Helt rätt Bo, finns fortfarande en del kvar som fortfarande är i drift. Uppbyggnaden är en vanlig FCJJ/ACJJ där man, troligen på grund av järnbristen under krigstiden, helt enkelt skippat det mekaniska skyddet som bestod av två järnband i motspiral samt jute. Skillnaden mellan dessa kablar och dagens med koncentrisk PEN är att blymanteln på lågspänningskablar var parallellkopplad med den isolerade PEN-ledaren, alltså ingen risk för PEN-ledaravbrott!Bo.Siltberg skrev:
Mycket fin artikel för övrigt!
Medlem
· Blekinge
· 10 512 inlägg
Är deta tänkt att gälla även för HVDC för krafttransmission?S Superrobban skrev:
Skogsägare
· Stockholm och Smålands inland
· 18 728 inlägg
Ser att den här fina serien kommit upp på startsidan igen. Välförtjänt för bra texter, @Bo.Siltberg.
Nåväl, vad jag tänkte på när jag skummade första delen var steget före det. Överföring från norr till söder. Varför det är svårt att föra över el till en landsända som inte har ett stabilt system i sig. Svängmassa, intermittent el, lagringskapacitet kontra daglig konsumtion. Den typen av grejer.
Jag vet inte om de sakerna är lika enkla i att det finns ett stabilt svar över tid eller om det är mer teknik-/utvecklingsberoende än nuvarande delar, men ändå. En del 0 vore intressant att se.
Nåväl, vad jag tänkte på när jag skummade första delen var steget före det. Överföring från norr till söder. Varför det är svårt att föra över el till en landsända som inte har ett stabilt system i sig. Svängmassa, intermittent el, lagringskapacitet kontra daglig konsumtion. Den typen av grejer.
Jag vet inte om de sakerna är lika enkla i att det finns ett stabilt svar över tid eller om det är mer teknik-/utvecklingsberoende än nuvarande delar, men ändå. En del 0 vore intressant att se.
Hobbyelektriker
· Värmland, Molkom
· 24 557 inlägg
Ledsen, jag får inte pyssla med så höga spänningar för Mamma.
Attans. Bo håller sig till "hushållsström"
Då får vi forska själva när det gäller högre spänningar.
För min del är jag speciellt fascinerad av brytarteknik. Har bara skummat lite på ytan, men förstått att det här med att kunna blåsa en ljusbåge och beakta t ex transientåtervändande spänning vid olika felfall, vågimpedanser och jordningstekniker är en hel vetenskap.
Då får vi forska själva när det gäller högre spänningar.
För min del är jag speciellt fascinerad av brytarteknik. Har bara skummat lite på ytan, men förstått att det här med att kunna blåsa en ljusbåge och beakta t ex transientåtervändande spänning vid olika felfall, vågimpedanser och jordningstekniker är en hel vetenskap.
Medlem
· Blekinge
· 10 512 inlägg
Det kan jag bara instämma. Jag har sysslat med hs-brytare i några år och visst är det fascinerande. SF6-ljusbågar lekte jag redan på universitetet med.
Bra jobbat med artikelserien!
Jag skulle vilja hjälpa till att utveckla (och nog ändra) varför tre faser har blivit så populärt (sidan 2 del 1), det är relevant för att förstå och grunden till allt som följer med 1-fas och 3-fas.
Enligt min mening har det ingenting med elmotorer att göra, det handlar om fysikaliska/matematiska principer som gör att det helt enkelt är det billigaste alternativet att överföra energi över längre avstånd om man tvunget ska ha AC. I vissa fall är högspänd likspänning, HVDC, ändå att föredra men det tänker jag inte är relevant för artikelserien.
Visst 3-fas är bra för elmotorer och många andra laster. 1-fas har sina begränsningar när det kommer till elmotorer (och även andra laster). Men 2, 4, 5, 6 osv. faser med rätt fasvinkel mellan och en lämplig motordesign ger också ett roterande magnetfält och motorn snurrar fint.
Låt mig exemplifiera med 1,2 och 3-fas:
1-fas
En nackdel med alla 1-fas laster är att effekten pulserar, den är inte konstant över en elektrisk period. Aktiv effekt för 1-fas kan uttryckas som P=U^2/R, där U är effektivvärdet av spänningen och R är den resistiva lasten. Kvadraten av den sinusformade spänningen ger en effekt som har samma kurvform som en helvågslikriktad 1-fas spänning. Dvs två pulser per elektrisk period, 100Hz vid 50Hz. Mekanisk effekt kan uttryckas som P=T*w, där T är moment och w (omega) är vinkelhastigheten. Elmotorer har oftast hög verkningsgrad om vi antar att den är 100%, P=T*w=U^2/R. Dvs om hastigheten är konstant och effekten in oscillerar så oscillerar också momentet kraftigt, det kan ändå vara acceptabelt i många små applikationer.
En annan nackdel med 1-fas är att det är ett ”dyrt sätt” att överföra energi, samma ström som går i fasen måste också ledas tillbaka genom en återledare/nolla. Dvs 2 ledare med samma tvärsnitt behövs.
