جنگ جریان ها (DC در مقابل AC)

[rgr_elec]

اولین سیستم قدرت در ابعاد کوچک که برق را تولید، انتقال و توزیع می کرد سیستم قدرت توماس ادیسون بود، این سیستم به صورت کاملا DC طراحی شده بود. زمانی که توماس در رویای تبدیل این سیستم کوچک به یک سیستم بزرگ و مورد استفاده در کل جهان بود، درست در نزدیکی اش در آزمایشگاه تاسیس شده توسط خودش نیکلا تسلا دانشمند شایسته و بهترین کارمند او به چیز دیگری فکر می کرد. بله سیستم AC.

او ابتدا از طرف ادیسون مأمور شده بود تا راهآهای توسعهٔ سیستمآهای جریان مستقیم (DC) را بررسی کند اما چون پس از پایان کار ادیسون تعهدات مالی خود را زیر پا گذاشت تسلا تصمیم به ترک شرکت او گرفت. با پذیرش استعفای تسلا، ادیسون مرتکب اشتباه بزرگی شد چرا که چندی بعد تسلا با کشف جریان متناوب(AC) ، که مزیت استفاده در خطوط بلند با تلفات پایین تر را دارا بود، در برابر امپراتوری ادیسون و سیستم DC او قد علم کرد. او با حمایت جرج وستینگهاوس کارخانهآدار معروف سامانهآهای چندفازی توزیع برق را برپایهٔ جریانAC تکامل بخشید که بسیار کارآمدتر از سیستم ادیسون بود. اینجا بود که جنگ میان جریان ها آغاز شد. با وجود تبلیغات منفی جنرال الکتریک، جریان AC روز به روز رواج بیشتری یافت و سرانجام سلطه ادیسون را بر بازار صنایع الکتریکی درهم شکست و جنگ بین جریان به نفع AC خاتمه یافت.

با پیشرفت علم و مطرح شدن تکنولوژی های جدید دوباره منازعه ی بین این دو جریان ادامه یافت.

امروزه سیستم های انتقال HVDC اهمیت ویژه ای دارند و به دلیل ویژگی های خاص آنها روز به روز مورد توجه بیشتری قرار می گیرند. این سیستم ها در انتقال توان برای فواصل زیاد،آ خطوط انتقال زیرزمینی طویل و اتصال بین دو شبکه قدرت بدون عبور اغتشاشات کاربرد گسترده ای پیدا کرده اند. یکی از مشکلات این خطوط قیمت بالای تجهیزات مبدل AC به DC است. درفواصل انتقال بیش از ۶۰۰ کیلومتر و انتقال توسط کابل زیر زمینی (بیشتر از ۵۰ کیلومتر) جهت اتصال جزایر به شبکه، شرایطی است که امکان توجیه اقتصادی سیستم HVDC را فراهم می سازد.

اکنون دانشمندان به این نتیجه رسیده اند که یک سیستم قدرت بهینه ترکیبی منسجم از هر دو سیستم جریان متناوب و مستقیم است و به این ترتیب نزاع بین جریان های AC و DC در حال تبدیل شدن به یک صلح علمی است.

[djalikalan]

پاسخ : جنگ جریان ها (DC در مقابل AC)

اولین سیستم قدرت در ابعاد کوچک که برق را تولید، انتقال و توزیع می کرد سیستم قدرت توماس ادیسون بود، این سیستم به صورت کاملا DC طراحی شده بود. زمانی که توماس در رویای تبدیل این سیستم کوچک به یک سیستم بزرگ و مورد استفاده در کل جهان بود، درست در نزدیکی اش در آزمایشگاه تاسیس شده توسط خودش نیکلا تسلا دانشمند شایسته و بهترین کارمند او به چیز دیگری فکر می کرد. بله سیستم AC.

او ابتدا از طرف ادیسون مأمور شده بود تا راهآهای توسعهٔ سیستمآهای جریان مستقیم (DC) را بررسی کند اما چون پس از پایان کار ادیسون تعهدات مالی خود را زیر پا گذاشت تسلا تصمیم به ترک شرکت او گرفت. با پذیرش استعفای تسلا، ادیسون مرتکب اشتباه بزرگی شد چرا که چندی بعد تسلا با کشف جریان متناوب(AC) ، که مزیت استفاده در خطوط بلند با تلفات پایین تر را دارا بود، در برابر امپراتوری ادیسون و سیستم DC او قد علم کرد. او با حمایت جرج وستینگهاوس کارخانهآدار معروف سامانهآهای چندفازی توزیع برق را برپایهٔ جریانAC تکامل بخشید که بسیار کارآمدتر از سیستم ادیسون بود. اینجا بود که جنگ میان جریان ها آغاز شد. با وجود تبلیغات منفی جنرال الکتریک، جریان AC روز به روز رواج بیشتری یافت و سرانجام سلطه ادیسون را بر بازار صنایع الکتریکی درهم شکست و جنگ بین جریان به نفع AC خاتمه یافت.

با پیشرفت علم و مطرح شدن تکنولوژی های جدید دوباره منازعه ی بین این دو جریان ادامه یافت.

امروزه سیستم های انتقال HVDC اهمیت ویژه ای دارند و به دلیل ویژگی های خاص آنها روز به روز مورد توجه بیشتری قرار می گیرند. این سیستم ها در انتقال توان برای فواصل زیاد،آ خطوط انتقال زیرزمینی طویل و اتصال بین دو شبکه قدرت بدون عبور اغتشاشات کاربرد گسترده ای پیدا کرده اند. یکی از مشکلات این خطوط قیمت بالای تجهیزات مبدل AC به DC است. درفواصل انتقال بیش از ۶۰۰ کیلومتر و انتقال توسط کابل زیر زمینی (بیشتر از ۵۰ کیلومتر) جهت اتصال جزایر به شبکه، شرایطی است که امکان توجیه اقتصادی سیستم HVDC را فراهم می سازد.

اکنون دانشمندان به این نتیجه رسیده اند که یک سیستم قدرت بهینه ترکیبی منسجم از هر دو سیستم جریان متناوب و مستقیم است و به این ترتیب نزاع بین جریان های AC و DC در حال تبدیل شدن به یک صلح علمی است.

سلام

من این مطلب رو در کتاب بررسی یک آقای کاظمی ( البته به نگارشی دیگر) خوانده ام و همیشه سوالی ذهنم را مشغول ساخته که چرا در خطوط انتقال بالا از سیستم dc استفاده می کنند؟؟؟؟ یعنی فقط به دلیل نبود تلفات غیر مفید؟؟؟؟
آیا دلایل دیگری هم وجود دارد؟؟؟؟؟ :angry:
خیلی دوست دارم در این باره بیشتر بدانم!!!!

[powers]

پاسخ : جنگ جریان ها (DC در مقابل AC)

سلام

من این مطلب رو در کتاب بررسی یک آقای کاظمی ( البته به نگارشی دیگر) خوانده ام و همیشه سوالی ذهنم را مشغول ساخته که چرا در خطوط انتقال بالا از سیستم dc استفاده می کنند؟؟؟؟ یعنی فقط به دلیل نبود تلفات غیر مفید؟؟؟؟
آیا دلایل دیگری هم وجود دارد؟؟؟؟؟ :angry:
خیلی دوست دارم در این باره بیشتر بدانم!!!!

سلام
djalikalan جان استفاده از خطوط HVDC دلایل زیادی داره که یکی از دلایل مهمش هم همینه که شما گفتی. در خطوط ac ما پدیده ی اثر پوستی رو داریم به طوری که انگار جریان داره از یک هادی با سطح مقطع کوچک عبور میکنه! که این یعنی تلفات. البته تو خطوط ac هادی های acsr و ... تاحدودی باعث کاهش اثر پوستی میشند. به هر حال این تلفات تو مسافت های طولانی مثلا خطوط بالای 500-600 کیلومتر باعث هدر رفت انرژی میشه. بنابراین گفته میشه تو خطوط طولانی از HVDC استفاده کنیم بهتره. همینطور انتقال ولتاژهای بسیار بالا (UHV) در خطوط HVDC بهتره. دلایل دیگه هم داره مثلا تو خطوط dc شما فقط نیاز به 2 خط داری یکی برای رفت یکی برای برگشت ولی تو خطوط ac در ساده ترین حالت تازه اگه خط تک مداره و بدون باندل باشه نیاز به سه هادی داریم برای 3فازمون و این باعث افزایش قیمته.
اینجا من قبلا یک فایل گذاشتم اگه بخونی فکر کنم به اکثر سوالاتون پاسخ داده بشه :

http://www.eca.ir/forum2/index.php?topic=31999.msg154713#msg154713

[baby_1]

پاسخ : جنگ جریان ها (DC در مقابل AC)

