पावर ग्रिड: एसी बनाम डीसी

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हम जानते हैं कि मुख्य रूप से ऐतिहासिक कारणों से हमारी दीवारों में अब 50/60 हर्ट्ज हैं - 100 साल पहले डीसी वोल्टेज को ऊपर / नीचे करने के कोई तरीके नहीं थे।

इन दिनों हमें सिर्फ उसी के कारण समस्या है - बेचे जाने वाले हर एक उपकरण के पास ~ 1uF कैप प्रति 1W शक्ति है इससे पहले कि वह PSU के पास पर्याप्त शक्ति हो जब हम 0. से गुजरें। (यह समस्या 3-चरण की शक्ति में मौजूद नहीं है, लेकिन यह मुख्यतः औद्योगिक अनुप्रयोगों में उपलब्ध है केवल AFAIK) + कैप्स में साइन चोटियों + इस सभी पीएफसी मेस को जीवित करने के लिए उच्च रेटेड वोल्टेज होना चाहिए।

क्या यह कहना सही है कि यदि हम आधुनिक पावर ग्रिड डिजाइन करते हैं, तो हम एसी को छोड़ देंगे, और हर जगह बस डीसी होगा? जहां तक मैं देख रहा हूं, इससे विश्वसनीयता में वृद्धि होगी और कई उपकरणों की लागत कम होगी।

power mains power-engineering

— BarsMonster
स्रोत

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@ लॉन हेलर मैं वास्तव में इस साइट पर चीजों के साथ कितना छोटा हूं, इससे आपको चिढ़ होने लगी है। यह वास्तव में जरूरत नहीं है। अगर आपको कुछ पसंद नहीं है तो आपको खुद को समझाने की जरूरत है।

— केलेंजेब

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एक अन्य विचार यह है कि प्रत्येक घर के लिए एक केंद्रीकृत, अच्छी तरह से डिज़ाइन किया गया SMPS है, और विशेष आउटलेट्स के लिए कुछ मानकीकृत डीसी वोल्टेज की आपूर्ति करता है, इसलिए आप टन की अकुशल दीवार मौसा और ईंट एडेप्टर पर तांबा और ऊर्जा बर्बाद नहीं कर रहे हैं।

— एंडोलिथ

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@endolith यह विचार है कि मैंने हमेशा प्यार किया है। तकनीकी कठिनाइयों की परवाह किए बिना डीसी को ग्रिड बदलने की रसद मुश्किल है। हमारे मौजूदा बुनियादी ढाँचे को रखना और सिर्फ SMPS को वितरित करना सबसे सस्ता मार्ग होगा। कोई कारण नहीं कि मकान अब इसे लागू नहीं कर सकते।

— कालेनजब

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इंटेल रिसर्च में गाय एले ने पिछले साल इस विषय पर लिखा था - डीसी - एक विचार जिसका समय आ गया है और चला गया है? - निम्नलिखित बुलेट बिंदुओं के साथ, 380VDC ग्रिड के समर्थन में:

7% ऊर्जा बचत बनाम उच्च दक्षता 415VAC; 28% बनाम वर्तमान विशिष्ट 208VAC

15% कम पूंजी लागत

15% कम पीएसयू घटक

33% डेटासेंटर अंतरिक्ष बचत

200% विश्वसनीयता में सुधार, जो बैटरी बस से सीधे जुड़ने पर 1000% हो जाता है

अन्य एसी बिजली की गुणवत्ता के मुद्दों के लिए सामंजस्य और स्वाभाविक रूप से प्रतिरक्षा का उन्मूलन

वैकल्पिक ऊर्जा उत्पादन के लिए प्राकृतिक आत्मीयता (फोटोवोल्टिक, और हवा आंतरिक रूप से ~ 400Vdc हैं, और जब आप एसी में परिवर्तित होने के लिए मजबूर होते हैं तो आप वास्तव में ऊर्जा और दक्षता खो देते हैं)

उन्होंने टिप्पणी में जोड़ा:

हमने बहुत जानबूझकर 380Vdc उठाया है क्योंकि आप दक्षता के लिए जितना खर्च कर सकते हैं उतना उच्च वोल्टेज प्राप्त करना चाहते हैं। एक ही समय में यह मानक केवल कम वोल्टेज अनुप्रयोगों को लक्षित कर रहा है (<600V)। हम उच्च स्तर पर चले गए, लेकिन 400Vdc और 420Vdc पर संरचनात्मक लागत बाधाएं हैं। 380Vdc पर हम समान वॉल्यूम पार्ट्स रेटिंग्स के साथ रहते हैं जो AC उपयोग कर रहा है और वर्तमान AC पावर सप्लाई कंपोनेंट वॉल्यूम के थोक पर पिग्गीबैकिंग की वॉल्यूम लागत लाभ प्राप्त करता है। मुझे यकीन है कि आप व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरणों पर महत्वपूर्ण लागत योजक +/- 340Vdc की सराहना कर सकते हैं, यही वजह है कि मानक लागत प्रभावी +/- 190Vdc वितरण के लिए अनुमति देता है। इस प्रकार हमारे पास उच्चतम दक्षता है फिर भी लागत प्रभावी मानक है। और अन्य उद्योगों, पीवी, पवन, इलेक्ट्रिक वाहनों और प्रकाश व्यवस्था के बीच संबंध के साथ,

उन्होंने एक इमारत (जैसे डेटा सेंटर) के भीतर एसी और डीसी दोनों के मिश्रित वितरण के विचार का भी उल्लेख किया है। उस पहल के बारे में अधिक जानकारी के लिए, EMerge Alliance वेबसाइट: http://www.emergealliance.org देखें ।

— एरिक सन
स्रोत

मुझे आश्चर्य है कि अगर घरों में 380 होना संभव है, तो बहुत खतरनाक होना चाहिए ...

— BarsMonster

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ठीक है, हमारे पास (डेनमार्क) के आसपास के सभी घरों में लगभग 400 वी एसी 3-चरण हैं, इसलिए यह निश्चित रूप से कोई खतरनाक नहीं है कि हम क्या कर रहे हैं।

— dren.dk

संभवत: वह घर के लिए फीडर के रूप में 380VDC का मतलब है। मुझे आश्चर्य है कि वास्तविक पारेषण / वितरण के लिए उसकी क्या योजनाएँ हैं। वह निश्चित रूप से हाई वोल्टेज डीसी (शायद रन की दूरी / लोड के आधार पर 3k-200k V) कर सकता है, लेकिन एक पोल ट्रांसफार्मर के लिए एक सस्ता और कुशल विकल्प के साथ आना होगा, जिसे 3k के आदेश पर कुछ परिवर्तित करना होगा- 30k VDC से 380VDC (एसी सिस्टम के समान वर्तमान स्तरों को मानते हुए)।

— मार्क

हां, यह +/- 190V (डेटा केंद्रों में, 24V आउटलेट्स के साथ) का एक स्थानीय ग्रिड है। यहाँ हाई वोल्टेज डीसी परियोजनाओं की विकिपीडिया सूची है: en.wikipedia.org/wiki/List_of_HVDC_projects

— Eryk Sun

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सुरक्षा। दीवार आउटलेट के माध्यम से एचवीडीसी होने के कारण स्मार्ट नहीं है। पहले स्विच किए बिना एक उच्च वर्तमान डिवाइस को अनप्लग करें यह एक विशाल चाप खींच लेगा

— BullBoyShoes
स्रोत

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एक फ्लाईबैक डायोड का उपयोग करें।

— एरिक सन

एसी की तरह - यदि आप सही समय में प्लग खींचते हैं, तो आप 380v काट लेंगे ...

— BarsMonster

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एसी आत्म हालांकि शून्य से 50/60 गुना एक सेकंड में बुझ जाता है। आप एचवीडीसी को एसी की तरह नहीं बदल सकते।

— बुलबॉय 21

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@ ईडीआईईईई - यह स्वयं भी प्रति सेकंड 100/120 बार बुझती है !

— स्टीवनव

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संक्षिप्त जवाब:

नहीं।

लंबा जवाब:

एक ट्रांसफॉर्मर का उपयोग करके वोल्टेज बदलने की आसानी के कारण दूरी पर बिजली वितरित करने के लिए एसी का लाभ होता है। डीसी बिजली को एक वोल्टेज से दूसरे में परिवर्तित करने के लिए एक बड़े कताई रोटरी कनवर्टर या मोटर-जनरेटर सेट की आवश्यकता होती है, जो मुश्किल, महंगा, अक्षम और आवश्यक रखरखाव है, जबकि एसी के साथ वोल्टेज को सरल और कुशल ट्रांसफार्मर के साथ बदला जा सकता है, जिसमें कोई हिलने वाले हिस्से नहीं होते हैं और बहुत कम रखरखाव की आवश्यकता है।

सुझाया गया पढ़ना:

धाराओं का युद्ध

— रूस के कैनिकोव्स
स्रोत

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आपको खुद बिजली संयंत्रों को भी देखना होगा। अधिकांश बिजली संयंत्र यांत्रिक माध्यमों से किसी प्रकार का एसी बनाते हैं। क्या ऐसे उच्च स्तर पर DC पावर ट्रांसमिशन के लिए, DC को कुशलतापूर्वक परिवर्तित करने के तरीके हैं?

— jsolarski

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@ डीन, एक सबस्टेशन के पास होने के साथ स्वास्थ्य जोखिम हैं? क्या आपका मतलब है इलेक्ट्रोक्यूटेड हो जाना?

— कोर्तुक

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@Andrejako, लोगों का मानना है कि चीजों का एक बहुत, विज्ञान के लिए छड़ी <3

— Kortuk

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@ चुंबकीय क्षेत्रों की संभावना मानव स्वास्थ्य को नुकसान पहुंचाती है। मैं व्यक्तिगत रूप से इसकी बकवास का भार समझता हूं।

— डीन

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मुझे लगता है कि यह जवाब गलत है। यदि आप विकिपीडिया पर एचवीडीसी पेज देखते हैं, तो डीसी ट्रांसमिशन के नुकसान यह हैं कि इसे एसी में बदलना होगा। डीसी के कारण एसी को चुना गया था, उस समय, ऊपर और नीचे की तरफ उतार-चढ़ाव का कोई कुशल साधन नहीं था। प्रौद्योगिकी के साथ, यह अब एक समस्या नहीं है। इन दिनों नई लंबी दूरी की पावर लिंक डीसी का उपयोग करके बनाई गई हैं, क्योंकि यह अधिक कुशल है।

— मास

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आप सही हो सकते हैं। एक बार डीसी ने अतीत में एक बड़ा फायदा उठाया। लेकिन जैसा कि डीसी-डीसी कन्वर्टर्स की लागत में गिरावट आई है, एसी के सापेक्ष लाभ गिरा है और कुछ मामलों में पार हो गया है। यदि हम आज एक नया पॉवर ट्रांसमिशन सिस्टम डिजाइन कर रहे थे, तो डीसी हर जगह सिस्टम की कुल लागत को कम कर सकता है।

समतुल्य शक्ति और वर्तमान स्तरों और विश्वसनीयता के लिए, डीसी को सर्किट ब्रेकर और फ़्यूज़ और लाइटनिंग अरेकर्स के लिए थोड़ा मजबूत भागों की आवश्यकता होती है; लेकिन एसी को कैस्केडिंग विफलता से बचने के लिए थोड़ी अधिक महंगी ट्रांसमिशन लाइनों और बिजली जनरेटर के बेहतर समन्वय की आवश्यकता होती है।

भले ही (ऐतिहासिक कारणों से) एसी उपकरण में डीसी उपकरणों पर बड़े पैमाने पर उत्पादन अर्थव्यवस्था-से-बड़े पैमाने पर फायदे हैं, कई हालिया लंबी दूरी की बिजली पारेषण प्रणालियों के डिजाइनरों ने स्पष्ट रूप से फैसला किया है कि उच्च-वोल्टेज डीसी (आमतौर पर 200,000 वीडीसी) का उपयोग करना कम है एसी का उपयोग करने की तुलना में शुद्ध प्रणाली की लागत।

भले ही (ऐतिहासिक कारणों से) कई हवाई जहाज और स्पेस शटल 400 हर्ट्ज 120 वीएसी का उपयोग करते हैं, अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन के लिए शुरुआती योजनाओं ने 20,000 हर्ट्ज 440 वीएसी वितरण शक्ति (!) का उपयोग करने के लिए कार्यक्रम की प्राथमिकताएं बदल दीं और इंजीनियरों को बदल दिया। 120 VDC पावर के लिए। ( मुकुंद आर। पटेल पृष्ठ 543)

Google ( ए , बी ) के लोगों ने डेस्कटॉप और सर्वर निर्माताओं को सुझाव दिया है कि यदि हम "12 वी-केवल आपूर्ति" पर स्विच करते हैं तो शुद्ध लागत नीचे जा सकती है जो एसी मेन पावर को 12 वीडीसी में बदल देती है, और फिर कंप्यूटर मदरबोर्ड को केवल 12 वीडीसी की आवश्यकता होती है , जो यह वर्तमान एटीएक्स बिजली आपूर्ति विन्यास की तुलना में वोल्ट्स के जो भी संग्रह की आवश्यकता होती है (अधिकांश लैपटॉप की तरह) के लिए नीचे कदम रखता है, जिसमें वोल्ट्स के मोटली वर्गीकरण के साथ तारों का एक मोटा बंडल होता है।

ली फेल्सनस्टीन और डगलस एडम्स और भी आगे गए हैं और पूछा है कि कोई मानक 12 वीडीसी वितरण प्रणाली विकसित करता है। ( सी , डी )

— davidcary
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एक और बिंदु है, जो मुझे जोड़ना पसंद है, हम अपनी राय में एसी को क्यों नहीं छोड़ सकते। लंबी पटरियों, विशेष रूप से केबलों को डीसी में बेहतर किया जाता है (क्योंकि अधिष्ठापन / कैपेक्टेंस के कारण जो लंबी दूरी पर संभालना महंगा होता है।)

बड़ी बात यह है, कि एचवीडीसी-लाइनें पॉइंट टू पॉइंट हैं। एक जालीदार डीसी ग्रिड एक पूरी कहानी है। यदि ग्रिड के किसी भी बिंदु पर कोई त्रुटि होती है, उदाहरण के लिए एक पेड़ लाइन पर गिर जाता है, तो पूरे जालीदार जाल नीचे होता है (वोल्टेज शून्य के करीब आ जाता है, और कन्वर्टर्स को बंद करना पड़ता है)।
एसी में प्रतिबाधा ज्यादातर अधिष्ठापन से प्रभावित होती है, इसलिए हमारे पास डीसी की तरह बहुत बड़ा अवरोध है, जहां प्रतिबाधा छोटे प्रतिरोध को पूरा करती है। यदि कोई पेड़ एसी-लाइन में गिरता है, तो उस बिंदु पर वोल्टेज शून्य है। लेकिन उच्च त्रुटि-वर्तमान और उच्च प्रतिबाधा एक बड़ा वोल्टेज बनाते हैं। तो बस यह रेखा बाहर है, अन्य (यदि बहुत निकट नहीं हैं) (लगभग) उनका सामान्य वोल्टेज है। डीसी में प्रतिबाधा बहुत कम होती है, इसलिए पूरे जालीदार ग्रिड में उतार-चढ़ाव शून्य के करीब पहुंच जाता है और न केवल एक लाइन बल्कि पूरे जाल नीचे हो जाता है। आपको यह भी पता होना चाहिए, कि एसी में बिजली उत्पादन और खपत का संतुलन फ़्रीक्वेंज़ी के माध्यम से किया जाता है। डीसी में यह वोल्टेज के माध्यम से किया जाता है। यह स्पष्ट करना चाहिए, कि वोल्टेज के साथ इतनी बड़ी समस्या बिल्कुल भी अच्छी नहीं है।
अगर कोई कम वोल्टेज के साथ इस नेट पर किसी भी महत्वपूर्ण शक्ति को ट्रांसफ़ेक्ट करना चाहेगा या वोल्ट को उच्चतर बनाना चाहेगा, तो बहुत बड़ी धाराओं की आवश्यकता होगी, इतनी बड़ी, कि लाइनें बस पिघल जाएंगी। इसलिए कन्वर्टर्स बंद (ब्लैकआउट) करते हैं और तब तक इंतजार करते हैं जब तक कि लाइन की मरम्मत और तैयार न हो जाए।

— काई
स्रोत

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संक्षिप्त उत्तर: इतनी जल्दी नहीं लंबे समय तक: ठोस राज्य कन्वर्टर्स बहुत अच्छे हैं। लॉन्ग हॉल ट्रांसमिशन के बहुत फायदे हैं। शॉर्ट हॉल शायद अभी भी ट्रांसफार्मर से लाभान्वित हैं।

— russ_hensel
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मुझे समझ में नहीं आता कि दोनों 'इतनी जल्दी नहीं हैं' और दूसरे भाग में क्या कहा गया है ... दोनों ठोस राज्य कन्वर्टर्स और ट्रांसफार्मर अच्छे हैं ???? : - |

— BarsMonster

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अतिरिक्त जानकारी: दुनिया में कुछ डीसी बिजली लाइनें हैं। उदाहरण के लिए, इटाहिपु में एचवीडीसी लाइन लें , यह दुनिया में सबसे महत्वपूर्ण एचवीडीसी प्रतिष्ठानों में से एक है। यह 780 किमी लंबाई के साथ 6300 मेगावाट की लाइन है।

— arthur.b
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यह संभवतः ध्यान दिया जाना चाहिए कि एचवीडीसी की इस तरह की स्थापना सामान्य रूप से अन्य कारणों से की जाती है, अर्थात् बहुत लंबी बिजली लाइनों की समाई को चार्ज करने से बड़ी प्रतिक्रियाशील धाराएं बनती हैं, जो प्रतिरोधक नुकसान का कारण बनती हैं। यह कम बिजली लाइनों के लिए एक समस्या का ज्यादा नहीं है, लेकिन जब आपके पास बहुत लंबी-लंबी बिजली लाइनें होती हैं, जिनकी लंबाई के साथ स्थानों पर बिजली की आपूर्ति के लिए नल नहीं होते हैं, तो यह वास्तव में लागत प्रभावी हो जाती है।

— कॉनर वुल्फ

डीसी लिंक को चुने जाने का सामान्य कारण एसी ट्रांसमिशन के क्षेत्रों को उप-विभाजित करना है ताकि उन्हें प्रबंधित करना आसान हो (जैसे प्रशांत इंटरटी)। या ब्रिटेन और फ्रांस के बीच। वे विभिन्न आवृत्तियों या चरणों वाले क्षेत्रों को आपस में जोड़ सकते हैं।

— केविन व्हाइट