交流電流の生成と送電

交流とは、大きさと方向が周期的に変化する電流です。交流のおかげで、今日私たちの家には光と熱があります。私たちの時代のすべての産業企業と生産物は交流のおかげでのみ機能します。交流がなければ、現代文明の技術進歩は不可能です。

交流を得るには、いわゆる電気機械装置が使用されます。 誘導発電機…それらでは、何らかの方法で得られた機械エネルギーがローターに伝達され、ローターが回転し、その結果、ローターの回転の機械エネルギーが電磁誘導によって電気エネルギーに変換されます。

導電性フレーム内で磁石を回転させると、フレーム内で誘導が発生することを思い出してください。 交流電流… 発電機はこの原理で動作します。産業用発電機のみで、固定子はフレームの役割を果たし、磁石の役割は励磁コイルを備えた回転子、実際には回転する電磁石です。

産業用発電機のステーターは、内側に溝のあるリングの形をした巨大な鋼鉄構造です。これらのスロットには銅の三相巻線が敷設されます。すでに述べたように、磁場はローターによって生成されます。ローターは、ローター巻線の電流によって形成される 1 対 (ローターの公称速度に応じて複数のペア) の極を備えた鋼鉄コアです。ロータ巻線には励磁機から直流電流が供給されます。

2 極誘導オルタネータの概略図によれば、ロータの磁束が 1 回転に 1 回、その方向を変える間に、ロータの磁界の力線がステータ巻線の巻線を横切ることが容易に理解できます。ステータの同じ回転数に関して。

したがって、固定子巻線には脈動直流ではなく交流が生成されます。原子力発電所について話すと、発電機のローターは蒸気から機械的回転を受け、蒸気はローターに接続されたタービンのブレードに巨大な圧力で供給されます。蒸気 原子力発電所で 熱交換器を通して水に供給される核反応からの熱によって加熱された水から生成されます。

ロシアでは、ネットワーク内の交流の周波数は 50 Hz です。これは、2 極発電機のローターが 1 秒あたり 50 回転する必要があることを意味します。つまり、原子力発電所ではローターが 1 分間に 3000 回転するので、発生する電流の周波数は単純に 50 Hz となります。発生する電流の方向が変わります 正弦波（調和）の法則に従って.

発電機の巻線は 3 つの部分に分かれているため、交流は三相になります。これは、固定子巻線の 3 つの部分のそれぞれで、結果として生じる EMF が相互に 120 度位相がシフトしていることを意味します。発電所の生成電圧の実効値は、発電機の種類に応じて 6.3 ～ 36.75 kV になります。

電気エネルギーを長距離に伝えるには、 高圧送電線（PTL）…しかし、電気が変換されずに、発電機から来るのと同じ電圧で送られる場合、送電中のエネルギー損失は膨大になり、実際にはエンドユーザーには何も届きません。

実際、送電線のエネルギー損失は電流値の二乗に比例し、送電線の抵抗に直接比例します（「 ジュール・レンツの法則）。これは、より効率的な送電と配電を行うには、電流を同じ量だけ減らして輸送損失を大幅に減らすために、最初に電圧を数倍上げる必要があることを意味します。そして、増加した電圧のみが電力線に転送する意味があります。

そのため、電気はまず発電所から供給されます。 変電所へ... ここでは、電圧が110〜750 kVに増加し、その後初めて電力線に供給されます。しかし、ユーザーは 220 または 380 ボルトを必要とするため、送電線の終端では高電圧が変電所の助けを借りて 6 ～ 35 kV に降圧されます。

変圧器は家の近くの変電所に設置されているか、家に組み込まれています。ここで、電圧は再び 6 ～ 35 kV から 220 (380) ボルトに下がり、すでに消費者に配電されています。入力分配デバイスを介して、ワイヤとケーブルのネットワークがさまざまな部屋に分岐します。