آقا یه سوال

یعنی طبق توضیحات شما ما داخل جریان دی سی اثر حرکت پوستی جریان رو نداریم ؟ چون داخل الکترومغناطیس جریان رو برای ای سی و دی سی یکی در نظر می گیرن و می گن هر دو تا از روی پوسته رسانا حرکت می کنن نه از داخل با سطح مقطع دلخواه

[powers]

پاسخ : جنگ جریان ها (DC در مقابل AC)

سلام
دوست عزیز اثر پوستی تو جریان ac اتفاق میوفته و با افزایش فرکانس هم تشدید میشه. اون چیزی که شما می فرمایید به نظر من برای الکتریسیته ی ساکن باشه نه برای جاری شدن جریان. اگه مطمئن هستید که تو الکترومغناطیس به شما گفتند که جریان dc از پوسته ی هادی عبور میکنه حتما برید از استادتون بپرسید چون به نظر من اشتباه هستش.
ببینید اصلا کلا ما تو ac نسبت به dc تلفات بیشتری داریم. از بوجود اومدن جریان های گردابی بگیرید تا اثر پوستی. وقتی یک جریان ac در هادی جاری میشه مقاومتی که هادی در مقابل اون نشون میده بیشتر از مقاومتیه که جریان dc عبور کنه. بخاطر همون جریان های گردابی که تو هادی ایجاد میشه. میدونی چه جوری؟ ولتاژی که تو هادی ایجاد میشه خودشون مستقلا جریان هایی رو ایجاد میکنند که بهشون میگند جریان های گردابی. این جریان های گردابی توان مصرف میکنند که خودش باعث تلفات میشه گرما ایجاد میکنه و باعث میشه که مقاومت هادی در مقابل عبور جریان بیشتر بشه. همین ولتاژی که باعث بوجود اومدن جریان گردابی میشه باعث میشند که الکترون ها بیاند به طرف سطح هادی. پس اکثر جریان از پوسته ی هادی عبور میکنه. و همانطور که گفتم هرچی فرکانس بیشتر بشه اثر پوسته ای و جریان گردابی بیشتر میشه. پس تلفات بیشتر میشه.
ببینید تو ویکی پدیا هم اینو نوشته :
http://en.wikipedia.org/wiki/Skin_effect
Skin effect is the tendency of an alternating electric current (AC) to distribute itself within a conductor so that the current density near the surface of the conductor is greater than that at its core.

لینک زیر رو هم بخون پاراگراف اولش برای ویکی هست اما بقیش خوبه مخصوصا آخرش که یک مزیت اثر پوستی رو نوشته برای فرار از برق گرفتگی.
http://whatis.techtarget.com/definition/0,,sid9_gci541369,00.html

اصلا به خاطر همین اثر پوستی هست که میگن تو فرکانس های خیلی بالا (در حد کیلو هرتز) برق گرفتگی حتی با ولتاژ بالا باعث مرگ نمشه و فقط باعث سوختگی میشه اگر هم طرف بمیره به خاطر شوک الکتریکی نبوده بلکه به خاطر صدمه ی ناشی از سوختگی هستش. چون جریان به جای اینکه از داخل بدن که مقاومت بسیار کمی داره عبور کنه میاد از روی پوستمون عبور میکنه.

لینک زیر رو هم نگاه کن. دقیقا با اون سه تا شکل اثر پوستی رو نشون داده. تو dc می بینی که جریان در همه جای هادی یکسان هست. و تو شکل سوم می بینی که چون فرکانس خیلی زیاد شده تجمع جریان رو سطحه.
http://www.allaboutcircuits.com/vol_2/chpt_3/6.html

لینک پایین رو هم ببین. با اینکه یک وبلاگه اما مطالب خوبی نوشته. و در مورد مزایای خطوط HVDC یکی از گزینه هاش اینه : No skin effect in DC therefore entire cross section of the line conductor is utilized.
http://3phasepower.blogspot.com/2010/08/xiangjiaba-shanghai-800kv-uhvdc.html

لینک پایین رو هم ببینی دیگه میشه ختم ماجرا :biggrin: تو این لینک به سوال 96 توجه کن. جواب میشه گزینه D
http://www.electricalquizzes.com/Transmission_Distribution/Transmission_Distribution_MCQs_7.htm

دوست عزیز فکر نکنم الان دیگه تو این قضیه شکی باقی مونده باشه.

[baby_1]

پاسخ : جنگ جریان ها (DC در مقابل AC)

آقا از قدیم از لطفتون ممنون بودم :applause: