Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
TermopastyTermopasty
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Dlaczego USA nie wykorzystuje zasilania 230V tak jak (prawie) wszyscy?

TechEkspert 09 Kwi 2016 23:03 77256 122
  • Dlaczego USA nie wykorzystuje zasilania 230V tak jak (prawie) wszyscy?
    Pytanie o standard zasilania 120V 60Hz AC w USA jest częstym powodem nieporozumień. Po pierwsze nie tylko USA wykorzystuje w domowej instalacji elektrycznej napięcie 120V. W zależności od kraju występują też różnice w "wyższych" napięciach zasilających, istnieją standardy 200V, 220V, 230V, 240V, 50Hz/60Hz.

    Poza tym prawie wszystkie budynki w USA posiadają na przyłączu zasilanie 240V AC. Zasilanie 240V AC dostępne jest także na wybranych gniazdach w domu. Gniazda z dostępnym zasilaniem 240V AC dostarczają energii do odbiorników pobierających większą moc (pralki, piekarniki). Odbiorniki małej mocy, takie jak lampki, laptopy, ładowarki nie potrzebują dostępu do gniazd z 240V i wykorzystują zasilanie 120V AC.


    Dla osób zaskoczonych faktem, że w systemie 120V dostępne jest 240V - krótkie wyjaśnienie: strona wtórna transformatora zasilającego budynek posiada na środku uzwojenia odczep połączony z przewodem neutralnym. Przewód neutralny jest uziemiony w skrzynce bezpiecznikowej, natomiast dwa skrajne końce uzwojenia dostarczają zasilanie do dwóch przewodów fazowych (fazy napięć przesunięte względem siebie o 180°). W większości przypadków wykorzystywany jest jeden z przewodów fazowych oraz przewód neutralny dostarczając napięcie 120V AC co umożliwia pobieranie mocy 1800W (15A 120V). Dla urządzeń większej mocy wykorzystywane są oba przewody fazowe, co pozwala na pracę z napięciem 240V i pobieranie mocy 3600W (15A 240V). 240V może zostać dostarczone do określonych gniazd lub doprowadzone na stałe przewodami do zacisków urządzenia.

    Powodem historycznym dla faktu, że USA pozostało przy zasilaniu 120V, jest stosowany w przeszłości system oświetlenia z żarnikiem węglowym. Przed wprowadzeniem oświetlenia z żarnikiem wolframowym duża infrastruktura zasilająca 120V została już zbudowana. Zasilanie 120V AC pozostało standardem.
    USA posiada bardzo dużą sieć energetyczną i nic nie zapowiada zmian obecnych standardów.

    UK jest jednym z przykładów, gdzie przebudowano sieć energetyczną. Wewnątrz wtyczek zostały wbudowane bezpieczniki zamiast łączenia każdego gniazda osobno z rozdzielnicą i zabezpieczeniem. Jest to powód odmienności gniazd w UK w porównaniu z pozostałą częścią Europy.

    Dlaczego USA nie wykorzystuje zasilania 230V tak jak (prawie) wszyscy?

    Czy potrzebujemy jednolitego globalnego standardu zasilania odbiorów użytkownika końcowego?

    Nie ma sensu zmieniać wszystkiego tylko po to, aby wszędzie stosowany był taki sam standard zasilania. Takie zmiany byłyby bardzo kosztowne. Wiele urządzeń (szczególnie z zasilaczem impulsowym) akceptuje zakres napięć zasilania przemiennego 220-240V, czasem nawet 90V-240V. W niektórych urządzeniach można odnaleźć przełączniki pozwalające na ustawienie określonego napięcia zasilania. Sensowna jest standaryzacja wymiany energii pomiędzy systemami przesyłowymi krajowych sieci energetycznych, a także sieci przesyłowych, aby możliwe było łatwiejsze wykorzystanie zagranicznego sprzętu stosowanego w sieci przesyłowej.

    Źródło:
    http://www.electronicproducts.com/Power_Produ...use_220V_like_everyone_else_in_the_world.aspx

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    TechEkspert
    Redaktor
    Offline 
    W moich materiałach znajdziecie testy i prezentacje sprzętu elektronicznego, modułów, sprzętu pomiarowego, eksperymenty. Interesuje mnie elektronika cyfrowa, cyfrowe przetwarzanie sygnałów, transmisje cyfrowe przewodowe i bezprzewodowe, kryptografia, IT a szczególnie LAN/WAN i systemy przechowywania i przetwarzania danych.
    Specjalizuje się w: elektronika, mikrokontrolery, rozwiązania it
    TechEkspert napisał 3050 postów o ocenie 2192, pomógł 8 razy. Jest z nami od 2014 roku.
  • TermopastyTermopasty
  • #3
    TechEkspert
    Redaktor
    W USA wygląda też nieco inaczej sieć dystrybucyjna.
    W Polsce jesteśmy przyzwyczajeni do stacji trafo, do której doprowadzone jest 3f 15kV i dalej rozprowadzone jest 3f 400V (międzyfazowo), 3x 230V (względem przewodu neutralnego). 400V rozprowadzone jest napowietrznie lub kablem ziemnym do odbiorców.
    Transformator w terenach miejskich może znajdować się w mniejszym lub większym budynku lub kontenerze, czasami wbudowany jest w konstrukcję budynku mieszkalnego lub biurowego.
    W terenach mniej zurbanizowanych transformator zwykle umieszczony jest na słupie, do którego 15kV doprowadzone jest napowietrznie (czasami kablem ziemnym), podobnie 400V odprowadzone jest napowietrznie lub czasami kablem ziemnym. Nierzadko trafiamy tutaj na moce transformatorów 100kVA, 250kVA, 400kVA, 1MVA.

    Dla USA na otwartych przestrzeniach charakterystyczne są transformatory o mocy kilku-kilkudziesięciu kVA w postaci beczki umieszczone na słupie: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Polemount-singlephase-closeup.jpg


    Link


    Nietypowym jak na nasze warunki pomysłem jest SWER (single wire earth return) czyli w skrócie transformatory na słupach na otwartej przestrzeni, do których został doprowadzony jeden przewód z napięciem przemiennym kilkanaście kV. Drugi zacisk uzwojenia pierwotnego jest uziemiony. Uzwojenie wtórne zasila odbiorców domowych niskiego napięcia. W ten sposób obwód po miedzy uzwojeniem pierwotnym transformatora dystrybucyjnego na słupie a uzwojeniem wtórnym transformatora izolacyjnego zamyka się przez ziemię.

    Stąd czasami widoczne odtworzone na filmach efektowne wybuchy i snopy iskier, gdy zostanie przewrócony słup z transformatorem dystrybucyjnym, lub zostanie zerwana lub przeciążona linia zasilająca.

    Tutaj nagrania z rzeczywistych sytuacji:

    Link


    Link


    Olej którym zalany jest transformator, po zapaleniu może dość szybko podpalić wszystko w okolicy:

    Link
  • #4
    oskar777

    Poziom 26  
    Skoro to taka tykająca bomba na słupie to czemu z tego nie zrezygnują? przecież to może puścić z dymem okoliczne budynki a jak takie coś jest w lesie to nie chce myśleć nawet o tym.
  • #5
    nici
    Poziom 36  
    Świetny i rzeczowy artykuł . Swoją drogą ciekawiło mnie dlaczego mają inne napięcie.

    Gratulację!
  • TermopastyTermopasty
  • #6
    TechEkspert
    Redaktor
    oskar777 napisał:
    Skoro to taka tykająca bomba na słupie to czemu z tego nie zrezygnują? przecież to może puścić z dymem okoliczne budynki a jak takie coś jest w lesie to nie chce myśleć nawet o tym.


    Być może chodzi o łatwość skalowania sieci i szybkich zmian.
    Prowadzą sieć 2-19kV przewodem napowietrznym, następnie tam gdzie potrzeba montują transformator na słupie i prowadzą niskie napięcie do mieszkań.
    Gdy pojawią się kolejni odbiorcy lub zapotrzebowanie na większą moc - dokładają kolejne transformatory lub wymieniają na transformator o większej mocy.

    Moje subiektywne odczucie jest takie, że w Polsce sieć energetyczna jest bardziej ustandaryzowana i być może nieco bardziej bezpieczna. Być może miejscami sieć w Polsce jest nieco przeskalowana (np. zbyt duża moc transformatora w stacji), ale wolę więcej rozgałęzień 400V 3f niż mieć za oknem linię o napięciu kilkunastu kilowoltów i transformator na słupie wypełniony olejem.
    Na osiedlach ostatnio pojawiają się małe stacje kontenerowe przy budynku, w przeciwieństwie do popularnych budynków z transformatorem większej mocy zasilającym kilka bloków w okolicy.

    Skutki wichur pokazują że najbardziej cierpią odbiorcy na terenach mniej zurbanizowanych z rozległą siecią 15kV i transformatorach na słupach (podobnie jak w USA tylko większe moce i mniej rozproszona konstrukcja).
    Miasta zwykle słabiej odczuwają skutki wichur, gdyż stacje 15kV/0.4kV zasilane są zwykle kablem ziemnym (często w pierścieniu). Ew. uszkodzenia napowietrznych linii 0.4kV odłączają pojedyncze grupy odbiorców.

    Oczywiście patrzymy tutaj na odbiorców grupy IV i V <1kV, ciekawe jak wyglądają różnice dla odbiorców grupy I, II, III po między Polską a USA.
  • #7
    Tommy82
    Poziom 40  
    @oskar777
    Taki mają klimat. A bardziej na serio to jest dla nich coś z czym maja do czynienia od zawsze tzn taki stan zastany. Może nawet nie patrzą na to w takich kategoriach. Bo odwracając sprawę napięcie 120 V wydaje się bezpieczniejszym dlaczego my stosujemy 230?

    @TechEkspert

    Wichurze to w sumie jeden pic jaką linie uszkadza.
    Natomiast wiele małych transformatorów na pewno wychodzi drożej (suma sumarum) za to w razie czego zawsze lepiej wymienić kilka małych niż jeden wielki prościej mieć na magazynie szereg małych.
    U nas jak coś walnie w zasadzie do poziomu transformatora w okolicy to cala okolica prądu nie ma
    a tam zawsze jest jeden poziom awarii który jest rozproszony dzięki czemu sąsiedzi maja prąd.
    I zawsze można się jakoś poratować.
  • #8
    andrzej lukaszewicz
    Poziom 39  
    A dlaczego angole i pół swiata jeździ po lewej stronie drogi, szerokość torów jest zróżnicowana w wielu krajach, nadal używany system calowi i metryczny, systemy TV i video itd.
    Jak widać te same rzeczy można było zrobić na wiele sposobów.
    Zasilanie napieciami 110,115, 127 V używane jest w wielu krajach ( Libia, Indonezja, Arabia Saudyjska i inne) , a szczególnie w Ameryce Środkowe i Południowej. Ponad 120-milionowa Japonia ma zasilanie 100VAC i tez daja radę.
  • #9
    janusz2k
    Poziom 14  
    W USA także jest dostępne napięcie 3-fazowe - np do silników trójfazowych, ale niewykorzystywane w gospodarstwach domowych, tylko w fabrykach i manufakturach.
  • #10
    rafbid
    Poziom 32  
    Tommy82 napisał:
    dlaczego my stosujemy 230?
    Dostosowaliśmy się wartości "europejskiej''
    janusz2k napisał:
    W USA także jest dostępne napięcie 3-fazowe
    Z jakim napięciem?
  • #11
    hobbyelektronik
    Poziom 27  
    Należy wspomnieć że przy stosowaniu napięcia 230V oszczędzamy na miedzi, przekroje przewodów są o pół mniejsze.
  • #12
    a_noob
    Poziom 22  
    Infrastruktura energetyczna w USA jest stara, zaniedbana i zacofana. Mają gigantyczne straty na samym przesyle energii elektrycznej, jednak zmiana całej sieci wiąże się w obecnych czasach ze zbyt wielkimi kosztami (pomijając już odbiorniki u konsumentów). Dlatego siedzą i patrzą się jak masa energii idzie na podgrzewanie przewodów i transformatorów nim dojdzie do odbiorcy.
  • #13
    adria5n
    Poziom 14  
    A które kopnięcie prądem boli bardziej?
  • #14
    michalko12
    Specjalista - Mikrokontrolery
    a_noob napisał:
    Infrastruktura energetyczna w USA jest stara, zaniedbana i zacofana. Mają gigantyczne straty na samym przesyle energii elektrycznej, jednak zmiana całej sieci wiąże się w obecnych czasach ze zbyt wielkimi kosztami (pomijając już odbiorniki u konsumentów). Dlatego siedzą i patrzą się jak masa energii idzie na podgrzewanie przewodów i transformatorów nim dojdzie do odbiorcy.

    Powinni co 10-20 lat podnosić napięcie o kilka % tak żeby powoli dojść do jakiejś sensownej wartości. Takie okresy pozwalają na zużywanie się starego sprzętu, a nowy może już być produkowany na większe napięcie z większą tolerancją. Wymiana infrastruktury prędzej czy później i tak musi nastąpić, bo też się starzeje i zużywa.
  • #15
    a_noob
    Poziom 22  
    michalko12 napisał:
    Powinni co 10-20 lat podnosić napięcie o kilka % tak żeby powoli dojść do jakiejś sensownej wartości. Takie okresy pozwalają na zużywanie się starego sprzętu, a nowy może już być produkowany na większe napięcie z większą tolerancją. Wymiana infrastruktury prędzej czy później i tak musi nastąpić, bo też się starzeje i zużywa.

    Takich tęgich głów jak nasze nie brakuje ;) ale ktoś by musiał jeszcze zmienić w czyn te pomysły, a to już inna bajka.
  • #16
    Tommy82
    Poziom 40  
    Moja prababcia która przeżyła większość wojen XX wieku (niemal wszystkie bo jak bracia Wright lecieli i Titanic płynął była już na świecie) miała taki wierszyk za mały byłem żeby zapamiętać w całości (choć Z piersi młodej się wyrwało i Pąki białych róż pamiętam ale babcia śpiewała ze Janek padł pod Lwowem nie pod jarem) chodziło o to ze kot myszy nękał:
    I wstaje mysz uczona:
    Przywiązywać mu dzwonek do ogona.
    Puenta była taka acz rymowana: kto to ma zrobić?
  • #17
    koczis_ws
    Poziom 27  
    Tommy82 napisał:
    @oskar777 ...
    Natomiast wiele małych transformatorów na pewno wychodzi drożej (suma sumarum) za to w razie czego zawsze lepiej wymienić kilka małych niż jeden wielki prościej mieć na magazynie szereg małych. ...


    Jest jeszcze jedno. Jak pamiętam z lekcji elektrotechniki sprawność maszyn elektrycznych rośnie z ich mocą.
  • #18
    vodiczka
    Poziom 43  
    adria5n napisał:
    A które kopnięcie prądem boli bardziej?
    A jak sądzisz? :)
    Im niższe napięcie tym prąd mniej niebezpieczny i odczucie po bliskim kontakcie mniej bolesne.
    W domu, bodajże do 1960 roku miałem napięcie 120V i mimo kilkakrotnego kopnięcia nie czułem respektu przed prądem.
    Do czasu aż u dziadków popieściło mnie 220V.
  • #19
    oshii
    Poziom 20  
    koczis_ws napisał:
    Jest jeszcze jedno. Jak pamiętam z lekcji elektrotechniki sprawność maszyn elektrycznych rośnie z ich mocą.

    Dopóki USA mają najtańszą energię w całym cywilizowanym świecie, nikt nie będzie się przejmował, czy można urwać kilka procent sprawności w kilku miejscach.
  • #20
    mefist
    Poziom 11  
    TechEkspert napisał:
    zależności od kraju występują też różnice w "wyższych" napięciach zasilających, istnieją standardy 200V, 220V, 230V, 240V


    U mnie w gniazdku występuje jeszcze 252V ;)
  • #21
    Sofeicz
    Poziom 18  
    andrzej lukaszewicz napisał:
    Ponad 120-milionowa Japonia ma zasilanie 100VAC i tez daja radę.


    Żeby było śmieszniej, część Japonii ma częstotliwość sieci 50 Hz a część 60 Hz.
    Na styku tych obszarów funkcjonują gigantyczne falowniki dopasowujące te częstotliwości.
    To dopiero jest jazda po bandzie.
  • #22
    michał_bak
    Poziom 17  
    oshii napisał:
    Dopóki USA mają najtańszą energię w całym cywilizowanym świecie, nikt nie będzie się przejmował, czy można urwać kilka procent sprawności w kilku miejscach.

    To prawda, podobnie jest z samochodami które miały takie pojemności, że aż w głowie mogło się zakręcić.
    Amerykanie mają specyficzny stosunek do środowiska, widzą zagrożenie dla Puszczy Białowieskiej nie widzą tego do czego doprowadzili np. zaporą Hoovera.
  • #23
    amator2000
    Poziom 21  
    Zaś mnie najbardziej podobają się wtyczki angielskie - wzór przemysłowego wzornictwa i ten piękny bezpiecznik w każdej.
  • #24
    kkknc
    Poziom 43  
    michał_bak napisał:

    Amerykanie mają specyficzny stosunek do środowiska, widzą zagrożenie dla Puszczy Białowieskiej nie widzą tego do czego doprowadzili np. zaporą Hoovera.

    Bo na każdym kroku wbija się im do głowy, jaki to postęp i do tego wolny rynek, który pomógł przełamać monopol Rockefeller na naftę oświetleniową dla domów. A był tak potężny, że mógł obalić całe USA. Dlatego Roosevelt tak uroczyście otwierał zaporę.
  • #25
    nici
    Poziom 36  
    amator2000 napisał:
    ten piękny bezpiecznik w każdej


    a ja już widzę jak w Polsce , Nasi obywatele po spaleniu takowego pomysłowo licują czym popadnie :]
  • #26
    hobbyelektronik
    Poziom 27  
    Nawet obecnie w USA wytwarzana jest energia elektryczna przy częstotliwości 25, 30 i40Hz dla niektórych zastosowań, należy podkreślić, że w Ameryce Północnej nie
    ma nadal formalnej akceptacji częstotliwości 60Hz jako wielkości standardowej. W odróżnieniu od Europy, gdzie częstotliwość 50Hz została formalnie zatwierdzona przez zawarcie traktatu między poszczególnymi krajami, w Ameryce Północnej jest stosowana jedynie na mocy konsensusu.
  • #27
    bernanio
    Poziom 13  
    jak czytam to trochę z niedowierzaniem,
    prawda taka, że u Nas w PL średnie 15kV, czasami jeszcze w niektórych miejscach 30kV, 10kV, 6kV, 3kV
    na stacjach pola odpływowe SN mają zabezpieczenia: przeciążeniowe (mały prąd, długi czas), zwarciowe (duży prąd, krótki czas (0,1 do 0,3s)), zieminozwarciowe (kondukatancyjne, admitancyjne)
    W przypadku linii napowietrznych jest ustalany cykl SPZ (samoczynne ponowne załączenie) 1-krotny lub 2-krotny w przypadku zadziałania zabezpieczenia przeciążeniowego lub ziemnozwarciowego
    W przypadku amerykańskich linii nie ma takiej opcji diagnostyki, nawet nie widzę opcji sprawdzenia, czy dana linia jest przeciążona, czy doziemiona, skoro zasilanie jest 1 fazą średniego i bednarką przy słupie (jeszcze na terenie piaszczystym :P)
    Jednak w "zacofanym" PL masz standardowo np 40kW mocy przyłączeniowej
  • #28
    koczis_ws
    Poziom 27  
    Akurat dzisiaj w TV oglądałem program "Śmierć na 1000 sposobów" (amerykański) , w którym pokazano jak dziewczyna szła boso po mokrym chodniku , dotknęła się zakopanego w ziemi metalowego słupa i została porażona na śmierć. Strasznie jestem ciekaw jak to możliwe? A jeśli tak to strach jechać do Ameryki :D
  • #29
    bernanio
    Poziom 13  
    Występuje takie zjawisko jak napięcie krokowe, różnica potencjałów odkłada się po długości ziemi.
    w Polsce jest znacznie bezpieczniej, bo każdy upływ prądu przez ziemię z linii SN czy WN jest traktowany jako ziemnozwarciowy i następuje wyłączenie linii. Nie mniej zjawisko jak wystąpi to przez jakieś 0,5 sekundy, zanim zadziała zabezpieczenie ziemnozwarciowe
  • #30
    akajarz
    Poziom 23  
    koczis_ws napisał:
    Akurat dzisiaj w TV oglądałem program "Śmierć na 1000 sposobów" (amerykański) , w którym pokazano jak dziewczyna szła boso po mokrym chodniku , dotknęła się zakopanego w ziemi metalowego słupa i została porażona na śmierć. Strasznie jestem ciekaw jak to możliwe? A jeśli tak to strach jechać do Ameryki

    Jest to możliwe, bo jeżeli z transformatora "beczki" jest pobierana jakaś moc to i napięcie się odkłada na uziemieniu, które przecież nie jest idealne. A nie daj Boże to uziemienie się zepsuje to nieszczęście na 100% jest. U nas to nie do pomyślenia, ale amerykanie to potęga, oni niczego się nie boją, jak widać nawet prądu.