|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
TEKNOLOJİ TARİHİ, TEKNOLOJİ, ÇEVREMİZDEKİ NESNELER
Elektriğin uzun mesafelere iletilmesi. Buluş ve üretim tarihi
Rehber / Teknolojinin, teknolojinin, çevremizdeki nesnelerin tarihi Bir enerji nakil hattı (PTL), elektriği elektrik akımı yoluyla iletmek için tasarlanmış bir enerji ekipmanı sistemi olan elektrik şebekesinin bileşenlerinden biridir. Ayrıca böyle bir sistemin parçası olarak elektrik santralinin veya trafo merkezinin ötesine uzanan bir elektrik hattı.
19. yüzyılın son üçte birinde, Avrupa ve Amerika'nın birçok büyük sanayi merkezinde enerji sorunu çok ciddi hale geldi. Konut binaları, ulaşım, fabrikalar ve atölyeler giderek daha fazla yakıt gerektiriyordu ve bunların uzaktan taşınması gerekiyordu, bunun sonucunda da fiyat sürekli yükseliyordu. Bu bağlamda, orada burada çok daha ucuz ve daha erişilebilir olan nehir hidroenerjisine yönelmeye başladılar. Aynı zamanda elektrik enerjisine ilgi her yerde arttı. Bu tür enerjinin son derece kullanışlı olduğu uzun zamandır biliniyor: elektrik kolayca üretilir ve diğer enerji türlerine de aynı kolaylıkla dönüştürülür, uzaktan kolayca iletilir, beslenir ve ezilir. İlk elektrik santralleri genellikle bir buhar motoruna veya türbine bağlı bir elektrik jeneratöründen oluşuyordu ve bireysel nesnelere (örneğin bir atölyeye veya bir eve veya aşırı durumlarda bir bloğa) elektrik sağlamayı amaçlıyordu. 80'li yılların ortalarından itibaren, öncelikle aydınlatma için akım sağlayan merkezi şehir elektrik santralleri inşa edilmeye başlandı. (Bu tür ilk enerji santrali 1882'de New York'ta Edison'un önderliğinde inşa edildi.) Akım, güçlü buhar motorları tarafından üretildi. Ancak 90'lı yılların başında şehrin orta kesiminde bulunan merkez istasyonların gücünün çok büyük olamayacağı için enerji sorununun bu şekilde çözülemeyeceği ortaya çıktı. Aynı kömürü ve petrolü kullandılar, yani yakıt dağıtım sorununu çözmediler. Yakıt ve su kaynaklarının ucuz olduğu yerlere enerji santrali kurmak daha ucuz ve pratikti. Ancak kural olarak büyük miktarlarda ucuz elektrik elde etmenin mümkün olduğu alanlar sanayi merkezlerinden ve büyük şehirlerden onlarca ve yüzlerce kilometre uzaktaydı. Böylece başka bir sorun ortaya çıktı: elektriğin uzun mesafelere iletilmesi. Bu alandaki ilk deneyler, çoğunlukla doğru akımın kullanıldığı 70. yüzyılın XNUMX'li yıllarının başlarına kadar uzanıyor. Akım jeneratörü ile bu akımı tüketen motor arasındaki bağlantı telinin uzunluğu birkaç yüz metreyi aştığı anda, kablodaki büyük enerji kayıpları nedeniyle motorda önemli bir güç kaybının hissedildiğini gösterdiler. Akımın termal etkisini hatırlarsak bu fenomeni açıklamak kolaydır. Akım kablodan geçerken onu ısıtır. Bu kayıplar, telin direnci ve içinden geçen akımın gücü arttıkça daha da artar. (Serbest bırakılan ısı miktarının Q hesaplanması kolaydır. Formül şuna benzer: Q=RI2, burada I geçen akımın gücüdür, R ise kablo direncidir. Açıkçası, telin uzunluğu ne kadar büyükse ve kesiti ne kadar küçükse, telin direnci de o kadar büyük olur. Bu formülde P'nin hat gücü ve U'nun akım voltajı olduğu I=P/U'yu alırsak, formül Q=RP2/U2 formunu alacaktır. Bundan, voltaj ne kadar yüksek olursa, ısı kayıplarının da o kadar düşük olduğu görülebilir.) Güç hattındaki kayıpları azaltmanın yalnızca iki yolu vardı: ya iletim kablosunun kesitini artırın ya da voltajı artırın. Bununla birlikte, telin kesitinin arttırılması maliyetini büyük ölçüde artırdı çünkü o zamanlar iletken olarak oldukça pahalı bakır kullanılıyordu. İkinci yol çok daha fazla kazanç vaat ediyordu. 1882 yılında ünlü Fransız elektrik mühendisi Despres'in önderliğinde Miesbach'tan Münih'e kadar 57 km uzunluğunda ilk doğru akım enerji nakil hattı inşa edildi. Jeneratörden gelen enerji, pompayı çalıştıran bir elektrik motoruna aktarıldı. Bu durumda teldeki kayıplar %75'e ulaştı. 