उपयोगिता आवृत्ति
उपयोगिता आवृत्ति, (पावर) लाइन आवृत्ति' (अमेरिकी अंग्रेजी) या मेन्स आवृत्ति '(ब्रिटिश अंग्रेजी) नाम मात्र है आवृत्ति वैकल्पिक वर्तमान (एसी) के दोलनों की वाइड एरिया सिंक्रोनस ग्रिड में पावर स्टेशन से एंड-यूज़र तक प्रेषित। दुनिया के बड़े हिस्सों में यह 50 हर्ट्ज(HZ) है, हालांकि अमेरिका और एशिया के कुछ हिस्सों में यह आम तौर पर 60 हर्ट्ज (HZ)है। देश या क्षेत्र द्वारा वर्तमान उपयोग देश द्वारा मुख्य बिजली की सूची में दिया गया है।
19 वीं सदी के अंत और 20 वीं शताब्दी के शुरुआत में वाणिज्यिक विद्युत ऊर्जा प्रणालियों के विकास के दौरान, कई अलग-अलग आवृत्तियों (और वोल्टेज) का उपयोग किया गया था। एक बार में उपकरणों में बड़े निवेश ने में बड़े निवेश ने मानकीकरण को एक धीमी प्रक्रिया बना दिया। हालाँकि, 21 वीं सदी के मोड़ के रूप में, जो स्थान अब 50 हर्ट्ज(HZ) आवृत्ति का उपयोग करते हैं वे 220-240 वी का उपयोग करते हैं, और जो अब 60 हर्ट्ज (HZ)का उपयोग करते हैं वे 100-127 वी का उपयोग करते हैं। दोनों आवृत्तियाँ आज सह-अस्तित्व में हैं (जापान दोनों का उपयोग करता है) ) एक को दूसरे पर तरजीह देने के लिए कोई महान तकनीकी कारण नहीं है [1] और पूर्ण विश्वव्यापी मानकीकरण की कोई स्पष्ट इच्छा नहीं है।
व्यवहार में, ग्रिड की सटीक आवृत्ति नाम मात्र आवृत्ति के आस-पास भिन्न होती है, जब ग्रिड को भारी लोड किया जाता है, और हल्के से लोड होने पर तेज होता है।हालांकि, अधिकांश उपयोगिताएं दिन के दौरान ग्रिड की आवृत्ति को समायोजित करेंगी। ताकि चक्रों की निरंतर संख्या सुनिश्चित हो सके।[2] इसका उपयोग कुछ घड़ियों द्वारा अपना समय सही ढंग से बनाए रखने के लिए किया जाता है।
ऑपरेटिंग कारक
एक एसी (AC) प्रणाली में आवृत्ति के चुनाव को कई कारक प्रभावित करते हैं[3] लाइटिंग, मोटर्स, ट्रांसफार्मर, जनरेटर और ट्रांसमिशन लाइनों में सभी ऐसी विशेषताएं हैं जो बिजली की आवृत्ति पर निर्भर करती हैं। ये सभी कारक बातचीत करते हैं और बिजली आवृत्ति के चयन को काफी महत्व का विषय बनाते हैं। सबसे अच्छी आवृत्ति विरोधाभासी आवश्यकताओं के बीच एक समझौता है।
19वीं शताब्दी के अंत में, डिजाइनर ट्रांसफार्मर एस और आर्क(arc) लाइट वाले सिस्टम के लिए अपेक्षाकृत उच्च आवृत्ति का चयन करेंगे, ताकि ट्रांसफार्मर सामग्री पर अर्थव्यवस्था और लैंप की दृश्यमान झिलमिलाहट को कम किया जा सके, लेकिन लंबी ट्रांसमिशन लाइनों वाले सिस्टम के लिए एक कम आवृत्ति चुनेंगे या प्रत्यक्ष धारा के उत्पादन के लिए मुख्य रूप से मोटर लोड या रोटरी कन्वर्टर्स को खिलाना। जब बड़े केंद्रीय उत्पन्न करने वाले स्टेशन व्यावहारिक हो गए, तो आवृत्ति का विकल्प इच्छित भार की प्रकृति के आधार पर बनाया गया था। अंततः मशीन डिजाइन में सुधार ने प्रकाश और मोटर लोड दोनों के लिए एक एकल आवृत्ति का उपयोग करने की अनुमति दी। एक एकीकृत प्रणाली ने बिजली उत्पादन के अर्थशास्त्र में सुधार किया, क्योंकि सिस्टम लोड एक दिन के दौरान अधिक समान था।
प्रकाश
वाणिज्यिक विद्युत शक्ति के पहले अनुप्रयोग तापदीप्त और कम्यूटेटर-प्रकार इलेक्ट्रिक मोटर एस थे।दोनों डिवाइस डीसी पर अच्छी तरह से काम करते हैं, लेकिन डीसी को वोल्टेज में आसानी से नहीं बदला जा सकता है, और आमतौर पर केवल आवश्यक उपयोग वोल्टेज पर ही उत्पादित किया जाता था।
यदि एक तापदीप्त लैंप को कम-आवृत्ति वाले करंट पर संचालित किया जाता है, तो फिलामेंट प्रत्यावर्ती धारा के प्रत्येक आधे-चक्र पर ठंडा होता है, जिससे लैंप की चमक और झिलमिलाहट में प्रत्यक्ष परिवर्तन होता है; प्रभाव चाप लैंप, और बाद में पारा-वाष्प लैंप और फ्लोरोसेंट लैंप के साथ अधिक स्पष्ट है। ओपन आर्क लैम्प्स ने प्रत्यावर्ती धारा पर एक श्रव्य गूँज पैदा की, जिससे ध्वनि को मानव श्रवण की सीमा से ऊपर उठाने के लिए उच्च-आवृत्ति वाले प्रत्यावर्तित्र के साथ प्रयोग किए गए।
घूर्णन मशीनें
कम्यूटेटर-प्रकार मोटर्स उच्च-आवृत्ति वाले एसी(AC) पर अच्छी तरह से काम नहीं करते हैं, क्योंकि करंट के तेज़ बदलाव का विरोध मोटर फील्ड के इंडक्शन द्वारा किया जाता है। हालांकि कम्यूटेटर-प्रकार इलेक्ट्रिक मोटर#यूनिवर्सल एसी/डीसी मोटर | इंडक्शन मोटर को लगभग 50 से 60 हर्ट्ज लेकिन 1890 के दशक में उपलब्ध सामग्री के साथ अच्छी तरह से काम करने के लिए अच्छी तरह से काम करने के लिए पाया गया था, 133 हर्ट्ज की आवृत्ति पर अच्छी तरह से काम नहीं करेगा। इंडक्शन मोटर फील्ड में चुंबकीय ध्रुवों की संख्या, वैकल्पिक वर्तमान की आवृत्ति और रोटेशन गति के बीच एक निश्चित संबंध है; तो, एक दी गई मानक गति आवृत्ति (और रिवर्स) की पसंद को सीमित करती है। एक बार एसी इलेक्ट्रिक मोटर सामान्य हो गया, ग्राहक के उपकरणों के साथ संगतता के लिए आवृत्ति को मानकीकृत करना महत्वपूर्ण था। धीमी गति से स्पीड पारस्परिक इंजन द्वारा संचालित जनरेटर कम आवृत्तियों का उत्पादन करेंगे, एक दिए गए डंडे के लिए, जो कि संचालित किए गए लोगों की तुलना में, उदाहरण के लिए, एक उच्च गति वाली भाप टरबाइन। बहुत धीमी प्राइम मूवर गति के लिए, उच्च एसी आवृत्ति प्रदान करने के लिए पर्याप्त डंडे के साथ एक जनरेटर का निर्माण करना महंगा होगा। साथ ही, दो जनरेटर को एक ही गति से सिंक्रनाइज़ करना कम गति से आसान पाया गया। जबकि बेल्ट ड्राइव धीमी इंजन की गति को बढ़ाने के तरीके के रूप में आम थे, बहुत बड़ी रेटिंग (हजारों किलोवाट) में ये महंगे, अक्षम और अविश्वसनीय थे। लगभग 1906 के बाद, जनरेटर सीधे स्टीम टर्बाइन द्वारा संचालित उच्च आवृत्तियों के पक्ष में हैं। रोटरी कन्वर्टर्स में कम्यूटेटर के संतोषजनक संचालन के लिए अनुमति दी गई उच्च गति वाली मशीनों की स्थिर रोटेशन गति[3] आरपीएम में सिंक्रोनस स्पीड एन की गणना सूत्र का उपयोग करके की जाती है,
: जहां एफ हर्ट्ज में आवृत्ति है और पी ध्रुवों की संख्या है।
Poles | RPM at 1331⁄3 Hz | RPM at 60 Hz | RPM at 50 Hz | RPM at 40 Hz | RPM at 25 Hz | RPM at 162⁄3 Hz |
---|---|---|---|---|---|---|
2 | 8,000 | 3,600 | 3,000 | 2,400 | 1,500 | 1,000 |
4 | 4,000 | 1,800 | 1,500 | 1,200 | 750 | 500 |
6 | 2,666.7 | 1,200 | 1,000 | 800 | 500 | 333.3 |
8 | 2,000 | 900 | 750 | 600 | 375 | 250 |
10 | 1,600 | 720 | 600 | 480 | 300 | 200 |
12 | 1,333.3 | 600 | 500 | 400 | 250 | 166.7 |
14 | 1142.9 | 514.3 | 428.6 | 342.8 | 214.3 | 142.9 |
16 | 1,000 | 450 | 375 | 300 | 187.5 | 125 |
18 | 888.9 | 400 | 3331⁄3 | 2662⁄3 | 1662⁄3 | 111.1 |
20 | 800 | 360 | 300 | 240 |
150||100 |
डायरेक्ट-करंट पावर पूरी तरह से वैकल्पिक करंट द्वारा विस्थापित नहीं किया गया था और रेलवे और इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रियाओं में उपयोगी था।मर्करी आर्क वाल्व के विकास से पहले रेक्टिफायर एस, रोटरी कन्वर्टर्स का उपयोग एसी से डीसी पावर का उत्पादन करने के लिए किया गया था।अन्य कम्यूटेटर-प्रकार की मशीनों की तरह, ये कम आवृत्तियों के साथ बेहतर काम करते हैं।
ट्रांसमिशन और ट्रांसफार्मर
एसी के साथ, ट्रांसफार्मर एस का उपयोग उच्च ट्रांसमिशन वोल्टेज को कम करने के लिए किया जा सकता है, जो ग्राहक उपयोग वोल्टेज को कम करता है।ट्रांसफार्मर प्रभावी रूप से एक वोल्टेज रूपांतरण उपकरण है जिसमें बिना किसी चलते हुए भागों और कम रखरखाव की आवश्यकता होती है।एसी के उपयोग ने डीसी वोल्टेज रूपांतरण मोटर-जनरेटरों को कताई करने की आवश्यकता को समाप्त कर दिया, जिन्हें नियमित रखरखाव और निगरानी की आवश्यकता होती है।चूंकि, किसी दिए गए शक्ति स्तर के लिए, एक ट्रांसफार्मर के आयाम आवृत्ति के विपरीत लगभग आनुपातिक हैं, कई ट्रांसफॉर्मर के साथ एक प्रणाली एक उच्च आवृत्ति पर अधिक किफायती होगी।
इलेक्ट्रिक पावर ट्रांसमिशन लंबी लाइनों पर कम आवृत्तियों का पक्षधर है।वितरित समाई और रेखा के इंडक्शन के प्रभाव कम आवृत्ति पर कम हैं।
सिस्टम इंटरकनेक्शन
जनरेटर को केवल समानांतर में संचालित करने के लिए आपस में जोड़ा जा सकता है यदि वे एक ही आवृत्ति और लहर-आकार के हों।उपयोग की जाने वाली आवृत्ति को मानकीकृत करके, एक भौगोलिक क्षेत्र में जनरेटर को एक ग्रिड में परस्पर जुड़ा जा सकता है, जो विश्वसनीयता और लागत बचत प्रदान करता है।
इतिहास
File:Power Grid of Japan.svg|right|thumb|जापान की उपयोगिता आवृत्तियाँ हैं ��त्ति� और हैं 19 वीं शताब्दी में कई अलग -अलग बिजली आवृत्तियों का उपयोग किया गया था[4] स्टीम इंजन, पानी टरबाइन, और विद्युत जनरेटर डिजाइन के लिए सुविधा के आधार पर बहुत प्रारंभिक पृथक एसी जनरेटिंग योजनाओं ने मनमानी आवृत्तियों का उपयोग किया।के बीच आवृत्तियों 16+2⁄3 हर्ट्ज और 133+1⁄3 हर्ट्ज का उपयोग विभिन्न प्रणालियों पर किया गया था।उदाहरण के लिए, 1895 में इंग्लैंड के कोवेंट्री शहर में एक अद्वितीय 87 हर्ट्ज एकल-चरण वितरण प्रणाली थी जो 1906 तक उपयोग में थी[5] 1900 के माध्यम से 1880 की अवधि में विद्युत मशीनों के तेजी से विकास से आवृत्तियों का प्रसार बढ़ गया।
शुरुआती गरमागरम प्रकाश अवधि में, एकल-चरण एसी आम था और विशिष्ट जनरेटर 2,000 आरपीएम पर संचालित 8-पोल मशीनें थीं, जो 133 हर्ट्ज की आवृत्ति प्रदान करती थी।हालांकि कई सिद्धांत मौजूद हैं, और काफी कुछ मनोरंजक शहरी किंवदंती, 60 ; हर्ट्ज बनाम 50 हर्ट्ज के इतिहास के विवरण में बहुत कम प्रमाण है।जर्मन कंपनी AEG (जर्मनी में एडिसन द्वारा स्थापित एक कंपनी से उतरी) ने 50 हर्ट्जपर चलने के लिए पहली जर्मन जनरेटिंग सुविधा का निर्माण किया।उस समय, AEG के पास एक आभासी एकाधिकार था और उनका मानक यूरोप के बाकी हिस्सों में फैल गया था।1891 में लॉफेन-फ्रैंकफर्ट लिंक द्वारा प्रेषित 40 हर्ट्ज पावर द्वारा संचालित लैंप के फ़्लिकर को देखने के बाद, 1891 में AEG ने अपनी मानक आवृत्ति 50 1891 में हर्ट्ज[6] यद्यपि 50 हर्ट्ज दोनों के लिए उपयुक्त था, 1890 में वेस्टिंगहाउस ने माना कि मौजूदा आर्क-लाइटिंग उपकरण 60 पर थोड़ा बेहतर संचालित थे; और इसलिए कि आवृत्ति को चुना गया था[6] 1888 में वेस्टिंगहाउस द्वारा लाइसेंस प्राप्त टेस्ला की इंडक्शन मोटर का संचालन, उस समय प्रकाश व्यवस्था के लिए 133 हर्ट्ज आम की तुलना में कम आवृत्ति की आवश्यकता थी।[verification needed] 1893 में जनरल इलेक्ट्रिक कॉरपोरेशन, जो जर्मनी में AEG के साथ संबद्ध था, ने मिल क्रीक] में एक उत्पन्न करने वाली परियोजना का निर्माण किया।वेस्टिंगहाउस मानक के साथ बाजार हिस्सेदारी बनाए रखने के लिए एक साल बाद 60 हर्ट्ज में बदल गया।
25 हर्ट्ज मूल
1895 में वेस्टिंगहाउस द्वारा निर्मित नियाग्रा फॉल्स परियोजना में पहला जनरेटर, 25 हर्ट्ज था, क्योंकि टरबाइन की गति पहले से ही निर्धारित की गई थी वैकल्पिक वर्तमान पावर ट्रांसमिशन को निश्चित रूप से चुना गया था।वेस्टिंगहाउस ने मोटर लोड को चलाने के लिए 30 हर्ट्ज की कम आवृत्ति का चयन किया होगा, लेकिन परियोजना के लिए टर्बाइन पहले से ही 250RPM पर निर्दिष्ट किया गया था।मशीनों को वितरित करने के लिए बनाया जा सकता था 16+2⁄3 हर्ट्ज पावर भारी कम्यूटेटर-प्रकार की मोटरों के लिए उपयुक्त है, लेकिन वेस्टिंगहाउस कंपनी ने आपत्ति की कि यह प्रकाश के लिए अवांछनीय होगा और सुझाव दिया गया 33+1⁄3 हर्ट्ज।आखिरकार 25 हर्ट्ज, 12-पोल 250 आरपीएम जनरेटर के साथ, चुना गया था[3][./index.php?title=उपयोगिता_आवृत्ति#cite_note-LAMME18-3 [3]][./index.php?title=उपयोगिता_आवृत्ति#cite_note-LAMME18-3 [3]][./index.php?title=उपयोगिता_आवृत्ति#cite_note-LAMME18-3 [3]][./index.php?title=उपयोगिता_आवृत्ति#cite_note-LAMME18-3 [3]][./index.php?title=उपयोगिता_आवृत्ति#cite_note-LAMME18-3 [3]][./index.php?title=उपयोगिता_आवृत्ति#cite_note-LAMME18-3 [3]][./index.php?title=उपयोगिता_आवृत्ति#cite_note-LAMME18-3 [3]][./index.php?title=उपयोगिता_आवृत्ति#cite_note-LAMME18-3 [3]] Because the Niagara project was so influential on electric power systems design, 25 हर्ट्ज कम-आवृत्ति एसी के लिए उत्तर अमेरिकी मानक के रूप में प्रबल हुआ।
40 हर्ट्ज मूल
एक जनरल इलेक्ट्रिक अध्ययन ने निष्कर्ष निकाला कि 40 हर्ट्ज, प्रकाश, मोटर और संचरण की जरूरतों के बीच एक अच्छा समझौता होगा, 20 वीं शताब्दी की पहली तिमाही में उपलब्ध सामग्री और उपकरणों को देखते हुए।कई 40 हर्ट्ज सिस्टम बनाए गए थे। Lauffen-Frankfurt प्रदर्शन ने 40 का उपयोग किया; 1891 में पावर 175 किमी को संचारित करने के लिए।1920 के दशक के उत्तरार्ध में नेशनल ग्रिड (यूके) के आगमन तक -टीन इलेक्ट्रिक सप्लाई कंपनी NESCO), और इटली में परियोजनाओं ने 42 हर्ट्ज का उपयोग किया[7] संयुक्त राज्य अमेरिका में सबसे पुराना निरंतर संचालन वाणिज्यिक हाइड्रोइलेक्ट्रिक।चेंजर एस।उत्तरी अमेरिका और ऑस्ट्रेलिया में औद्योगिक संयंत्र और खानों को कभी -कभी 40 के साथ बनाया गया था; हर्ट्ज इलेक्ट्रिकल सिस्टम जो जारी रखने के लिए बहुत अधिक आर्थिक तक बनाए रखा गया था।यद्यपि 40 के पास आवृत्तियों; हर्ट्ज को बहुत अधिक व्यावसायिक उपयोग मिला, इन्हें 25, 50 और 60 की मानकीकृत आवृत्तियों द्वारा बायपास किया गया; हर्ट्ज उच्च मात्रा वाले उपकरण निर्माताओं द्वारा पसंद किया गया।
हंगरी के Ganz वर्क्स Ganz Company ने प्रति मिनट 5000 विकल्पों पर मानकीकृत किया था (4 (4)2⁄3 हर्ट्ज) अपने उत्पादों के लिए, इसलिए Ganz ग्राहकों के पास 4 थे2⁄3 हर्ट्ज सिस्टम जो कुछ मामलों में कई वर्षों तक चले[8]
मानकीकरण
विद्युतीकरण के शुरुआती दिनों में, इतने सारे आवृत्तियों का उपयोग किया गया था कि कोई भी मूल्य प्रबल नहीं हुआ (1918 में लंदन में दस अलग -अलग आवृत्तियां थीं)।जैसे -जैसे 20 वीं शताब्दी जारी रही, 60 हर्ट्ज (उत्तरी अमेरिका) या 50 हर्ट्ज (यूरोप और अधिकांश एशिया) में अधिक शक्ति का उत्पादन किया गया।मानकीकरण विद्युत उपकरणों में अंतर्राष्ट्रीय व्यापार की अनुमति दी।बहुत बाद में, मानक आवृत्तियों के उपयोग ने पावर ग्रिड के इंटरकनेक्शन की अनुमति दी।यह द्वितीय विश्व युद्ध के बाद तक नहीं था - किफायती विद्युत उपभोक्ता वस्तुओं के आगमन के साथ - कि अधिक समान मानकों को लागू किया गया था।
यूनाइटेड किंगडम में, 50 की एक मानक आवृत्ति हर्ट्ज को 1904 की शुरुआत में घोषित किया गया था, लेकिन अन्य आवृत्तियों पर महत्वपूर्ण विकास जारी रहा[9] 1926 में शुरू होने वाले [नेशनल ग्रिड (यूके) | नेशनल ग्रिड के कार्यान्वयन ने कई परस्पर जुड़े विद्युत सेवा प्रदाताओं के बीच आवृत्तियों के मानकीकरण को मजबूर किया।50 हर्ट्ज मानक पूरी तरह से द्वितीय विश्व युद्ध के बाद ही स्थापित किया गया था।
लगभग 1900 तक, यूरोपीय निर्माताओं ने ज्यादातर नए प्रतिष्ठानों के लिए 50 ; Hz पर मानकीकृत किया था।1902 में विद्युत मशीनों और ट्रांसफार्मर के लिए पहले मानक में जर्मन वर्बैंड डेर एलेक्ट्रोटेक्निक (वीडीई), मानक आवृत्तियों के रूप में 25 & एनबीएसपी; हर्ट्ज और 50 और एनबीएसपी; हर्ट्ज की सिफारिश की।VDE ने 25 Hz का अधिक आवेदन नहीं देखा, और इसे मानक के 1914 संस्करण से गिरा दिया।अन्य आवृत्तियों पर अवशेष प्रतिष्ठान द्वितीय विश्व युद्ध के बाद तक बने रहे[8]
रूपांतरण की लागत के कारण, वितरण प्रणाली के कुछ हिस्से एक नई आवृत्ति को चुने जाने के बाद भी मूल आवृत्तियों पर काम करना जारी रख सकते हैं।25 Hz पावर का उपयोग ओंटारियो, क्यूबेक, उत्तरी संयुक्त राज्य अमेरिका और रेलवे विद्युतीकरण के लिए किया गया था।1950 के दशक में, कई 25 HZ सिस्टम, जेनरेटर से घरेलू उपकरणों के माध्यम से, परिवर्तित और मानकीकृत थे।2009 तक, कुछ 25 Hz जनरेटर अभी भी [[सर एडम बेक हाइड्रोइलेक्ट्रिक जनरेटिंग स्टेशनों पर अस्तित्व में थे।] (2009 के बंद होने तक) नियाग्रा फॉल्स के पास बड़े औद्योगिक ग्राहकों के लिए बिजली प्रदान करने के लिए जो मौजूदा उपकरणों को बदलना नहीं चाहते थे;और कुछ 25 Hz मोटर्स और एक 25 Hz पावर स्टेशन बाढ़ के पानी के पंपों के लिए न्यू ऑरलियन्स में मौजूद हैं[10] [[15 केवी एसी रेलवे विद्युतीकरण |], अभी भी काम कर रहे हैं 16+2⁄3 hz या 16.7 hz।
कुछ मामलों में, जहां अधिकांश लोड रेलवे या मोटर लोड होना था, यह 25 पर बिजली उत्पन्न करने के लिए आर्थिक माना जाता था और 60 के लिए रोटरी कनवर्टर स्थापित किया गया था;[11] वैकल्पिक वर्तमान से डीसी के उत्पादन के लिए कन्वर्टर्स बड़े आकारों में उपलब्ध थे और 60 Hz; Hz के साथ तुलना में 25 Hz पर अधिक कुशल थे।पुराने सिस्टम के अवशेष अंश एक रोटरी कनवर्टर या स्टेटिक इन्वर्टर आवृत्ति परिवर्तक के माध्यम से मानक आवृत्ति प्रणाली से बंधे हो सकते हैं।ये ऊर्जा को अलग -अलग आवृत्तियों पर दो बिजली नेटवर्क के बीच परस्पर जुड़े होने की अनुमति देते हैं, लेकिन सिस्टम बड़े, महंगे हैं और ऑपरेशन में कुछ ऊर्जा बर्बाद करते हैं।
घूर्णन-मशीन आवृत्ति परिवर्तक 25 Hz और 60 के बीच परिवर्तित करने के लिए उपयोग किए जाते हैं; HZ सिस्टम डिजाइन करने के लिए अजीब थे;एक 60 Hz Machi24 डंडे के साथ NE एक 25 के रूप में एक ही गति से मुड़ जाएगा; HZ मशीन 10 ध्रुवों के साथ, मशीनों को बड़ी, धीमी गति और महंगी बनाती है।60/30 के अनुपात ने इन डिजाइनों को सरल बनाया होगा, लेकिन 25 पर स्थापित आधार; HZ आर्थिक रूप से विरोध करने के लिए बहुत बड़ा था।
संयुक्त राज्य अमेरिका में, दक्षिणी कैलिफोर्निया एडिसन ने 50 Hz पर मानकीकृत किया था[12] दक्षिणी कैलिफोर्निया के अधिकांश 50 & nbsp; Hz पर संचालित होते हैं और 1948 तक अपने जनरेटर और ग्राहक उपकरणों की आवृत्ति को 60 Hz में पूरी तरह से नहीं बदला। Au Sable Electric Company द्वारा कुछ परियोजनाओं ने 30 का उपयोग किया; 1914 में 110,000 वोल्ट तक HZ[13]
शुरू में ब्राजील में, इलेक्ट्रिक मशीनरी को यूरोप और संयुक्त राज्य अमेरिका से आयात किया गया था, जिसका अर्थ है कि देश में 50 Hz और 60 प्रत्येक क्षेत्र के अनुसार Hz मानकों दोनों थे।1938 में, संघीय सरकार ने एक कानून बनाया, डिक्रेटो-लेई 852 , जिसका उद्देश्य पूरे देश को आठ साल के भीतर 50 हर्ट्ज के तहत लाना था।कानून काम नहीं करता था, और 1960 के दशक की शुरुआत में यह तय किया गया था कि ब्राजील को 60 Hz मानक के तहत एकीकृत किया जाएगा, क्योंकि अधिकांश विकसित और औद्योगिक क्षेत्रों में 60 Hz;और एक नया कानून लेई 4.454 1964 में घोषित किया गया था। ब्राजील ने 60 Hz के लिए एक आवृत्ति रूपांतरण कार्यक्रम से गुजरा, जो 1978 तक पूरा नहीं हुआ था[14]
मेक्सिको में, 50 पर काम करने वाले क्षेत्रों; Hz ग्रिड को 1970 के दशक के दौरान परिवर्तित किया गया था, जो 60 के तहत देश को एकजुट करता है;[15]
जापान में, देश का पश्चिमी भाग (नागोया और पश्चिम) 60 का उपयोग करता है; Hz और पूर्वी भाग (टोक्यो और पूर्व) 50 Hz का उपयोग करता है।यह 1895 में एईजी से जनरेटर की पहली खरीद में उत्पन्न होता है, जो टोक्यो के लिए स्थापित किया गया था, और 1896 में जनरल इलेक्ट्रिक, ओसाका में स्थापित किया गया था।दो क्षेत्रों के बीच की सीमा में चार बैक-टू-बैक HVDC सबस्टेशन होते हैं जो आवृत्ति को परिवर्तित करते हैं;ये शिन शिनानो हैं, सकुमा डैम, मिनामी-फुकुमित्सु, और हिगाशी-शिमिज़ु आवृत्ति कनवर्टर]।
1897 में उत्तरी अमेरिका में उपयोगिता आवृत्तियों [16]
Hz | Description |
---|---|
140 | Wood arc-lighting dynamo |
133 | Stanley-Kelly Company |
125 | General Electric single-phase |
66.7 | Stanley-Kelly Company |
62.5 | General Electric "monocyclic" |
60 | Many manufacturers, becoming "increasingly common" in 1897 |
58.3 | General Electric Lachine Rapids |
40 | General Electric |
33 | General Electric at Portland Oregon for rotary converters |
27 | Crocker-Wheeler for calcium carbide furnaces |
25 | Westinghouse Niagara Falls 2-phase—for operating motors |
यूरोप में 1900 . तक उपयोगिता आवृत्तियाँ[8]
Hz | Description |
---|---|
133 | Single-phase lighting systems, UK and Europe |
125 | Single-phase lighting system, UK and Europe |
83.3 | Single phase, Ferranti UK, Deptford Power Station, London |
70 | Single-phase lighting, Germany 1891 |
65.3 | BBC Bellinzona |
60 | Single phase lighting, Germany, 1891, 1893 |
50 | AEG, Oerlikon, and other manufacturers, eventual standard |
48 | BBC Kilwangen generating station, |
46 | Rome, Geneva 1900 |
451⁄3 | Municipal power station, Frankfurt am Main, 1893 |
42 | Ganz customers, also Germany 1898 |
412⁄3 | Ganz Company, Hungary |
40 | Lauffen am Neckar, hydroelectric, 1891, to 1925 |
38.6 | BBC Arlen |
331⁄3 | St. James and Soho Electric Light Co. London |
25 | Single phase lighting, Germany 1897 |
यहां तक कि 20 वीं शताब्दी के मध्य तक, उपयोगिता आवृत्तियों को अभी भी पूरी तरह से सामान्य 50 & nbsp; Hz या 60 & nbsp; Hz पर मानकीकृत नहीं किया गया था।1946 में, रेडियो लैसमैन के डिजाइनरों के लिए एक संदर्भ मैनुअल[17] उपयोग में निम्नलिखित आवृत्तियों को निम्नलिखित सूचीबद्ध किया गया है।इनमें से कई क्षेत्रों में 50-चक्र, 60-चक्र या प्रत्यक्ष वर्तमान आपूर्ति भी थी।
'1946 में उपयोग में आवृत्तियों (साथ ही 50 & nbsp; hz और 60 & nbsp; hz)' '
Hz | Region |
---|---|
25 | Canada (Southern Ontario), Panama Canal Zone(*), France, Germany, Sweden, UK, China, Hawaii, India, Manchuria |
331⁄3 | Lots Road Power station, Chelsea, London (for London Underground and Trolley busses after conversion to DC) |
40 | Jamaica, Belgium, Switzerland, UK, Federated Malay States, Egypt, Western Australia(*) |
42 | Czechoslovakia, Hungary, Italy, Monaco(*), Portugal, Romania, Yugoslavia, Libya (Tripoli) |
43 | Argentina |
45 | Italy, Libya (Tripoli) |
76 | Gibraltar(*) |
100 | Malta(*), British East Africa |
जहां क्षेत्रों को चिह्नित किया जाता है (*), यह उस क्षेत्र के लिए दिखाया गया एकमात्र उपयोगिता आवृत्ति है।
रेलवे
अन्य बिजली आवृत्तियों का अभी भी उपयोग किया जाता है।जर्मनी, ऑस्ट्रिया, स्विट्जरलैंड, स्वीडन, और नॉर्वे का उपयोग ट्रैक्शन पावर नेटवर्क रेलवे के लिए, एकल-चरण एसी पर वितरित करना 16+2⁄3& nbsp; hz या 16.7 & nbsp; hz;[18] 25 & nbsp; Hz की आवृत्ति का उपयोग ऑस्ट्रियाई मारियाज़ेल रेलवे के लिए किया जाता है, साथ ही एमट्रैक और [[सेप्टा 25 हर्ट्ज ट्रैक्शन पावर सिस्टम।संयुक्त राज्य अमेरिका में सिस्टम।अन्य एसी रेलवे सिस्टम स्थानीय वाणिज्यिक बिजली आवृत्ति, 50 & nbsp; Hz या 60 & nbsp; Hz पर सक्रिय हैं।
कर्षण शक्ति आवृत्ति कन्वर्टर्स द्वारा वाणिज्यिक बिजली की आपूर्ति से प्राप्त की जा सकती है, या कुछ मामलों में समर्पित ट्रैक्शन पॉवरस्टेशन एस द्वारा उत्पादित किया जा सकता है।19 वीं शताब्दी में, 8 & nbsp के रूप में कम आवृत्तियों; Hz को कम्यूटेटर मोटर्स के साथ इलेक्ट्रिक रेलवे के संचालन के लिए चिंतन किया गया था[3] ट्रेनों में कुछ आउटलेट सही वोल्टेज ले जाते हैं, लेकिन मूल ट्रेन नेटवर्क आवृत्ति का उपयोग करना जैसे 16+2⁄3& nbsp; hz या 16.7 & nbsp; hz।
400 हर्ट्ज
400 & nbsp के रूप में उच्च के रूप में बिजली आवृत्तियों; Hz का उपयोग विमान, अंतरिक्ष यान, पनडुब्बियों, सर्वर रूम में [[बिजली आपूर्ति इकाई (कंप्यूटर) | कंप्यूटर पावर] में किया जाता है।[19] सैन्य उपकरण, और हाथ से पकड़े जाने वाले मशीन उपकरण।ऐसी उच्च आवृत्तियों को आर्थिक रूप से लंबी दूरी तक प्रसारित नहीं किया जा सकता है;बढ़ी हुई आवृत्ति में ट्रांसमिशन लाइनों के अधिष्ठापन के कारण श्रृंखला प्रतिबाधा बढ़ जाती है, जिससे पावर ट्रांसमिशन मुश्किल हो जाता है।नतीजतन, 400 & nbsp; Hz पावर सिस्टम आमतौर पर एक इमारत या वाहन तक ही सीमित होते हैं।
ट्रांसफार्मर एस, उदाहरण के लिए, छोटा बनाया जा सकता है क्योंकि चुंबकीय कोर एक ही शक्ति स्तर के लिए बहुत छोटा हो सकता है।इंडक्शन मोटर्स आवृत्ति के लिए आनुपातिक गति से बदल जाते हैं, इसलिए एक उच्च-आवृत्ति बिजली की आपूर्ति एक ही मोटर वॉल्यूम और द्रव्यमान के लिए अधिक शक्ति प्राप्त करने की अनुमति देती है।400 & nbsp; Hz के लिए ट्रांसफार्मर और मोटर्स 50 या 60 & nbsp; Hz की तुलना में बहुत छोटे और हल्के हैं, जो विमान और जहाजों में एक फायदा है।एक संयुक्त राज्य अमेरिका के सैन्य मानक MIL-STD-704 400 & nbsp; Hz पावर के विमान उपयोग के लिए मौजूद है।
स्थिरता
समय त्रुटि सुधार (TEC)
टाइमकीपिंग सटीकता के लिए पावर सिस्टम आवृत्ति का विनियमन 1916 के बाद तक सामान्य नहीं था [[हेनरी ई। वॉरेन | हेनरी वॉरेन]'s invention of the वॉरेन पावर स्टेशन मास्टर क्लॉक और स्व-स्टार्टिंग सिंक्रोनस मोटर।टेस्ला ने 1893 शिकागो वर्ल्ड्स फेयर।] पर लाइन फ्रीक्वेंसी द्वारा सिंक्रनाइज़ की गई घड़ियों की अवधारणा का प्रदर्शन किया।"जनरेटर, इस प्रकार पावर-लाइन आवृत्ति स्थिरता के आधार पर सभी नोट पिच-परफेक्ट रखते हैं। आज, एसी-पावर नेटवर्क ऑपरेटर दैनिक औसत आवृत्ति को विनियमित करते हैं ताकि घड़ियां सही समय के कुछ सेकंड के भीतर रहें।व्यवहार में नाममात्र आवृत्ति को सिंक्रनाइज़ेशन बनाए रखने के लिए एक विशिष्ट प्रतिशत द्वारा उठाया या कम किया जाता है।एक दिन के दौरान, औसत आवृत्ति प्रति मिलियन कुछ सौ भागों के भीतर नाममात्र मूल्य पर बनाए रखी जाती है[20][./index.php?title=उपयोगिता_आवृत्ति#cite_note-20 [20]][./index.php?title=उपयोगिता_आवृत्ति#cite_note-20 [20]][./index.php?title=उपयोगिता_आवृत्ति#cite_note-20 [20]][./index.php?title=उपयोगिता_आवृत्ति#cite_note-20 [20]][./index.php?title=उपयोगिता_आवृत्ति#cite_note-20 [20]][./index.php?title=उपयोगिता_आवृत्ति#cite_note-20 [20]][./index.php?title=उपयोगिता_आवृत्ति#cite_note-20 [20]][./index.php?title=उपयोगिता_आवृत्ति#cite_note-20 [20]] महाद्वीपीय यूरोप के सिंक्रोनस ग्रिड में, नेटवर्क चरण समय और UTC के बीच विचलन (अंतर्राष्ट्रीय परमाणु समय के आधार पर) की गणना प्रत्येक दिन एक नियंत्रण केंद्र में 08:00 पर की जाती है UTCस्विट्जरलैंड।