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工頻電為何確定為50或60赫茲?

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1#
發(fā)表于 2015-12-9 21:46:16 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
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0 O$ F& K" K# f* x" b% F
  50HZ或60HZ,在一個國家里,總得一致。2 i) r2 k7 [; {7 M9 U2 H  F
  ) G9 t$ Q8 A1 `# t. \, ?
  應當引起人們關(guān)注的倒是,為什么要采用50HZ或60HZ,而不是更高或更低。
# O8 i7 {: w9 }5 z7 I  ( }( u: T/ Q1 ^0 Y% \2 u
  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。
) I$ L  W9 N; p2 ?8 g5 @  
" m$ V3 Z( E. H9 R  : Q& q9 o1 L! t" L' U6 E- P
  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7 j1 A! T" U% o) {- k* O
  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(guān)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,5 z8 V; N; j( Q' \5 d
  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(lǐng)域的第一例實際應用等說起。7 ^" F9 ]/ t2 `" J8 D$ a; U
  ( X+ Q+ B" S0 n8 S, H. 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
! z% `9 Q# V$ f" Z# g( W5 f  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/ m) z/ X3 z7 c1 U0 b
  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。
1 r( j  d2 ^% F! \: k" c# X9 Y  
: X  V' ^0 f: }  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。
3 e+ h. T. z2 t( p0 d6 d  n  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)7 r6 K9 E) G9 R0 A
  。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。
/ ^1 t0 T% z: k4 `  
9 @% B; f, x' k* p5 {8 w3 g- a  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(guān)。
3 J8 v6 L3 k+ f8 t  5 d) `3 a) ~, S4 y0 s
  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100
2 i# O1 L8 s5 p  赫,那么同步轉(zhuǎn)速將會是6000轉(zhuǎn)/( W! U0 D  Z8 F7 k, e/ ?* @
  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
# X8 T3 ?% _0 W$ y  K% G# _8 k  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$ ]# V6 Y0 o5 ^3 U7 h3 b
  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。. e: R5 V: C1 |2 s$ l
  ' n" t/ j" e6 d7 E$ ?
  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。
+ f3 Z% L  ^  O: |3 S9 {2 K  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。7 E0 C0 E7 P3 ?4 ]- M& C
  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- L* |9 ]* s  c7 S
  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。0 [5 k$ T2 @7 _; p  N
  由于大機
; b- s) |* {( u( z8 e  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。
7 l! t0 A- D: N0 U9 B7 ~( [  
# k% V/ E4 m5 a# }; l6 M' I# {  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,
' J+ e! [2 v& \+ r# ~  將引起電力系統(tǒng)頻率變化。
' n: A! V1 k: h* K) J  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。0 }0 o3 u/ u! Q5 Q; h- B! {
  , `8 T( ~/ u9 f# T" J
  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1 N7 b! U9 u# t9 k

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2#
發(fā)表于 2015-12-10 09:20:14 | 只看該作者
感謝樓主,受教了

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客氣了,呵呵  發(fā)表于 2015-12-10 09:23
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3#
發(fā)表于 2015-12-10 22:18:33 | 只看該作者
文章寫得很一般。6 ^3 D9 Q8 j9 [  M+ _
這個問題不復雜,有技術(shù)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。
$ }: ?- _* O$ t3 g, q6 v; Z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。
" C# Z; q7 A0 Z4 P( n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。! c( C# N4 U# B! G& R* \0 o5 A
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。
. X3 `, [! f) A1 Y" {+ T+ |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(shù)原因。0 s' z4 |( _! Q+ c/ m
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。

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http://e-learninguniversity.com/forum.php?mod=viewthread&tid=438356&extra=&page=1 請大俠指點一下,  詳情 回復 發(fā)表于 2015-12-14 10:45
高手現(xiàn)身,呵呵  發(fā)表于 2015-12-11 20:13
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4#
發(fā)表于 2015-12-14 10:45:03 | 只看該作者
螺旋線 發(fā)表于 2015-12-10 22:18 8 E+ g2 |9 J7 o& I7 ]
文章寫得很一般。
* ?' e. a# [  U6 |7 T這個問題不復雜,有技術(shù)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 ...

" q1 ~& K* Q- \- R& f) Hhttp://e-learninguniversity.com/forum.php?mod ... p;extra=&page=1
  h" X! ]8 b5 T$ ]" D& R- S6 g2 G1 Z( l
請大俠指點一下,
9 Z0 z9 E  r' G6 E7 R
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5#
發(fā)表于 2015-12-17 13:51:11 | 只看該作者
學習,知其所以然,謝謝。
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6#
發(fā)表于 2015-12-18 12:14:25 | 只看該作者
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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60hz和50hz那個傷害大些  發(fā)表于 2015-12-18 20:07
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