2-fas
Två faser som ligger 90-grader förskjutna ger definitionsmässigt och matematiskt alla fördelar som 3-fas har. Man betraktar ofta 3-fas rent matematiskt som 2-fas (alpha-beta transform eller Clarke transform). Om transformer är komplicerat kan man ta en titt på den ”trigonometriska ettan” och betrakta samma sak med konstant roterande vektor i två faser, dvs konstant effekt.
2-fas har också nackdelen med att en återledare/nolla behövs, summan av strömmarna i de två faserna blir inte noll utan sqrt(2) större än fasströmmarna (sqrt(2)/2 = 0.707 per fas). Det är något bättre än 1-fas där återledaren/nollan behövde dimensioneras 1:1 mot fas.
3-fas
Ingen återledare/nolla behövs precis som beskrivits i artikelserien. Per fas med samma fasspänning och överförd effekt behövs alltså 2ggr mer total tvärsnittsarea dimensioneras för 1-fas och ca 1.71 gånger mer total tvärsnittsarea dimensioneras (fortfarande 3 ledare) för 2-fas. Som nämnts finns det elmotorer med fler faser än 3, det är av anledningar som inte är relevant för överföring av energi i elsystem, summan av strömmarna (behovet av återledare/nolla) kan inte bli mindre än noll.
Långt inlägg som kan sammanfattas med att 3-fas är det mest kostnadseffektiva sättet att dra kablar och ledningar för AC. Man får dessutom en jämn effekt som inte pulserar om man ser till den totala överföringen via de tre faserna.
Jag skulle vilja hjälpa till att utveckla (och nog ändra) varför tre faser har blivit så populärt (sidan 2 del 1), det är relevant för att förstå och grunden till allt som följer med 1-fas och 3-fas.
Enligt min mening har det ingenting med elmotorer att göra, det handlar om fysikaliska/matematiska principer som gör att det helt enkelt är det billigaste alternativet att överföra energi över längre avstånd om man tvunget ska ha AC. I vissa fall är högspänd likspänning, HVDC, ändå att föredra men det tänker jag inte är relevant för artikelserien.
Visst 3-fas är bra för elmotorer och många andra laster. 1-fas har sina begränsningar när det kommer till elmotorer (och även andra laster). Men 2, 4, 5, 6 osv. faser med rätt fasvinkel mellan och en lämplig motordesign ger också ett roterande magnetfält och motorn snurrar fint.
Låt mig exemplifiera med 1,2 och 3-fas:
1-fas
En nackdel med alla 1-fas laster är att effekten pulserar, den är inte konstant över en elektrisk period. Aktiv effekt för 1-fas kan uttryckas som P=U^2/R, där U är effektivvärdet av spänningen och R är den resistiva lasten. Kvadraten av den sinusformade spänningen ger en effekt som har samma kurvform som en helvågslikriktad 1-fas spänning. Dvs två pulser per elektrisk period, 100Hz vid 50Hz. Mekanisk effekt kan uttryckas som P=T*w, där T är moment och w (omega) är vinkelhastigheten. Elmotorer har oftast hög verkningsgrad om vi antar att den är 100%, P=T*w=U^2/R. Dvs om hastigheten är konstant och effekten in oscillerar så oscillerar också momentet kraftigt, det kan ändå vara acceptabelt i många små applikationer.
En annan nackdel med 1-fas är att det är ett ”dyrt sätt” att överföra energi, samma ström som går i fasen måste också ledas tillbaka genom en återledare/nolla. Dvs 2 ledare med samma tvärsnitt behövs.
2-fas
Två faser som ligger 90-grader förskjutna ger definitionsmässigt och matematiskt alla fördelar som 3-fas har. Man betraktar ofta 3-fas rent matematiskt som 2-fas (alpha-beta transform eller Clarke transform). Om transformer är komplicerat kan man ta en titt på den ”trigonometriska ettan” och betrakta samma sak med konstant roterande vektor i två faser, dvs konstant effekt.
2-fas har också nackdelen med att en återledare/nolla behövs, summan av strömmarna i de två faserna blir inte noll utan sqrt(2) större än fasströmmarna (sqrt(2)/2 = 0.707 per fas). Det är något bättre än 1-fas där återledaren/nollan behövde dimensioneras 1:1 mot fas.
3-fas
Ingen återledare/nolla behövs precis som beskrivits i artikelserien. Per fas med samma fasspänning och överförd effekt behövs alltså 2ggr mer total tvärsnittsarea dimensioneras för 1-fas och ca 1.71 gånger mer total tvärsnittsarea dimensioneras (fortfarande 3 ledare) för 2-fas. Som nämnts finns det elmotorer med fler faser än 3, det är av anledningar som inte är relevant för överföring av energi i elsystem, summan av strömmarna (behovet av återledare/nolla) kan inte bli mindre än noll.
Långt inlägg som kan sammanfattas med att 3-fas är det mest kostnadseffektiva sättet att dra kablar och ledningar för AC. Man får dessutom en jämn effekt som inte pulserar om man ser till den totala överföringen via de tre faserna.
Får du verkligen ett jämt roterande magnetfält med två faser? Jag har för mig att det behövs trefas för det. Men jag kan minnas fel.
Som Chrillekrut skrev så förutsätter tvåfas 90graders fasförskjutning. Enfas med mittpunktsjordning som är vanligt till bostäder i USA är inte tvåfas. Distributionen är trefas även i USA.
Nu är vi nog off topic, nu handlar det om elmotordesign och drivsystemoptimering som jag jobbar med. 😊Jag menar bara att 3-fas i elsystem/distributionssystem inte främst motiveras av motorer/generatorer. 1,2,3,4,5,6-fas används alla inom motortillämpningar beroende på applikation.
Motor/generator-konstruktionen med dess lindningslayout ger rumsvektorer, strömmarna i x antal faser ger strömvektorer. Det funkar bäst att ha dessa jämnt fördelade över 360 grader, 90 grader förskjutet i 2-fas, 120 förskjutet i 3-fas osv. I teorin finns det dock oändligt många dåliga lösningar med rumsvektorer som tillsammans med strömvektorer ger jämnt roterande magnetfält, ett skevt koordinatsystem kan korrigera för ett annat skevt koordinatsystem.
T.ex. går det fint att köra en vanlig 3-fas elmotor på två faser med en återledare/nolla från Y-koppling. Obs, rumskoordinaterna är inte längre samma eller ens symmetriska och vi måste ha en annan vinkel än 120 grader mellan våra kvarvarande faser för att kompensera så att magnetfältet roterar jämnt. Inte direkt applicerbart på elsystem där det inte går att ändra fasen men en tänkbar lösning som limp-home strategi i ett batteridrivet system med sin egen frekvensomriktare.
Motor/generator-konstruktionen med dess lindningslayout ger rumsvektorer, strömmarna i x antal faser ger strömvektorer. Det funkar bäst att ha dessa jämnt fördelade över 360 grader, 90 grader förskjutet i 2-fas, 120 förskjutet i 3-fas osv. I teorin finns det dock oändligt många dåliga lösningar med rumsvektorer som tillsammans med strömvektorer ger jämnt roterande magnetfält, ett skevt koordinatsystem kan korrigera för ett annat skevt koordinatsystem.
T.ex. går det fint att köra en vanlig 3-fas elmotor på två faser med en återledare/nolla från Y-koppling. Obs, rumskoordinaterna är inte längre samma eller ens symmetriska och vi måste ha en annan vinkel än 120 grader mellan våra kvarvarande faser för att kompensera så att magnetfältet roterar jämnt. Inte direkt applicerbart på elsystem där det inte går att ändra fasen men en tänkbar lösning som limp-home strategi i ett batteridrivet system med sin egen frekvensomriktare.
Och samtidigt utmärkt för industrins och för all del mycket annan verksamhets behov av robusta enkla asynkronmotorer. Du kommer aldrig förbi den historiken under elteknikens utveckling och trycket därifrån mot trefas oberoende övriga fördelar och optimum så du ändrar inte så mycket om det nu står så i Bos artiklar.C ChrilleKrut skrev:
Bra inlägg för att få mig att uttrycka mig lite skarpare, jag menar att historiebeskrivningen blir fel (hönan och ägget).GK100 skrev:
De här grundläggande teorierna utvecklades på flera håll i världen för runt 100 år sedan. Jättesmart idé, ändå relativt enkelt att visa matematiskt, så flera personer kom till samma insikt ungefär samtidigt när det var aktuellt. Det handlar om vinsterna i att överföra elektrisk AC-energi med 3ph som man förstod för runt 100 år sedan, det i sin tur har drivit att vi idag har många generatorer och laster för 3ph.
Men vi har alltså inte 3-fas energiöverföring idag pga att alla dessa laster kräver 3-fas. Om man komponent(sub)-optimerar generatorer och motorer för effekt och verkningsgrad med fritt antal faser kommer resultatet bli att man vill ha fler faser i generatorer och motorer. Alltså, hade det funnits inkommande 5-fas eller helst 6-fas så hade alla de robusta och enkla asynkronmotorerna ute i elnätet kunnat prestera bättre än de gör idag.
Redigerat:
Vad skulle bli bättre med fem eller sexfas? Med trefas får man ett roterande magnetfält utan rippel.
Relevant fråga, men off topic igen, tänker jag. Men nej, med inga fas-kombinationer (1,2,3,4,5,6 osv.) så får du ett konstant varierande magnetfält utan rippel i luftgapet mot rotorn. Nu ber du mig att ta det en nivå ner, jämnt roterande magnetfält i elmotorer som vi pratat om tidigare.. det existerar inte i verkligheten. 😉D Daniel 109 skrev:
Statorn är hårt diskretiserad av antalet spår med lindning/koppar och antalet tänder. Med fler faser är det möjligt att öka upplösningen och minska ”space harmonics” i luftgapet, likt diskretiserade full-HD jämfört med 4k på TVn.
Man kan läsa mer på en öppen källa som t.ex. här https://www.mdpi.com/1996-1073/13/2/496