Sähkön taajuus?

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Mulle on jääny vähän epäselväksi toi sähkön taajuus juttu, mitä se siis tarkottaa? Tiedän suunilleen mitä eroa on korkeataajuisella sähköllä verrattuna "normaali" taajuiseen.

Sivut

Kommentit (26)

bosoni
Seuraa 
Viestejä2704
Liittynyt16.3.2005

Taajuus kertoo kuinka usein jonkin ajan sisällä sähkövirta vaihtaa suuntaansa. (tai jännite napaisuuttaan) Esim. 50 Hz taajuudella sähkövirta vaihtaa 100 kertaa sekunnissa suuntaansa.

Jos sorruin (taas) virheeseen, niin tukka varmaan vain oli silmillä, kuten kuva osoittaa...

Paul M
Seuraa 
Viestejä8560
Liittynyt16.3.2005
bosoni
Taajuus kertoo kuinka usein jonkin ajan sisällä sähkövirta vaihtaa suuntaansa. (tai jännite napaisuuttaan) Esim. 50 Hz taajuudella sähkövirta vaihtaa 100 kertaa sekunnissa suuntaansa.

No ei. Sillä on kyllä maksimiarvonsa 100 kertaa, mutta jännitevektorin suunta ja suuruus on sama 50 kertaa sekunnissa. Esimerkiksi muuntajan hurina tulee 100 Hz taajuudella ja hehkulamppu värisee 100 Hz taajuudella, mutta hurina johtuukin vain puoliaallon vaikutuksista, joita siis on 100 kpl sekunnissa.

Eikuneikun. Kyllä se suunta onkin sitten eri 100 kertaa sekunnissa. Mutta annan olla tuon hömellyksen tuolla edellä, kun olin niin vakuuttava että uskoin melkein itsekin.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Vierailija

Miten verkon taajuus Suomessa syntyy? Se on ilmeisesti tasapainotettu samaksi pohjoismaissa.

Miksi ollaan päädytty yleisesti juuri 50 tai 60Hz:n taajuuteen eikä esim 80Hz, onko tämä jokin optimointijuttu?

Paul M
Seuraa 
Viestejä8560
Liittynyt16.3.2005

Taajuus tasapainotetaan aivan absoluuttisen tarkasti 50 Hz. Tasapainotus tehdään ajan kanssa eli joka ainoa jakso lasketaan ja pakotetaan tehoa nostamalla tai laskemalla keskimäärin 50 Hz taajuuteen. Eli kumuloituvaa jaksojen hukkumista ei sallita. Katso Finngrid-sivustolta taajuuspoikkeama-lukua. Tästä on seurauksena, että verkkosähköstä voidaan ottaa tarkkoja kellokäyttöjäkin. Ne käyvät vuodesta toiseen aivan tarkasti keskimäärin. Muistaisin, että taajuuspoikkeamasta voi tulla joku 20 sekuntia poikkeamaa kelloihin, mutta se korjaantuu aina ainakin muutaman päivän jaksossa. Taajuuden pudotus tai nosto tehdään muuten jotenkin sovitusti pohjoismaisesti eli isot voimalaitokset muutavat taajuutta samanaikaisesti eikä kukaan kärsi tällöin tuotannon kautta tappiota.

50 ja 60 Hz taajuudet kelpaavat käytännössä kaikille sähkövehkeille vaihtoehtoisesti. Oikosulkumoottorikäytöille ei ole sama asia. 50 Hz oikosulkumoottori kyllä pelittää hyvin 60 Hz taajuudella, mutta käytön välitykset pitää korjata.

50 Hz muuntajat toimivat aivan hyvin 60 Hz taajuudella. Ilmeisesti toisinkinpäin ovat (60 Hz:n) muuntajat käämittyjä sen verran yli, ettei sydän kyllästy vielä 50 Hz taajuudella. Ainakin pikkuvehkeissä. Isoissa muuntajissa mitoitetaan kriittisesti.

60 Hz aiheuttaa isommat kapasitiiviset maasulkuvirrat väli- ja suurjänniteverkossa. Siitä huonompi. Ja isommat pyörrevirtahäviöt muuntajissa, mutta toisaalta kriittisessä mitoituksessa tarvitaan vähempi rautaa ja kuparia. Taitavat mennä tasoihin hyödyt ja haitat.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Vierailija

Pariston sähkö on tasasähköä. Siinä on selkeästi merkitty + (plus) ja - (miinus) navat. Sen taajuus on nolla.

Töpselistä tuleva virta on vaihtovirtaa. Siinä + ja - vaihtuvat koko ajan. (Tai oikeastaan toinen on koko ajan nollassa ja toinen heittelehtii väliin plussalla ja miinuksella) Taajuus kertoo vaihtumisen. 1 Hz (hertsi) tarkoitaa vaihtumista toisinpäin ja takaisin.

Korkeataajuus on vaikka 10 000 Hz.

Vierailija

Verkon taajuus syntyy siitä, että on voimaloita, jotka pyörivät tietyllä nopeudella ja toisaalta taas kuormaa jota verkon taajuus pyörittää.

Kun sähköverkkoon kytketään uusi generaattori, se alkaa pyöriä moottorina sähköverkon taajuuden mukana. Se on nyt synkronoitu sähköverkkoon ja kaikkiin muihin voimalaitoksiin.

Kuvitellaan vaikka että se on vesivoimala.

Kun vesivoimalasta sitten lasketaan vettä läpi, generaattori pyrkii pyörimään nopeampaa kuin verkon taajuus. Kun generaattorin magnetointivirtaa nostetaan että se alkaa tuottamaan sähköä, alkaa generaattori kampeamaan verkon taajuutta ylöspäin ja energia siirtyy verkkoon päin.

Vastaavasti verkossa oleva kuorma pyrkii painamaan verkon taajuutta alaspäin. Kun molemmat ovat tasapainossa, taajuus pysyy vakiona.

Koska sähkövirran etenemisnopeus on rajattu, äkilliset muutokset voivat aiheuttaa paikallisen vaihesiirron jonka ansiosta joku generaattori saattaa tippua pois synkroonista. Sanotaan, että se ryntää. (Tai vaihtoehtoisesti, jos voimala lopettaa pyörimisen, sen taajuus tippuu ja se on pakko irroittaa verkosta tai se ylikuormittaa muita voimaloita)

Jos kuvittelet polkupyörää jossa takarumpu on hitsattu jumiin niin että polkimet pyörivät itsekseen pyörän rullatessa, voit kuvitella miten käy voimalaitokselle jos se yrittää syöttää verkkoon sähköä väärässä vaiheessa. Se vastaa tilannetta, jossa sinä yrittäisit polkea pyörän poljinta epätahdissa. Jos joku voimala tipahtaa, se yleensä katkaistaan automaattisesti irti ettei vahinkoja pääse sattumaan.

HarryG
Seuraa 
Viestejä98
Liittynyt13.7.2006
bosoni
Taajuus kertoo kuinka usein jonkin ajan sisällä sähkövirta vaihtaa suuntaansa. (tai jännite napaisuuttaan) Esim. 50 Hz taajuudella sähkövirta vaihtaa 100 kertaa sekunnissa suuntaansa.

Kerros bosoni, mitä toi sun avatar kuvaa?

(offtopic)

äh.

Vierailija
Veikko
Kun sähköverkkoon kytketään uusi generaattori, se alkaa pyöriä moottorina sähköverkon taajuuden mukana. Se on nyt synkronoitu sähköverkkoon ja kaikkiin muihin voimalaitoksiin.

Niin no, siis periaatteessa tuo olisi mahdollista, mutta mikäli oikein muistan, niin voimalaitoksissa käytetään tahtikoneita, ja tahtimoottorin erikoisuus on siinä, että se ei suostu toimimaan millään muulla nopeudella kuin ns. synkronisella nopeudella, vastaavasti oikosulkumoottori taas ei käytännössä suostu käymään synkronisella nopeudella, vaan laahaa aina jonkin verran perässä. Jos tahtikoneen saa pudotettua pois tahdista, ei se tuota enää minkäänlaista tehoa, eikä se tämän ilmiön vuoksi lähde käymään "seisaaltaan", vaan sen kierrokset pitää ensin nostaa jollain muulla tavalla synkroniseen nopeuteen, ja vasta sitten tahtikone lähtee pyörimään.

Syy sille miksi voimalaitoksissa käytetään tahtikoneita on siinä, että ensinnäkään voimalaitoksen generaattoreiden ei tarvitsekaan käynnistyä verkkovirralla. Ja sähkömagnetoidun roottorin ansiosta jännitteen säätö on helppoa.

Käytännössä voimalaitoksia ei kytketä verkkoon ennen kuin generaattorin taajuus ja jännite ovat riittävän lähellä verkon taajuutta ja jännitettä, minkä lisäksi myös vaiheiden pitää olla samassa tahdissa. Vaiheet saadaan tahdistettua siten, että kun taajuus ja jännite on saatu kohdalleen säädetään voimakoneen pyörimisnopeutta vielä ihan pienillä hienosäädöillä joko ylös- tai alaspäin, jolloin generaattorin ja verkon vaiheet liikkuvat toisiinsa nähden, ja kun ne sattuvat kohdakkain voidaan kytkentä suorittaa.

Paul M
Seuraa 
Viestejä8560
Liittynyt16.3.2005
komue
Pariston sähkö on tasasähköä. Siinä on selkeästi merkitty + (plus) ja - (miinus) navat. Sen taajuus on nolla.

Töpselistä tuleva virta on vaihtovirtaa. Siinä + ja - vaihtuvat koko ajan. (Tai oikeastaan toinen on koko ajan nollassa ja toinen heittelehtii väliin plussalla ja miinuksella) Taajuus kertoo vaihtumisen. 1 Hz (hertsi) tarkoitaa vaihtumista toisinpäin ja takaisin.

Korkeataajuus on vaikka 10 000 Hz.

Jossain oli kuvia 1,5 VAC kuivaparistoista. Täytyypa taas etsiskellä.

...

Ja löytyihän se kuva. Hakusana oli kupukantapultti.

http://www.hattijahunen.com/vaihtovi.htm

Sivustoa kannattaa muutenkin lueskella.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Vierailija

Miksi 50 tai 60 Hz?

Laskennallisista syistä 60. Toistasataa vuotta sitten ei ollut laskimia, ja kun kaavoihinn (jotka vaihtovirralla ovat lukuisia ja vaikeita) sijoitti 60 Hz ja ajan, niin luvun voi poistaa jakoviivan molemmilta puolilta.

Fysiologiaan vaikutukset mitattiin myöhemmin. Ihmisen elimistö reagoi sähköiskussa yllättävän paljon myös taajuuteen - tehon ja volttien lisäksi. Jos haluttaisiin valita haitallisin mahdollinen, niin valitaan nykyinen.

Vierailija

Netistä löytyy aika heikonlaisesti historiikkia siitä, miksi valittiin juuri kyseiset taajuudet. Westinghouse valitsi laitteistoonsa 60Hz taajuuden ja Niagara Fallsin voimalassa käytettiin 25Hz:n taajuutta.

Saksalainen AEG valitsi 50Hz taajuuden ja tästä ilmeisesti sitten muodostui eurooppalainen standardi. 50Hz on helpompaa laskea metrisellä kymmenjärjestelmällä, 60Hz taas noudattaa 60 1/s, 60 s/h järjestelmää.

1900-luvun alussa monissa eurooppalaisissa maissa oli eri taajuuksisia järjestelmiä käytössä ja II-maailmansodan aikoihin maat yhdistyivät käyttämään 50Hz taajuutta.

Helsingissä oli 1940-luvulle asti käytössä tasavirtaverkko keskikaupungilla. Consolidated Edison ajoi tasavirtaverkkonsa Manhattanilla alas vasta toissa vuonna.

Vierailija

http://www.aerospaceweb.org/question/el ... 0219.shtml
"Aircraft design is a series of compromises since engineers must make tradeoffs between optimum solutions that may conflict with one another. The electrical system on an airplane is a good example of just such a tradeoff. The advantage of running an electrical system at 400 Hz rather than 60 Hz is that the power supplies are smaller and lighter. This benefit is important aboard aircraft since space is always limited, and it is imperative to minimize weight in order to maximize performance. This reduction in weight comes at a price, however, since high-frequency electrical systems are less efficient."
"This difference in operating characteristics helps explain why the US power grid operates at 60 Hz rather than the 400 Hz systems used aboard aircraft. A lower frequency reduces losses over long distances, like those between a power plant and your home or office. The transmission distances aboard an airplane are very small by comparison, so the power losses are much less significant compared to the reduction in weight of the generation equipment."

Eli lyhyesti: leskareissa pieni paino ja pieni koko merkkaa. Siksi 400 Hz ja 115 V
Matalampi taajuus on eduksi pitkillä siirtomatkoilla. Siksi se käy maassa paremmin, kuin lenskarissa, jossa siirtohäviöt ova pienet.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat