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標題: 工頻電為何確定為50或60赫茲？ [打印本頁]
作者: hc2003    時間: 2015-12-9 21:46
標題: 工頻電為何確定為50或60赫茲？
其實50H和60HZ的區別不是很大，沒有實質性的問題。不過是發電機的轉速略有差別。選擇4 d- j+ V6 n) q- W% Z
　　50HZ或60HZ，在一個國家里，總得一致。% q3 |# V3 ?5 ^  U9 ^, F* H
　　
1 n0 x+ l2 v0 o' L　　應當引起人們關注的倒是，為什么要采用50HZ或60HZ，而不是更高或更低。
! B- `( j3 s; ?4 U　　
: Y" T1 I% u( r' M2 [9 q% {　　在電氣系統里，頻率是一個很重要的基本要素，并不是隨意確定的。
  f6 a7 X: V! s6 {3 @! R6 Z　　
/ ?, A5 P, l3 u* u: ^- ]1 _4 s　　  F! }9 j+ i( z4 ?  b8 h
　　這一個問題看起來簡單，實際上是一個比較復雜的問題，涉及的方面比較多，從原理上追朔，應當從麥0 S' i  P7 ^/ f$ F3 h
　　克斯韋發現了經典電磁理論、赫茲為麥克斯韋的理論添上了至關重要的一筆、法拉第的法拉第電磁感應定律及其世界上第一臺電磁感應發電機、英國工程師瓦特金首先制出了電動機，% A. B) H* h+ c1 {7 w
　　法國人皮克希制成了發電機、西門子發現了發電機的原理，發明了發電機，這是發電機領域的第一例實際應用等說起。
3 N2 Z& o1 _6 T# O1 ?4 `/ G% Q　　
+ }# N# t% j+ i- z; [) K　　此后人們發現總結出來的定理為，周期性地改變方向的電流叫做交流電，電流發生1
5 C; q6 d, ]' @+ a. C. D7 E　　個周期性變化的時間叫做周期，每秒電流發生變化的次數做頻率，單位是赫茲（為了紀念赫茲的貢獻）。交流電的頻率為
4 L3 u* P, d# `  h/ U　　50（60）赫，電流方向每秒鐘發生50（60）個周期性的變化，每秒改變的次數為100（120）次。% a/ W7 O; a' N* D( G) g7 J
　　* l# @) q6 h3 F( x& r9 A7 C
　　電動機是根據通電線圈在磁場中轉動的基本原理制成的。, V- F3 `, y$ I# ~6 @3 Z) Q  ^5 [
　　如果將電動機線圈兩端加兩個銅制滑環及分別與滑環接觸的兩個電刷就成為交流發電機（原理）& z  J5 ]2 h# [' Q/ P. S( z; i
　　。發電機是實現將機械能轉化為電能的裝置，需要原動機拖動。3 o4 x$ C* u! Z2 B" b( S* j4 H' y
　　6 S( N: q* Z& _8 A) E8 G& S- ]
　　頻率大小的確定與發電機、電動機及變壓器等的構造、材料等有關。
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　　50赫的兩極發電機的同步轉速是3000轉/分，而如果頻率上升一倍達到100
8 A- [9 D! P. E- b　　赫，那么同步轉速將會是6000轉/
: r9 E. M/ N. O$ V　　分。如此高的速度將會給發電機的制造帶來很多問題，特別是轉子表面的線速度太高，必將大大. B3 V# i" h: G3 ~0 Z
　　限制容量的增加。另外，從使用角度看，頻率過高，使得電抗增加，電磁損耗大，加劇了無功的數量。譬
) ?' _( E6 n) A2 ?" W9 l　　如以三相電機為例，其電流大大下降，輸出功率及轉矩也大大下降，實在沒有益處。另外，如果采用較低的頻率譬如30赫，變壓效率低，那么將不利于交流電的變壓和傳輸。
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　　現代電力系統的頻率即電力系統中的同步發電機產生的正弦基波電壓的頻率。0 y$ |$ I, w; I& @! Q" _, }
　　頻率是整個電力系統統一的運行參數，一個電力系統只有一個頻率。我國和世界上大多數歐洲國家電力系統的額定頻率為50Hz。
