на высоковольтном участке трассы. В зависимости от вида подстанции, это может происходить автоматически, полуавтоматически — по команде диспетчера с центрального пульта, и вручную — приезжает аварийка и электрик переключает рубильник. Подстанция также может выполнять функцию регулятора напряжения, переключая обмотки трансформатора, в зависимости от нагрузки. В России на подстанциях применяют схему с заземленной нейтралью, то есть нейтральный (часто называемый нулевым) провод заземлен. По зданию разводка кабеля происходит пофазно, как с целью распараллеливания нагрузки, так и с целью удешевления оборудования (счетчиков, автоматов защиты). Подстанция в сельской местности и для небольших домов представляет собой обычно трансформаторную будку или просто трансформатор внешнего исполнения. Именно поэтому, на исправление аварии в таком месте отводятся сутки. Автоматической регулировки напряжения такие подстанции не имеют, и выдают номинал обычно в часы минимальных нагрузок, в остальное время занижая напряжение.

Нормы качества для электросетей

Документом, устанавливающим нормы качества электроэнергии в России, является ГОСТ 13109-97 принятый 1 Января 1999г. В частности, в нем установлены следующие «нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения«.

Параметр	Номинал	Предельно
Напряжение, V	220V ±5%	220V ±10%
Частота, Hz	50 ±0,2	50 ±0,4
Искажения, %	8	12
Провалы, сек	3	30
Перенапряжения, V	280	380

Таким образом, даже при нормальном функционировании электросети использование устройств ИБП для компьютерной техники является обязательным, как для защиты целостности данных, так и для обеспечения исправности оборудования. С точки зрения электроснабжения, все потребители делятся на три категории. Для наиболее массовой категории наших читателей, проживающих в домах с числом квартир более восьми или работающих в офисных зданиях с числом сотрудников более 50 актуальна вторая категория. Это означает максимальное время устранения аварии один час и надежность 0,9999. Третья категория характеризуется временем устранения аварии 24 часа и надежностью 0,9973. Первая категория требует надежности 1 и временем устранения аварии 0.

Виды негативных воздействий в электросети

Все негативные воздействия в электросети делятся на провалы и перенапряжения.

Импульсные провалы обычно вызываются перегрузкой оконечных линий. Включение мощного потребителя, такого как кондиционер, холодильник, сварочный аппарат, вызывает кратковременную (до 1-2 с) просадку питающего напряжения на 10–20%. Короткое замыкание в соседнем офисе или квартире может вызвать импульсный провал, в случае, если вы подключены к одной фазе. Импульсные провалы не компенсируются подстанцией и могут вызывать сбои и перезагрузки компьютерной и другой насыщенной электроникой техники.

Постоянный провал, то есть постоянно или циклично низкое напряжение обычно вызвано перегрузкой линии от подстанции до потребителя, плохим состоянием трансформатора подстанции или соединительных кабелей. Низкое напряжение негативно отражается на работе такого оборудования как кондиционеры, лазерные принтеры и копиры, микроволновые печи.

Полный провал (блекаут), это пропадание напряжения в сети. Пропадание до одного полупериода (10 мс) должно по стандарту выдерживать любое оборудование без нарушения работоспособности. На подстанциях старого образца переключения регулятора напряжения или резерва могут достигать нескольких секунд. Подобный провал выглядит как «свет мигнул». В подобной ситуации все незащищенное компьютерное оборудование «перезагрузится» или «зависнет».

Перенапряжения постоянные — завышенное или циклично завышенное напряжение. Обычно является следствием так называемого «перекоса фаз» — неравномерной нагрузки на разные фазы трансформатора подстанции. В этом случае на нагруженной фазе происходит постоянный провал, а на двух других постоянное перенапряжение. Перенапряжение сильно сокращает срок службы самого разного оборудования, начиная от лампочек накаливания… Вероятность выхода из строя сложного оборудования при включении значительно увеличивается. Самое неприятное постоянное перенапряжение — отгорание нейтрального провода, нуля. В этом случае напряжение на оборудовании может достигать 380 В, и это практически гарантирует выход его из строя.

Временное перенапряжение бывает импульсным и высокочастотным.

Импульсное перенапряжение может происходить при замыкании фазовых жил силового кабеля друг на друга и на нейтраль, при обрыве нейтрали, при пробое высоковольтной части трансформатора подстанции на низковольтную (до 10 кВ), при попадании молнии в кабель, подстанцию или рядом с ними. Наиболее опасны импульсные перенапряжения для электронной аппаратуры.

Высокочастотное перенапряжение характеризуется наличием в силовом кабеле паразитных колебаний высокой частоты. Может нарушить работу высокочувствительной измерительной и звукозаписывающей аппаратуры.

Способы противодействия негативным воздействиям

В нижеприведенную таблицу сведены все виды негативных воздействий в электросети и технические методы борьбы с ними.

Вид негативного воздействия	Следствие негативного воздействия	Рекомендуемые меры защиты
Импульсный провал напряжения	Нарушение в работе оборудования содержащего микропроцессоры. Потеря данных в компьютерных системах.	Качественные блоки питания. Онлайн ИБП
Постоянный провал (занижение) напряжения	Перегрузка оборудования содержащего электромоторы. Неэффективность электрического отопления и освещения.	Автотрансформаторные регуляторы напряжения. Импульсные блоки питания.
Пропадание напряжения	Выключение оборудования. Потеря данных в компьютерных системах.	Батарейные ИБП любого типа, для предотвращения потерь данных. Автономные генераторы, при необходимости обеспечения бесперебойности работы оборудования.
Завышенное напряжение	Перегрузка оборудования. Увеличение вероятности выхода из строя.	Автотрансформаторные регуляторы напряжения. Сетевые фильтры с автоматом защиты от перенапряжения.
Импульсные перенапряжения	Нарушение в работе оборудования содержащего микропроцессоры. Потеря данных в компьютерных системах. Выход оборудования из строя.	Сетевые фильтры с автоматом защиты от перенапряжения.
Высокочастотные перенапряжения.	Нарушения в работе высокочувствительной измерительной и звукозаписывающей аппаратуры.	Сетевые фильтры с ФНЧ. Развязывающие трансформаторы.
Перекос фаз (разница фазного напряжения)	Перегрузка трехфазного оборудования.	Выравнивания нагрузки по фазам. Содержание в исправности силовой кабельной сети.
Отклонение частоты сети	Нарушение работы оборудования с синхронными двигателями и изделий зависящих от частоты сети.	Онлайн ИБП. Замена устаревшего оборудования.

Следует отметить, что современные качественные ИБП имеют в своем составе сетевой фильтр и ограничитель напряжения. Время реакции и переключения на батарею достаточно мало для обеспечения надежной бесперебойной работы любых электронных устройств. Использование отдельных стабилизаторов может быть оправданно при большом количестве оборудования, так как цена стабилизатора на 10 КВт примерно равна цене ИБП на 1КВт. Использование отдельного сетевого фильтра гораздо менее оправданно. ИБП не предназначены для систем, требующих непрерывного функционирования. Если мощность такого оборудования превышает 1 КВт, оптимальным решением будет использование автономного дизельного генератора.

www.ixbt.com

РубрикаРазное