लक्ष्य आवृत्ति को फिर and 0.01 Hz (± 0.02%) से 50 Hz से आवश्यकतानुसार समायोजित किया जाता है, जो कि 50 की दीर्घकालिक आवृत्ति औसत सुनिश्चित करने के लिए; Hz × 60 दूसरा 4320000 प्रति दिन चक्र[21] उत्तरी अमेरिका में, जब भी त्रुटि पूर्व के लिए 10 सेकंड, टेक्सास के लिए 3 सेकंड, या पश्चिम के लिए 2 सेकंड से अधिक हो जाती है, ± 0.02 & nbsp; HZ (0.033%) का सुधार लागू होता है।समय त्रुटि सुधार या तो घंटे पर या आधे घंटे पर शुरू और समाप्त होता है[22][23] उत्तरी अमेरिका में TEC को हटाने के प्रयासों का वर्णन इलेक्ट्रिक क्लॉक पर किया गया है।
यूनाइटेड किंगडम में बिजली उत्पादन के लिए वास्तविक समय की आवृत्ति मीटर ऑनलाइन उपलब्ध हैं-एक आधिकारिक राष्ट्रीय ग्रिड एक, और गतिशील मांग द्वारा बनाए रखा एक अनौपचारिक[24][25]
[[महाद्वीपीय यूरोप के सिंक्रोनस ग्रिड] का वास्तविक समय आवृत्ति डेटा] जैसे वेबसाइटों पर उपलब्ध है www
अमेरिकी नियम
संयुक्त राज्य अमेरिका में, संघीय ऊर्जा नियामक आयोग ने 2009 में समय त्रुटि सुधार को अनिवार्य कर दिया[27] 2011 में, नॉर्थ अमेरिकन इलेक्ट्रिक विश्वसनीयता निगम (एनईआरसी) ने एक प्रस्तावित प्रयोग पर चर्चा की जो आवृत्ति विनियमन आवश्यकता को शिथिल करेगा[28] विद्युत ग्रिड के लिए जो घड़ियों और अन्य उपकरणों की दीर्घकालिक सटीकता को कम करेगा जो 60 & nbsp का उपयोग करते हैं; HZ ग्रिड आवृत्ति एक समय आधार के रूप में[29]
आवृत्ति और लोड
सटीक आवृत्ति नियंत्रण का प्राथमिक कारण नेटवर्क के माध्यम से कई जनरेटर से वर्तमान शक्ति के प्रवाह को नियंत्रित करने की अनुमति देना है। सिस्टम आवृत्ति में प्रवृत्ति मांग और पीढ़ी के बीच बेमेल का एक उपाय है, और इंटरकनेक्टेड सिस्टम में लोड नियंत्रण के लिए एक आवश्यक पैरामीटर है।
सिस्टम की आवृत्ति लोड और पीढ़ी परिवर्तन के रूप में भिन्न होगी। किसी भी व्यक्तिगत सिंक्रोनस जनरेटर के लिए यांत्रिक इनपुट पावर को बढ़ाने से समग्र सिस्टम आवृत्ति को बहुत प्रभावित नहीं किया जाएगा, लेकिन उस इकाई से अधिक विद्युत शक्ति का उत्पादन होगा। लोड बनाम पीढ़ी के असंतुलन के कारण, जनरेटर या ट्रांसमिशन लाइनों की विफलता या ट्रांसमिशन लाइनों की विफलता के कारण एक गंभीर अधिभार के दौरान पावर सिस्टम आवृत्ति में गिरावट आएगी। पावर (सिस्टम टोटल जेनरेशन के सापेक्ष) का निर्यात करते समय एक इंटरकनेक्शन का नुकसान नुकसान के ऊपर की ओर बढ़ने के लिए सिस्टम आवृत्ति का कारण होगा, लेकिन नुकसान के नीचे की ओर गिर सकता है, क्योंकि पीढ़ी अब खपत के साथ गति नहीं रख रही है। स्वचालित पीढ़ी नियंत्रण (एजीसी) का उपयोग अनुसूचित आवृत्ति और इंटरचेंज पावर फ्लो को बनाए रखने के लिए किया जाता है। पावर स्टेशनों में नियंत्रण प्रणाली नेटवर्क-वाइड आवृत्ति में परिवर्तन का पता लगाती है और यांत्रिक बिजली इनपुट को जनरेटर को अपने लक्ष्य आवृत्ति पर वापस समायोजित करती है। यह काउंटरटैक्टिंग आमतौर पर बड़े घूर्णन द्रव्यमान में शामिल होने के कारण कुछ दसियों सेकंड लेता है (हालांकि बड़े द्रव्यमान पहले स्थान पर अल्पकालिक गड़बड़ी के परिमाण को सीमित करने के लिए काम करते हैं)। अस्थायी आवृत्ति परिवर्तन बदलती मांग का एक अपरिहार्य परिणाम है। असाधारण या तेजी से बदलती मुख्य आवृत्ति अक्सर एक संकेत है कि एक बिजली वितरण नेटवर्क अपनी क्षमता सीमा के पास काम कर रहा है, नाटकीय उदाहरण जो कभी -कभी प्रमुख आउटेज से कुछ समय पहले देखे जा सकते हैं। सोलर फार्म एस सहित बड़े जनरेटिंग स्टेशन अपने औसत आउटपुट को कम कर सकते हैं और ग्रिड विनियमन प्रदान करने में सहायता करने के लिए ऑपरेटिंग लोड और अधिकतम क्षमता के बीच हेडरूम का उपयोग कर सकते हैं; सौर इनवर्टर की प्रतिक्रिया जनरेटर की तुलना में तेज है, क्योंकि उनके पास कोई घूर्णन द्रव्यमान नहीं है[30][31] सौर और पवन जैसे चर संसाधन पारंपरिक पीढ़ी और उनके द्वारा प्रदान की गई जड़ता को प्रतिस्थापित करते हैं, एल्गोरिदम को अधिक परिष्कृत होना पड़ा है[32] ऊर्जा भंडारण प्रणाली, जैसे बैटरी, एक विस्तार की डिग्री के लिए विनियमन भूमिका को पूरा कर रही है[33]
पावर सिस्टम नेटवर्क पर आवृत्ति प्रोटेक्टिव रिले एस ने आवृत्ति की गिरावट को समझा और स्वचालित रूप से लोड शेडिंग या इंटरकनेक्शन लाइनों की ट्रिपिंग शुरू की, नेटवर्क के कम से कम हिस्से के संचालन को संरक्षित करने के लिए।छोटी आवृत्ति विचलन (जैसे, 0.5 & nbsp; Hz पर 50 & nbsp; Hz या 60 & nbsp; Hz नेटवर्क) के परिणामस्वरूप सिस्टम आवृत्ति को पुनर्स्थापित करने के लिए स्वचालित लोड शेडिंग या अन्य नियंत्रण क्रियाएं होगी।
छोटे पावर सिस्टम, कई जनरेटर और लोड के साथ बड़े पैमाने पर परस्पर जुड़े नहीं, सटीकता की समान डिग्री के साथ आवृत्ति बनाए नहीं रखेंगे।जहां सिस्टम आवृत्ति को भारी लोड पीई के दौरान कसकर विनियमित नहीं किया जाता हैriods, सिस्टम ऑपरेटर प्रकाश लोड की अवधि के दौरान सिस्टम आवृत्ति को बढ़ने की अनुमति दे सकते हैं, स्वीकार्य सटीकता की दैनिक औसत आवृत्ति बनाए रखने के लिए[34][35] पोर्टेबल जनरेटर, एक उपयोगिता प्रणाली से जुड़े नहीं हैं, उनकी आवृत्ति को कसकर विनियमित करने की आवश्यकता नहीं है, क्योंकि विशिष्ट भार छोटे आवृत्ति विचलन के लिए असंवेदनशील हैं।
लोड-आवृत्ति नियंत्रण
लोड-आवृत्ति कंट्रोल (LFC) एक प्रकार का इंटीग्रल कंट्रोल है जो सिस्टम की आवृत्ति और पावर प्रवाह को पुनर्स्थापित करता है जो लोड में परिवर्तन से पहले आस-पास के क्षेत्रों में अपने मूल्यों पर वापस जाता है।एक प्रणाली के विभिन्न क्षेत्रों के बीच बिजली हस्तांतरण को "नेट टाई-लाइन पावर" के रूप में जाना जाता है।
LFC के लिए सामान्य नियंत्रण एल्गोरिथ्म 1971 में नाथन कोहन द्वारा विकसित किया गया था[36] एल्गोरिथ्म में क्षेत्र नियंत्रण त्रुटि (एसीई) शब्द को परिभाषित करना शामिल है, जो कि नेट टाई-लाइन पावर त्रुटि का योग है और आवृत्ति पूर्वाग्रह के साथ आवृत्ति त्रुटि का उत्पाद है।जब क्षेत्र नियंत्रण त्रुटि शून्य तक कम हो जाती है, तो नियंत्रण एल्गोरिथ्म ने आवृत्ति और टाई-लाइन पावर त्रुटियों को शून्य पर वापस कर दिया है[37]
श्रव्य शोर और हस्तक्षेप
एसी-संचालित उपकरण एक विशेषता वाले को छोड़ सकते हैं, जिसे अक्सर "मेन्स हम" कहा जाता है, जो कि वे उपयोग करते हैं ([[[मैग्नेटोस्ट्रक्शन]]]]) की आवृत्तियों के गुणकों पर। यह आमतौर पर मोटर और ट्रांसफार्मर कोर लैमिनेशन द्वारा चुंबकीय क्षेत्र के साथ समय में कंपन द्वारा निर्मित होता है। यह HUM ऑडियो सिस्टम में भी दिखाई दे सकता है, जहां एक एम्पलीफायर की बिजली आपूर्ति फ़िल्टर या सिग्नल परिरक्षण पर्याप्त नहीं है।
अधिकांश देशों ने अपने टेलीविजन को चुना ऊर्ध्वाधर सिंक्रनाइज़ेशन दर स्थानीय मुख्य आपूर्ति आवृत्ति के समान है। इसने विशेष रूप से मुख्य ट्रांसफार्मर से प्रारंभिक एनालॉग टीवी रिसीवर की प्रदर्शित तस्वीर में दिखाई देने वाली बीट आवृत्तियों के कारण पावर लाइन हम और चुंबकीय हस्तक्षेप को रोकने में मदद की। हालांकि चित्र की कुछ विरूपण मौजूद था, यह ज्यादातर अन-नोटिक गया क्योंकि यह स्थिर था। एसी/डीसी रिसीवर के उपयोग से ट्रांसफार्मर का उन्मूलन, और डिज़ाइन को सेट करने के लिए अन्य परिवर्तनों ने प्रभाव को कम करने में मदद की और कुछ देश अब एक ऊर्ध्वाधर दर का उपयोग करते हैं जो आपूर्ति आवृत्ति के लिए एक अनुमान है ( सबसे विशेष रूप से 60 Hz क्षेत्र)।
इस साइड इफेक्ट का एक और उपयोग एक फोरेंसिक टूल के रूप में है।जब एक रिकॉर्डिंग की जाती है जो एसी उपकरण या सॉकेट के पास ऑडियो को कैप्चर करती है, तो एचयूएम को भी संयोग से रिकॉर्ड किया जाता है।हम की चोटियाँ हर एसी चक्र (हर 20 एमएस 50 हर्ज एसी, या हर 16.67 MS 60 hz ac) के लिए।HUM की सटीक आवृत्ति को सटीक तारीख और समय पर HUM की एक फोरेंसिक रिकॉर्डिंग की आवृत्ति से मेल खाना चाहिए जो रिकॉर्डिंग को बनाया गया है।आवृत्ति मैच में असंतोष या कोई भी मैच रिकॉर्डिंग की प्रामाणिकता को धोखा देगा[38]
See also
Further reading
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- Rushmore, D.B., Frequency, AIEE Transactions, Volume 31, 1912, pages 955–983, and discussion on pages 974–978.
- Blalock, Thomas J., Electrification of a Major Steel Mill – Part II Development of the 25 Hz System, Industry Applications Magazine, IEEE, Sep/Oct 2005, Pages 9–12, {{ISSN|1077-2618}
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References
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