我们现在使用的市电是交流电220V,频率50Hz,基本上人人皆知的事。我国的交流电标准频率在制定过程经过众多因素的考虑才将50Hz作为交流电频率标准。

为什么市电是50HZ而不是更高

交流电的发明、交流电的波形确定、交流电的频率制定都是外国人一手操办,我国只是引进应用而已。由于当时欧美各国采用多种供用电频率,因此在交流电频率并没有统一标准,从而使交流电频率接近20种。例如现在所熟知的50Hz、60Hz,其实还有15Hz、16(2/3)Hz、25Hz、30Hz 42Hz 83.3 Hz100 Hz133(1/3)Hz等等。

我国第一个供用电标准频率的制定

这还要追溯到1928年,本土第一家民族资本企业-亚浦耳公司,向中央主管机关建议将200V和50Hz作为本国标准电压和标准频率。标准频率制定过程,着手国外电气标准调查,虽然有将近20种不同频率,但是当时通用的还是50Hz和60HZ,一小部分还用到25Hz和16(2/3)Hz,其余的基本已被淘汰。又着手本国电机制造标准方面调查,在全国发电总装机容量方面,多数都是采用50Hz,占有率大。起草标准方案,虽然当时有很多沿海地区用美制60Hz的设备,可是考虑到全国发电总装机容量及世界上多数也是应用50Hz,因此敲定交流电频率为50Hz作为本国的标准频率。新中国成立后,在相关法规法定或标准的制定,延续供用电频率规定50Hz。

首先得明白,当时交流电的主要负载是白炽灯,并不是现在我们所看到情况。当时在美国,由威斯汀豪斯和特斯拉领衔,实验多种频率的正弦交流电,实验结果表明,频率低则输电线路的电能损耗也低,但是实验几种低于50Hz的不同频率,照明设备存在闪烁,将频率为50Hz时照明设备的闪烁肉眼不易察觉。对用户来说,用的照明设备带闪烁,看着心理就难受,感觉挺不好。

为什么市电是50HZ而不是更高

更高频率的不利因素

增加输电线路的电抗,从而降低电网输电容量。频率升高,也会使旋转机械离心力增加,此时就会加大机械制造难度以及对高强度材料的要求。由于现在的电路谐振频率范围为300-600Hz,当用电频率接近谐振频率容易引发电网接地故障致使过电压产生,同时也会增加涡流损耗。

为什么市电是50HZ而不是更高

因此,频率的选用不是想多少就是多少,要考虑到照明设备的闪烁、变压器及电机体形、电网输送电能力等等,是很多因素综合考虑而形成的。

1、首先,国际应该有一个电力联盟的组织,给世界每个地区订立了统一的供电标准,比如欧美日本,有的是电压110伏有的是220V,频率有的是50Hz,有的是60Hz,这些都是按照国际通用标准来执行的!为什么需要这样一个标准呢?原因也很简单,虽然发电设备单一,但用电设备有无数种,市场经济下,没有统一的用电标准,用电设备就无法实现跨区域销售!所以,一般同辈分的老牌发达国家,供电电压频率都相同

2、再来谈谈为什么是50Hz而不是更高?这完全是由交流电的形成原理决定的!我们知道交流电是正弦交流电,这个正弦波形怎样获得呢?为什么要正弦呢?哈哈!倒不是因为非要正弦,而是西方人把一个线圈放在两个磁铁间旋转的时候,线圈就产生了这样的电!也就是说,最早的发电机本能地只会发正弦交流电,要想发直流,还得另外研究换向器“碳刷”!

明白了交流是发电机旋转发电的自然而然地结果,那么我们就应该想到,交流的频率代表着发电机的转速!而发电机的转速,受转子材质和制造工艺的限制,50Hz代表每秒钟50转,60Hz代表着每秒钟60转,电厂汽轮机发电机的转子直径可发2米以上,乘以圆周率3.14,就是6米,那么,当转子转速是50转时,转子叶片边缘的线速度已经达到惊人的300米/秒!!其所受离心力是巨大的!所以,这制约了频率的提高!

那么,频率低了会怎样呢?

因为世界上的主要发电途径都是汽轮机和燃气轮机,他们属于轴流冲动式设备,这种设备转速越低效率越低,所以,从效率上说,都希望高转速,西方制造业发达,转子结实,转速高点,用了60Hz,其他的50Hz,水利发电,因为水密度比蒸汽大得多,不可能有那么高的转速,所以,采用增加发电机绕组的方式,绕组每增加一倍,转速就会减半,但频率不变!

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