+ \) G. R3 M/ c# B: K! t3 [1 p/ ^　　美洲地區多數是60Hz。大多數國家規定頻率偏差±0.1～0.3Hz之間。在我國，300萬kW
3 a4 k, h8 H4 o5 q' v1 w　　以上的電力系統頻率偏差規定不得超過±0.2Hz；而300萬kW以下的小電力系統的頻率偏差規定不得超過±0.5Hz。+ y. |" l/ R! Y% v  x
　　由于大機
' d6 S3 u  J4 ^5 R　　組的運行對電力系統頻率偏差要求比較嚴格，因此有些國家對電力系統故障運行方式的頻率偏差也作了規定，一般規定在±0.5～±1Hz之間。超過允許的頻率偏差，大機組將跳閘，這不利于系統的安全穩定運行。: A) j# I5 h, X% N
　　0 m3 H/ G1 ^, e. w3 Y
　　在電力系統內，發電機發出的功率與用電設備及送電設備消耗的功率不平衡，& F+ P8 z2 F9 l( M
　　將引起電力系統頻率變化。
3 h, N# A% O  j0 \2 P　　當系統負荷超過或低于發電廠的出力時，系統頻率就要降低或升高，發電廠出力的變化同樣也將引起系統頻率變化。
1 ?* I( v7 j  S5 q7 F) n+ b9 N　　
6 l4 |$ w4 k* E; Z6 ]/ q　　另外，我國電網的頻率變化范圍是±1Hz。因為頻率調節慣量較大，范圍小容易引起電網振蕩，作過溫, z+ m  ]  ^: E* ?- r
作者: 739046455    時間: 2015-12-10 09:20
感謝樓主，受教了
作者: 螺旋線    時間: 2015-12-10 22:18
文章寫得很一般。
: ]( s5 c1 `# X6 n6 ]) S/ Z! {這個問題不復雜，有技術方面的原因，更重要的是話語權的原因，要弄清楚，就要沿著歷史的腳步才能理順。' x: H4 f+ p& u9 |& O9 {
比如25HZ怎么來的？1895建成的尼亞加拉大瀑布電站，水輪機的轉速已經確定了，開始定為16.7HZ，西屋說，那不行，爺丟不起那人，16.7的照明感觀太不上檔次，得33.3。但是不行啊，代價太大了。最終妥協，改成12極的發電機，250轉，正好25HZ。比16.7要高逼格一點。正因為這個電站的重要意義和西屋的地位，25HZ很長時間為北美標準。
8 g0 G, {* ?2 f, l+ b3 D后來，老愛在德國弄個通用電力公司，建電站，就推50HZ，為什么？老愛對電燈在行啊，人眼在超過48HZ就不會有閃爍的感官，老愛一拍大腿說：就50！德國的電機，變壓器制造商也推50HZ。然后從德國開始，強強聯合，在歐洲強推50HZ。
' w* d1 z$ A& H6 P: Q再后來，老愛在米國也開始弄電站，也想推50HZ。但是不行啊，前面說的追求高逼格的西屋說：60HZ好！老愛也抗不住，干工程不就為了掙錢嘛。. J6 L6 w0 F2 A+ K& U
再以400HZ來說，這就沒有什么GE和WH的商業競爭之說，是個純粹的技術原因。
" _0 m# n. J0 w* K/ w( ^, `此外，文中說的頻率偏差為什么要求那么嚴格？這其實是個機械問題。
作者: 拉斯特    時間: 2015-12-14 10:45
螺旋線 發表于 2015-12-10 22:18
  e% _' E9 b: {' \! ]7 m! U文章寫得很一般。
2 a6 a5 M- |2 Z1 }4 @這個問題不復雜，有技術方面的原因，更重要的是話語權的原因，要弄清楚，就要沿著歷史的 ...
. N0 \5 Z! ^( ~+ D* A8 i
http://www.whclglass.com.cn/forum.php?mod ... p;extra=&page=1  C6 W) g  v# M( n
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請大俠指點一下，% N/ k8 x1 |' o& a' `  b8 D
作者: 蹦蹦跳跳奔三十    時間: 2015-12-17 13:51
學習，知其所以然，謝謝。
作者: 17567410    時間: 2015-12-18 12:14
從對人體傷害方面講：除電壓、電流、作用時間外，頻率的高低傷害作用不同。工頻對人體危害最大。選自電氣安全常識。



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