为什么我国的工频是50HZ

fafayu · 发表于 2008-9-29 13:28:05

其实50H和60HZ的区别不是很大，没有实质性的问题。不过是发电机的转速略有差别。选择50HZ或60HZ，在一个国家里，总得一致。
      应当引起人们关注的倒是，为什么要采用50HZ或60HZ，而不是更高或更低。
      在电气系统里，频率是一个很重要的基本要素，并不是随意确定的。
      这一个问题看起来简单，实际上是一个比较复杂的问题，涉及的方面比较多，从原理上追朔，应当从麦克斯韦发现了经典电磁理论、赫兹为麦克斯韦的理论添上了至关重要的一笔、法拉第的法拉第电磁感应定律及其世界上第一台电磁感应发电机、英国工程师瓦特金首先制出了电动机，法国人皮克希制成了发电机、西门子发现了发电机的原理，发明了发电机，这是发电机领域的第一例实际应用等说起。
      此后人们发现总结出来的定理为，周期性地改变方向的电流叫做交流电，电流发生1个周期性变化的时间叫做周期，每秒电流发生变化的次数做频率，单位是赫兹（为了纪念赫兹的贡献）。交流电的频率为50（60）赫，电流方向每秒钟发生50（60）个周期性的变化，每秒改变的次数为100（120）次。
      电动机是根据通电线圈在磁场中转动的基本原理制成的。如果将电动机线圈两端加两个铜制滑环及分别与滑环接触的两个电刷就成为交流发电机（原理）。发电机是实现将机械能转化为电能的装置，需要原动机拖动。
      频率大小的确定与发电机、电动机及变压器等的构造、材料等有关。
      50赫的两极发电机的同步转速是3000转/分，而如果频率上升一倍达到100赫，那么同步转速将会是6000转/分。如此高的速度将会给发电机的制造带来很多问题，特别是转子表面的线速度太高，必将大大限制容量的增加。另外，从使用角度看，频率过高，使得电抗增加，电磁损耗大，加剧了无功的数量。譬如以三相电机为例，其电流大大下降，输出功率及转矩也大大下降，实在没有益处。另外，如果采用较低的频率譬如30赫，变压效率低，那么将不利于交流电的变压和传输。
      现代电力系统的频率即电力系统中的同步发电机产生的正弦基波电压的频率。频率是整个电力系统统一的运行参数，一个电力系统只有一个频率。我国和世界上大多数欧洲国家电力系统的额定频率为50Hz。美洲地区多数是60Hz。大多数国家规定频率偏差±0.1～0.3Hz之间。在我国，300万kW以上的电力系统频率偏差规定不得超过±0.2Hz；而300万kW以下的小电力系统的频率偏差规定不得超过±0.5Hz。由于大机组的运行对电力系统频率偏差要求比较严格，因此有些国家对电力系统故障运行方式的频率偏差也作了规定，一般规定在±0.5～±1Hz之间。超过允许的频率偏差，大机组将跳闸，这不利于系统的安全稳定运行。
      在电力系统内，发电机发出的功率与用电设备及送电设备消耗的功率不平衡，将引起电力系统频率变化。当系统负荷超过或低于发电厂的出力时，系统频率就要降低或升高，发电厂出力的变化同样也将引起系统频率变化。
      另外，我国电网的频率变化范围是±1Hz。因为频率调节惯量较大，范围小容易引起电网振荡，作过温控或恒压的人应该理解。在大网并网前，兰州地区的电网频率在50.5Hz以上，上海地区在49.5Hz左右。现在的大网并网有利于电网频率及电压稳定。
      载波频率越高，正弦波型越好，电机绕组的谐波越少。但是辐射干扰能量提高，干扰周边电气设备。
      电网频率的差异取决于人们的计算习惯，美洲的大规模发电较早，当时的计算工具主要是英制（12进制）计算尺，为便于计算，用60Hz，稍晚一点的规模电网都用10进制数据，50Hz更方便些。

fafayu · 发表于 2008-9-29 13:29:42

顺便附上世界各国电压等级及频率
阿根廷：电压:220V (单相) ，380V (三相)，频率:50Hz
巴西：电压:110/220V(单相) ，380/460V(三相)，频率:60Hz
加拿大：电压:120/240V (单相) ，208/240V (三相)；频率:60Hz
墨西哥：电压:127/220V (单相) ，220V (三相)；频率:60Hz
美国：电压:120/240V (单相) ，208/240V (三相)；频率:60Hz
澳大利亚 / 新西兰：电压:240/415V (单相) ，415V (三相)；频率:50Hz
香港：电压:120/220V (单相) ，220V (三相)；频率:50Hz
印度：电压:230V；频率:50Hz
印尼：电压:230V (单相) ，380V (三相) ；频率:50Hz
日本：电压:100/200V (单相) ，200V (三相)；频率:50Hz
韩国：电压:220 (单相) ，380 (三相)；频率:60Hz
马来西亚：电压:220-240V；频率:50Hz
菲律宾：电压:220V 频率:60Hz
新加坡：电压:230V (单相) 400V (三相) 频率:50Hz
台湾：电压:110/220V (单相) 220V (三相)频率:60Hz
泰国：电压:220V (单相) 380V (三相)频率:50Hz
越南：电压:120/220V (单相) 220V (三相)频率:50Hz
丹麦：电压:230V (单相) 380V (三相) 频率:50Hz
芬兰：电压:230V (单相) 380V (三相) 频率:50Hz
德国：电压:230V (单相) 380V (三相) 频率:50Hz
匈牙利：电压:230V (单相) 380V (三相) 频率:50Hz
立陶宛：电压:230V (单相) 380V (三相) 频率:50Hz
波兰：电压:230V (单相) 380V (三相) 频率:50Hz
斯洛伐克共和国：电压:230V (单相) 380V (三相) 频率:50Hz
斯洛文尼亚：电压:230V (单相) 380V (三相) 频率:50Hz
瑞典：电压:230V (单相) 380V (三相) 频率:50Hz
捷克共和国：电压:230V (单相) 380V (三相) 频率:50Hz
克罗地亚：电压:230V (单相) 380V (三相) 频率:50Hz
挪威：电压:230V (单相) 380V (三相) 频率:50Hz
瑞士：电压:230V (单相) 380V (三相) 频率:50Hz
乌克兰：电压:230V (单相) 380V (三相) 频率:50Hz
俄罗斯：电压:230V (单相) 380V (三相) 频率:50Hz

fafayu · 发表于 2008-9-29 13:33:26

日本电源标准的起源，在网上见到以下叙述：

“日本有两个周波数，关东是50赫兹，关西是60赫兹！怎么会有这种邪门事？很简单，日本人向老外学发电时，关东人跟欧洲人学，买50赫兹的发电机，而关西人则跟美国人学，买60赫兹的发电机！”

“关东指的是首都圈，也就是东京都23区和周围的神奈川，琦玉等好几个县的一部分，而关西指京阪神（京都，大阪，神户）及周围地区。”

兔八歌 · 发表于 2008-9-30 12:20:05

50HZ更经济可靠,同意一楼说法

shutter · 发表于 2008-10-10 02:17:15

60Hz的发电机转速都提高到3600转每分显然整个机组同样材料技术条件下直径要比50Hz机小汽轮机通流面积减小限制了容量，要做到同样容量对机械强度要求更高

mango · 发表于 2009-3-22 16:10:03

小日本比较怪，一半50Hz，一半60Hz

protection · 发表于 2009-3-22 17:20:57

2#正解。。。。。。。。。。。。。。。

nesta · 发表于 2009-3-30 15:37:36

又长了见识了！！！！

suner1986 · 发表于 2009-3-30 15:47:12

历史原因，呵呵

lotus_cao · 发表于 2010-6-1 22:50:31

频率大小的确定与发电机、电动机及变压器等的构造、材料等有关。
50赫的两极发电机的同步转速是3000转/分，而如果频率上升一倍达到100赫，那么同步转速将会是6000转/分。如此高的速度将会给发电机的制造带来很多问题，特别是转子表面的线速度太高，必将大大限制容量的增加。另外，从使用角度看，频率过高，使得电抗增加，电磁损耗大，加剧了无功的数量。譬如以三相电机为例，其电流大大下降，输出功率及转矩也大大下降，实在没有益处。另外，如果采用较低的频率譬如30赫，变压效率低，那么将不利于交流电的变压和传输。

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