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機械社區(qū)

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(qū)別不是很大，沒有實質(zhì)性的問題。不過是發(fā)電機的轉(zhuǎn)速略有差別。選擇
3 }* f7 e) u( O5 R3 ]　　50HZ或60HZ，在一個國家里，總得一致。
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) a8 n8 `4 R7 K0 a$ ^' g3 V6 f! r. o　　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。
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0 z2 b- `; y" Y7 D/ h3 R* X$ {　　在電氣系統(tǒng)里，頻率是一個很重要的基本要素，并不是隨意確定的。1 A% k9 ?+ m, \
　　
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　　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9 x/ u. _( x! }2 U
　　克斯韋發(fā)現(xiàn)了經(jīng)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(fā)電機、英國工程師瓦特金首先制出了電動機，7 I& O7 K8 o+ V  x) M, f0 z* b
　　法國人皮克希制成了發(fā)電機、西門子發(fā)現(xiàn)了發(fā)電機的原理，發(fā)明了發(fā)電機，這是發(fā)電機領域的第一例實際應用等說起。+ _1 x" @  j9 _+ X2 k$ }2 x  K
　　
/ K1 B& e9 P( Q　　此后人們發(fā)現(xiàn)總結(jié)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(fā)生1
# b7 A$ V! E6 b6 g/ u　　個周期性變化的時間叫做周期，每秒電流發(fā)生變化的次數(shù)做頻率，單位是赫茲（為了紀念赫茲的貢獻）。交流電的頻率為* ?! D3 k+ |) l' P
　　50（60）赫，電流方向每秒鐘發(fā)生50（60）個周期性的變化，每秒改變的次數(shù)為100（120）次。
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　　電動機是根據(jù)通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的基本原理制成的。& K3 [2 v1 |3 A; A9 l: Z0 E
　　如果將電動機線圈兩端加兩個銅制滑環(huán)及分別與滑環(huán)接觸的兩個電刷就成為交流發(fā)電機（原理）
6 f0 d: u5 s5 Y6 |, z　　。發(fā)電機是實現(xiàn)將機械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，需要原動機拖動。0 a, ?: r7 U* W# m" r! g( n6 u
　　
8 I: L% z% v, t　　頻率大小的確定與發(fā)電機、電動機及變壓器等的構(gòu)造、材料等有關。  M2 r3 t" _9 I3 x8 i
　　
4 ?4 f/ u/ _' f+ h: F( K: [　　50赫的兩極發(fā)電機的同步轉(zhuǎn)速是3000轉(zhuǎn)/分，而如果頻率上升一倍達到1006 S9 K3 E& Y- K
　　赫，那么同步轉(zhuǎn)速將會是6000轉(zhuǎn)/
, J, E! e2 r, r, l% ?0 x0 ?　　分。如此高的速度將會給發(fā)電機的制造帶來很多問題，特別是轉(zhuǎn)子表面的線速度太高，必將大大
$ u8 I. Z1 Q( w: ]　　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(shù)量。譬+ T: I  R; f1 Q- }% a9 E% w$ P
　　如以三相電機為例，其電流大大下降，輸出功率及轉(zhuǎn)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。& s6 w# P8 F  G3 A0 g
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　　現(xiàn)代電力系統(tǒng)的頻率即電力系統(tǒng)中的同步發(fā)電機產(chǎn)生的正弦基波電壓的頻率。; i7 o$ D& q1 o* l
　　頻率是整個電力系統(tǒng)統(tǒng)一的運行參數(shù)，一個電力系統(tǒng)只有一個頻率。我國和世界上大多數(shù)歐洲國家電力系統(tǒng)的額定頻率為50Hz。0 ~$ K$ b1 K5 F# e6 `) S0 `) h
　　美洲地區(qū)多數(shù)是60Hz。大多數(shù)國家規(guī)定頻率偏差±0.1～0.3Hz之間。在我國，300萬kW
" D: c1 L& i, Y, K0 f8 k　　以上的電力系統(tǒng)頻率偏差規(guī)定不得超過±0.2Hz；而300萬kW以下的小電力系統(tǒng)的頻率偏差規(guī)定不得超過±0.5Hz。: G/ f0 R: h) w) Y" B6 w4 Y
　　由于大機
3 m" v1 {- n" j/ G( a. L　　組的運行對電力系統(tǒng)頻率偏差要求比較嚴格，因此有些國家對電力系統(tǒng)故障運行方式的頻率偏差也作了規(guī)定，一般規(guī)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(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。
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- g* r! e5 t9 d7 i) f　　在電力系統(tǒng)內(nèi)，發(fā)電機發(fā)出的功率與用電設備及送電設備消耗的功率不平衡，% @% u# v) t; T# W! t6 M7 Q- ^
　　將引起電力系統(tǒng)頻率變化。
, B/ [4 K, Q5 b  F: Y  r　　當系統(tǒng)負荷超過或低于發(fā)電廠的出力時，系統(tǒng)頻率就要降低或升高，發(fā)電廠出力的變化同樣也將引起系統(tǒng)頻率變化。  S9 J. a* |' ~
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　　另外，我國電網(wǎng)的頻率變化范圍是±1Hz。因為頻率調(diào)節(jié)慣量較大，范圍小容易引起電網(wǎng)振蕩，作過溫3 H$ k; f3 E: _7 y/ G
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。% ^! ^; ~0 W/ r) w: w, P( ~
這個問題不復雜，有技術方面的原因，更重要的是話語權(quán)的原因，要弄清楚，就要沿著歷史的腳步才能理順。7 E7 C6 ]6 i  E# p& f
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(zhuǎn)速已經(jīng)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(xié)，改成12極的發(fā)電機，250轉(zhuǎn)，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。- e1 v/ [3 Y& b* L* I. y3 s
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(lián)合，在歐洲強推50HZ。: x* x$ L) f3 ^" {
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。' m2 K0 M3 G) w6 s
再以400HZ來說，這就沒有什么GE和WH的商業(yè)競爭之說，是個純粹的技術原因。/ K  n0 w) P: g) @
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(fā)表于 2015-12-10 22:18
3 s% J) T5 @7 P6 b& u文章寫得很一般。1 Z, `: p& k6 {1 K. o9 ]
這個問題不復雜，有技術方面的原因，更重要的是話語權(quán)的原因，要弄清楚，就要沿著歷史的 ...
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http://www.ytsybjq.com/forum.php?mod ... p;extra=&page=1
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( a( R2 b2 Y2 E請大俠指點一下，
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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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