1885 yılında Despres, Creil ile Paris arasında 56 km'lik bir mesafe boyunca enerji aktarımını gerçekleştiren başka bir deney gerçekleştirdi. Bu durumda 6 bin volta ulaşan yüksek voltaj kullanıldı. Kayıplar yüzde 55'e düştü. Gerilimi artırarak hattın verimliliğini önemli ölçüde artırmanın mümkün olduğu açıktı, ancak bunun için büyük teknik zorluklarla ilişkilendirilen yüksek voltajlı doğru akım jeneratörlerinin inşa edilmesi gerekiyordu. Bu nispeten düşük voltajda bile Despres, ara sıra sargılarında arıza meydana gelen jeneratörünü sürekli onarmak zorunda kaldı. Öte yandan, pratikte (ve öncelikli olarak aydınlatma ihtiyaçları için) 100 volt civarında çok küçük bir voltaja ihtiyaç duyulduğundan, yüksek voltajlı akım kullanılamıyordu. DC voltajını düşürmek için karmaşık bir dönüştürücü sistemi oluşturmak gerekiyordu: yüksek voltajlı bir akım motoru çalıştırdı, bu da daha düşük voltajlı bir akım üreten bir jeneratörü döndürdü. Aynı zamanda kayıplar daha da arttı ve elektriği iletme fikri ekonomik olarak kârsız hale geldi. İletim açısından alternatif akım, sırf kolayca dönüştürülebildiği için, yani çok geniş bir aralıkta voltajını artırıp sonra azaltabildiği için daha uygun görünüyordu. 1884 yılında Torino Sergisinde Golyar, transformatörünü kullanarak hattaki voltajı 40 bin volta çıkararak 2 km mesafeye enerji iletimi gerçekleştirdi. Bu deneyim iyi sonuçlar verdi, ancak daha önce de belirtildiği gibi, tek fazlı AC motorlar her bakımdan DC motorlardan daha düşük olduğundan ve yaygın olmadığından, elektrifikasyonun yaygın bir şekilde gelişmesine yol açmadı. Bu nedenle, tek fazlı alternatif akımın uzun mesafelere iletilmesi kârsızdı. Sonraki yıllarda iki çok fazlı akım sistemi geliştirildi - iki fazlı Tesla ve üç fazlı Dolivo-Dobrovolsky. Her biri elektrik mühendisliğinde baskın bir konum iddia etti. Elektrifikasyon hangi yolu izlemeli? Başlangıçta kimse bu sorunun kesin cevabını bilmiyordu. Tüm ülkelerde mevcut sistemlerin avantajları ve dezavantajları konusunda canlı bir tartışma yaşandı. Hepsinin ateşli destekçileri ve şiddetli rakipleri vardı. Bu konuda bir miktar netlik, ancak önümüzdeki on yılda, elektrifikasyonda önemli atılımlar yapıldığında elde edildi. 1891 Frankfurt Uluslararası Sergisi bunda büyük rol oynadı. 80'lerin sonunda Frankfurt am Main'de merkezi bir elektrik santralinin inşası sorunu ortaya çıktı. Birçok Alman ve yabancı firma, şehir yetkililerine doğrudan veya alternatif akımın kullanımını içeren çeşitli proje seçenekleri sundu. Frankfurt belediye başkanı açıkça zor bir durumdaydı: Pek çok uzmanın bile yapamayacağı bir seçim yapamazdı. Tartışmalı konuyu açıklığa kavuşturmak için, uzun süredir planlanan uluslararası elektrik mühendisliği fuarının Frankfurt'ta düzenlenmesine karar verildi. Temel amacı çeşitli sistem ve uygulamalarda elektrik enerjisinin iletimini ve dağıtımını göstermekti. Bu sergide herhangi bir şirket başarısını gösterebilirdi ve en yetkili bilim adamlarından oluşan uluslararası bir komisyon, tüm sergileri dikkatli bir incelemeye tabi tutmak ve akım türünün seçimiyle ilgili soruyu yanıtlamak zorundaydı. Serginin başlangıcında, çeşitli şirketler elektrik iletim hatlarını inşa etmek zorunda kaldı; bazıları doğru akımın, diğerleri ise alternatif akımın (hem tek fazlı hem de çok fazlı) iletimini gösterecekti. AEG'den Laufen'den Frankfurt'a 170 km'lik bir mesafe boyunca elektrik aktarması istendi. O zamanlar bu çok büyük bir mesafeydi ve birçok kişi bu fikrin fantastik olduğunu düşünüyordu. Ancak Dolivo-Dobrovolsky sisteme ve üç fazlı akımın yeteneklerine o kadar güveniyordu ki, Direktör Rothenau'yu deneyi kabul etmeye ikna etti. Laufen-Frankfurt enerji nakil projesinin ilk raporları ortaya çıktığında dünya çapındaki elektrik mühendisleri iki kampa bölündü. Bazıları bu cesur kararı coşkuyla karşıladı, bazıları ise bunu gürültülü ama asılsız bir reklam olarak değerlendirdi. Olası enerji kayıpları hesaplandı. Bazıları bunun %95 olacağına inanıyordu ama en iyimserler bile böyle bir hattın verimliliğinin %15'i aşacağına inanmıyordu. Ünlü Despres de dahil olmak üzere elektrik mühendisliği alanındaki en ünlü otoriteler, bu girişimin ekonomik fizibilitesine ilişkin şüphelerini dile getirdi. Ancak Dolivo-Dobrovolsky, şirket yönetimini önerilen işi üstlenme ihtiyacı konusunda ikna etmeyi başardı. Serginin açılışına çok az zaman kaldığı için elektrik hatlarının inşaatı büyük bir hızla gerçekleştirildi. Dolivo-Dobrovolsky'nin altı ay içinde benzeri görülmemiş derecede güçlü, 100 hp'lik bir asenkron motor tasarlaması ve üretmesi gerekiyordu. ve tek fazlı transformatörlerin maksimum gücünün o zamanlar sadece 150 kilovat olmasına rağmen 30 kilovatlık dört transformatör. Deneysel tasarımlarla ilgili hiçbir soru yoktu: Bunun için yeterli zaman yoktu. Berlin'de yeterli güce sahip üç fazlı bir jeneratör bulunmadığından (Laufenov istasyonunun jeneratörü Erlikson'da inşa edildi) yerleşik motor ve transformatörler bile fabrikada test edilemedi. Sonuç olarak, pek çok bilim adamının, rakip firma temsilcisinin ve sayısız muhabirin bulunduğu sergide, güç aktarımının tüm unsurlarının doğrudan açılması gerekti. En ufak bir hata affedilmez olacaktır. Ayrıca elektrik hatlarının inşası sırasındaki tasarım ve montaj işlerinin tüm sorumluluğu Dolivo-Dobrovolsky'nin omuzlarına düştü. Aslında sorumluluk daha da büyüktü - sonuçta mesele yalnızca Dolivo-Dobrovolsky'nin kariyeri ve AEG'nin prestijiyle ilgili değil, aynı zamanda elektrik mühendisliğinin gelişiminin hangi yolu izleyeceğiyle ilgili olarak kararlaştırılıyordu. Dolivo-Dobrovolsky, karşı karşıya olduğu görevin önemini çok iyi anladı ve daha sonra şöyle yazdı: “Üç fazlı akımıma silinmez bir utanç getirmek ve onu daha sonra hemen ortadan kaldırılamayacak olan güvensizliğe maruz bırakmak istemiyorsam, bunu yapmak zorundaydım. bu görevi üstlenin ve çözün. Aksi takdirde, Laufen-Frankfurt deneyleri ve daha sonra bunların temelinde geliştirilecek olanların çoğu, tek fazlı akımın kullanılması yolunu izlemiş olurdu." Laufen'de kısa sürede küçük bir hidroelektrik santral inşa edildi. Türbin 300 hp Erlikson tesisinde daha önce de belirtildiği gibi tasarlanıp üretilen üç fazlı bir akım jeneratörünü döndürdü. Jeneratörden üç büyük çaplı bakır kablo santrale gidiyordu. Ampermetreler, voltmetreler, kurşun sigortalar ve termik röleler buraya kuruldu. Dağıtım panosundan üç kablo üç fazlı "prizmatik" tip transformatöre gidiyordu. Tüm transformatörlerin sargıları bir yıldıza bağlanmıştır. 15 bin volt voltajda güç aktarımı yapması gerekiyordu ancak tüm hesaplamalar 25 bin voltta çalışacak şekilde yapıldı. Böylesine yüksek bir voltajı elde etmek için hattın her iki ucuna iki transformatörün dahil edilmesi planlandı, böylece bunların alt gerilim sargıları paralel, yüksek gerilim sargıları ise seri bağlandı. Laufen'deki transformatörlerden, ortalama 3182 m açıklığa sahip, 8 ve 10 m yüksekliğinde 60 ahşap direğe asılan üç telli bir hat başladı ve hatta herhangi bir anahtar yoktu. Gerekirse akımı hızlı bir şekilde kapatmak için iki orijinal cihaz sağlandı. Laufen hidroelektrik santralinin yakınında birbirinden 2 m uzaklıkta iki destek kuruldu. Burada hattın her telinin kopuşuna 5 mm çapında iki bakır telden oluşan bir sigorta yerleştirildi. Frankfurt'ta ve tren istasyonlarının yakınında (hattın bir kısmı demiryolu hattı boyunca uzanıyordu) köşe kontaktörleri kuruldu. Her biri L şeklinde bir destek üzerinde bir kordonla asılı duran metal bir kirişti. Kabloyu çekmek yeterliydi ve çubuk üç kablonun üzerine düşerek yapay bir kısa devre yaratacak ve bu da Laufen'deki sigorta bağlantılarının yanmasına ve tüm hattın enerjisinin kesilmesine neden olacaktı. Frankfurt'ta teller, çıkış voltajını 116 volta düşüren düşürücü transformatörlere bağlandı (sergide özel bir pavyonda bulunuyorlardı). Her biri 1000 mumdan (16 watt) oluşan 55 akkor lamba, bu transformatörlerden birine ve diğerine - başka bir pavyonda bulunan büyük bir üç fazlı Dolivo-Dobrovolsky motora bağlandı. Laufen'deki jeneratörün hat voltajı 95 volttu. Yükseltici transformatörün dönüşüm oranı 154'tü. Sonuç olarak, güç hattındaki çalışma voltajı 14650 volt (95×154) idi. O zamanlar için bu çok yüksek bir voltajdı. Elektrik hattının geçtiği toprakların hükümetleri, inşaat nedeniyle alarma geçti. Bazıları, üzerlerine kafataslarının bulunduğu tabelaların asıldığı ahşap sütunların önünde bile korku duygusu hissetti. Tellerin kopması ve demiryolu raylarına düşmesi ihtimali özellikle endişe vericiydi. Sergi komitesi ve hatları inşa eden firmalar, hükümet yetkililerini olası tüm tehlikelerin öngörüldüğüne ve hattın güvenilir bir şekilde korunduğuna ikna etmek için çok sayıda açıklayıcı çalışma yapmak zorunda kaldı. Baden yönetimi, halihazırda tamamlanmış olan hattın bir bölümünün Baden sınırına bağlanmasına hâlâ izin vermedi. Dolivo-Dobrovolsky, son engelleri ortadan kaldırmak ve yerel yetkililerin şüphelerini ortadan kaldırmak için tehlikeli ama çok ikna edici bir deney gerçekleştirdi. Hatta ilk enerji verildiğinde Baden-Hessen sınırındaki tellerden biri yapay olarak koparak parlak bir ışıkla demiryolu raylarının üzerine düştü. Dolivo-Dobrovolsky hemen geldi ve teli çıplak elleriyle aldı: tasarladığı korumanın işe yarayacağından o kadar emindi ki. Bu kanıt "yönteminin" çok açık olduğu ortaya çıktı ve hattı test etmeden önceki son engeli ortadan kaldırdı. 25 Ağustos 1891'de öğlen 12'de, sergide ilk kez Laufen hidroelektrik santralinden gelen akımla çalışan 1000 elektrik lambası yakıldı. Bu lambalar, serginin Laufen-Frankfurt güç aktarımıyla ilgili serginin yer aldığı bölümünün girişinin üzerindeki kalkanları ve kemeri çerçeveliyordu. Ertesi gün, 75 Eylül'de ilk kez on metrelik bir şelaleye güç sağlayan 12 kilovatlık bir motor başarıyla test edildi. Hattın, makinelerin, transformatörlerin, dağıtım panolarının aceleyle üretilmiş olmasına rağmen (Dolivo-Dobrovolsky'ye göre bazı detaylar sadece bir saat içinde düşünülmüştü), tüm kurulum ön test yapılmadan çalıştırıldı, bu şaşırtıcıydı. bazılarının sevinciyle, hemen iyi çalışmaya başladı. Şelale, sergiyi ziyaret edenlerde özel bir izlenim bıraktı. Ancak fizik ve elektrik mühendisliği konularında daha bilgili olanlar, onlarca rengarenk lambayla aydınlatılan, binlerce cam sıçramasıyla ışıldayan devasa şelaleye o gün sevinmedi. Onların sevinci, bu güzel yapay şelalenin, Laufen kasabası yakınlarındaki Neckar Nehri üzerinde 170 km uzaklıkta bulunan bir kaynaktan güç aldığını anlamaktı. Enerjinin uzun mesafelere iletilmesi sorununa parlak bir çözümle karşı karşıya kaldılar. Ekim ayında uluslararası bir komisyon Laufen-Frankfurt enerji nakil hattını test etmeye başladı. Güç aktarım kayıplarının sadece %25 olduğu tespit edildi, bu da çok iyi bir göstergeydi. Kasım ayında hat 25 bin volt gerilimde test edildi. Aynı zamanda verimliliği arttı ve kayıplar %21'e düştü. Dünyanın dört bir yanındaki elektrikçilerin büyük çoğunluğu (sergiyi bir milyondan fazla kişi ziyaret etti) Laufen-Frankfurt deneyinin önemini takdir etti. Üç fazlı akım çok yüksek bir derece aldı ve artık endüstriye giden en geniş yol ona açıktı. Dolivo-Dobrovolsky kısa sürede gezegenin önde gelen elektrik mühendislerinden biri oldu ve adı dünya çapında ün kazandı.
19. yüzyılın sonlarındaki ana enerji sorunu, elektrik üretiminin merkezileştirilmesi ve uzun mesafelere iletilmesi sorunu bu şekilde çözüldü. Uzak bir elektrik santralinden her bir atölyeye ve ardından bireysel bir makineye çok fazlı akımın nasıl sağlanabileceği herkes için açık hale geldi. Çok fazlı akım teknolojisinin ortaya çıkmasının doğrudan sonucu, sonraki yıllarda tüm gelişmiş ülkelerde enerji santrallerinin hızlı inşasına ve sanayinin yaygın elektrifikasyonuna başlaması oldu. Doğru, ilk yıllarda şu veya bu akımı piyasaya sürmeye çalışan rakip şirketler arasındaki şiddetli mücadele nedeniyle durum daha da karmaşık hale geldi. Böylece Amerika'da ilk olarak Tesla'nın patentlerini satın alan ve iki fazlı akımı dağıtmaya çalışan Westinghouse şirketi devraldı. İki fazlı sistemin zaferi, 1896'da Niagara Şelalesi'nde güçlü bir hidroelektrik santralinin inşasıydı. Ancak üç fazlı akım çok geçmeden evrensel olarak en iyisi olarak kabul edildi. Aslında, iki fazlı bir sistem dört kabloya ihtiyaç duyarken, üç fazlı bir sistem yalnızca üç kabloya ihtiyaç duyuyordu. Daha fazla basitliğe ek olarak, önemli ölçüde maliyet tasarrufu da vaat ediyordu. Daha sonra Tesla, Dolivo-Dobrovolsky örneğini takip ederek iki dönüş kablosunun bir araya getirilmesini önerdi. Bu durumda akımlar eklendi ve üçüncü telde diğer ikisinden yaklaşık 1,4 kat daha fazla akım aktı. Bu nedenle, bu telin kesiti 1 kat daha büyüktü (kesitte bu artış olmadan devrede aşırı yüklenmeler meydana geldi). Sonuç olarak, iki fazlı kablolamanın maliyetleri üç fazlı kablolamaya göre hâlâ daha yüksekti; iki fazlı motorlar ise her açıdan üç fazlı olanlardan daha düşüktü. 4. yüzyılda her yerde üç fazlı sistem kuruldu. Niagara Elektrik Santrali bile sonunda üç fazlı elektriğe dönüştürüldü. Yazar: Ryzhov K.V.
Dokunma emülasyonu için suni deri
15.04.2024 Petgugu Global kedi kumu
15.04.2024 Bakımlı erkeklerin çekiciliği
14.04.2024
▪ Askeri lazere karşı koruma olarak nanotüpler ▪ 56Gbps Sistem İçi Arayüz Alıcısı ▪ DPP-3 - TDK-Lambda üç fazlı DIN raylı güç kaynakları ▪ Soğuk çatılarla sıcakla mücadele
▪ Sitenin amatör radyo tasarımcılarına yönelik bölümü. Makale seçimi ▪ makale Dünyanın tuzu. Popüler ifade ▪ makale En kısa soyadı nedir? ayrıntılı cevap ▪ Makale Paly düğümü. Seyahat ipuçları ▪ makale Evirmeyen lineer amplifikatör. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi ▪ makale Wayward haritası. Odak sırrı
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
İlginç makaleler öneriyoruz bölüm 
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri