كهرباء عامة

ما سبب استخدام نظام 50 أو 60 هرتز؟

ما سبب استخدام نظام 50 أو 60 هرتز؟ سؤال يراود الجميع عن ماهية استخدام نظام 50 أو 60 هرتز وليس ترددات أعلى كـ 100 هرتز مثلاً.

سنتعرف في هذا المقال على الأسباب المباشرة التي أدت إلى اعتماد الدول على نظامي 50 أو 60 هرتز.

ماذا يحدث عند تغير تردد الشبكة؟

بداية علينا أن نعلم أن هناك متحكم يسمى بالـ governor وهو الجزء المسؤول عن تساوي سرعة المولد مع تردد الشبكة الموحدة بحيث نحصل على سرعة تزامنية بين تردد المولد وتردد الشبكة.

للتعرف أكثر اطلع على ما هو المنظم (Governor)؟ وكيف يمكنه التحكم في التردد؟

لكن إذا ارتفع تردد المولد عن الحد المسموح به، هذا يعني زيادة سرعة دورانه، ما قد يؤدي إلى تحطمه، بينما عند انخفاض التردد سوف يتسبب في انخفاض الجهد، ما يؤثر بشكل سلبي على مساعدات المحطة واحتراق المولد.

وفي تلك الحالتين (ارتفاع وانخفاض التردد) سوف يحترق المولد، لذلك لا بد من تثبيت تردد المولد وتردد الشبكة الموحدة على قيمة ثابتة بواسطة منظم governor.

ما سبب استخدام نظام 50 أو 60 هرتز؟

هناك عدة أسباب أدت إلى استخدام هذه القيم تحديداً، وتجنب استخدام ترددات أعلى من ذلك في أنظمة شبكات الكهرباء.

ويمكن فهم ذلك بالتمعن في المعادلة التالية:

F= (ns*p) / 120

أن أردنا رفع التردد إلى 200 هرتز مثلاً، يمكن تحقيق ذلك بإحدى الطرق الآتية:

  • الأولى: بزيادة سرعة الدوران ns، وهذا يحتاج إلى كمية طاقة أكبر من أجل زيادة نفس كمية الكهرباء المتولدة، بالتالي نحتاج إلى تصميم أقوى لتحمل قوة السرعة العالية.
  • الثانية: بزيادة عدد الأقطاب p في المولد، ما يزيد من حجم المولد بشكل كبير.

ومن هنا استنتجنا أن كلاهما لا يصلح العمل بهما، لأنهما تسببوا في زيادة حجم المولد والحاجة إلى قوة تحمل أكبر.

ناهيك عن تأثر كفاءة النقل باستخدام الترددات العالية، حيث سيؤدي ذلك إلى ازدياد نسبة الفقد وانخفاض الكفاءة والجهد أيضاً، وذلك لأن قيم المعاوقات في خطوط النقل ستزيد وهذا يزيد من نسبة هبوط الجهد.

𝑣𝑜𝑙𝑡𝑎𝑔𝑒 𝑑𝑟𝑜𝑝=𝐼∗𝑍, 𝑋 𝛼 𝐹

كذلك يؤثر ارتفاع التردد على ازدياد ظاهرتي (Skin effect, Corona).

للأسباب التي تم ذكرها، استقرت معظم دول العالم على استخدام نظامي 50 هرتز أو 60 هرتز، فهناك دول تعمل على 60 هرتز كالولايات المتحدة، ودول أخرى تعمل بنظام 50 هرتز كدول أوروبا ودول أفريقيا ومنها مصر، وهناك دول تعمل بالنظامين كاليابان والسعودية.

تصنيف الدول حسب نظام 50 أو60 هرتز

اقرأ أيضاً:

المصدر: هندسة القوى الكهربائية- أ.د محمود جيلاني

فريق التحرير

فريق تحرير موقع فولتيات يضم عدة متخصصين في مجال الكهرباء على قدر من الكفاءة ويحملون شهادات علمية وخبرات عملية في المجال، وجدنا هنا لخدمتكم في أول موقع عربي متخصص في مجال الكهرباء بكافة فروعها وتطبيقاتها.

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى