摘要：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,。這一個問題看起來簡單,，實際上是一個比較復(fù)雜的問題,，涉及的方面比較多,。為什么我國的電源是采用50hz的,而外國有的國家采用60hz的電源?制定此標(biāo)準(zhǔn)時的依據(jù)什么呢?
大家平時家里用的電是50Hz的，Hz是赫茲的縮寫,，代表一秒鐘電流周期性變換方向的次數(shù),，50Hz表示1秒鐘電流有50個周期，方向改變100次,。
世界上有些國家,，例如英美用的是60Hz的交流電,，因為采用的是十二進制，什么12星座,、12小時,、12先令等于1英鎊等等。后來的國家都采用十進制了,，所以頻率是50Hz,。當(dāng)然還有某奇葩的漆器國，東邊用50Hz,，西邊用60Hz,。
總體來說50Hz和60Hz差別不大，以下就用50Hz代表吧,。那為什么要選用50Hz的交流電,，而不是5Hz或400Hz呢？
1.1先說頻率低了會怎么樣
頻率最低就是0,，也就是直流,。史上最經(jīng)典的就是愛迪生和特斯拉的直流交流大戰(zhàn)，愛迪生為了證明特斯拉的交流電有危險,，用交流電電死了若干動物,，其中還包括一頭大象，愛老先生也是蠻拼的~（客觀上說,，同樣的電流大小下，人體耐受直流電的時間是要長于耐受交流電的時間,，跟心室震顫什么的有關(guān)系,，也就是交流電更危險）
不過最后愛迪生還是輸給了特斯拉，憑借交流電方便改變電壓等級的優(yōu)勢,，交流電戰(zhàn)勝了直流電,。在輸送功率相同的情況下，提高電壓,，送電電流就能減小,，消耗在線路上的能量就能降低。而直流電當(dāng)時無法變壓,，發(fā)電機出口端電壓只有幾百伏,，為了減少損耗，只能減少送電功率和距離,，所以愛迪生當(dāng)時建的電廠有點像現(xiàn)在的分布式電源,，到處都是。
直流送電另一個問題是難以開斷,，直到現(xiàn)在這個問題還困擾著直流輸電,。我們平時在拔一些電器的插銷時,，還會打電火花。直流輸電的問題同電火花一樣,，當(dāng)電流大到一定程度時,，這個電火花是無法熄滅的，我們稱之為“電弧”,。對于交流電而言,，電流會改變方向，因而有電流過零的時刻,，利用這個小電流時間點,，我們可以通過滅弧裝置切斷線路電流。但直流電流方向不會改變,，沒有這個過零點,，我們想要滅弧就難了。
1.2低頻交流呢? 5Hz的交流電有什么問題,？
一是變壓器效率的問題,。變壓器是靠原邊的磁場變化，感應(yīng)到副邊升壓或降壓的,。磁場變化的頻率越慢,，感應(yīng)是越弱的，極端情況就是直流,，根本沒有感應(yīng),，所以頻率太低了不行。當(dāng)然,，太高了也會有漏磁太多的問題,。
二是用電設(shè)備功率問題。舉個身邊的例子吧,，汽車發(fā)動機的轉(zhuǎn)速就是他的頻率,，比如怠速時500轉(zhuǎn)/分鐘，加速換擋時是3000轉(zhuǎn)/分鐘,，換算成頻率分別是8.3Hz和50Hz,。這就看出來了，轉(zhuǎn)速越高,，發(fā)動機的勁兒（功率）越大,。同樣道理，在相同頻率下,，發(fā)動機越大,，輸出功率越大，這也是為什么柴油機個頭都比汽油大的原因,，個兒大勁兒大的柴油機才能帶動公交卡車等重型汽車,。
1.3高頻交流呢,？比如定在400Hz怎么樣？
首先是線路和設(shè)備的損耗增加,，先說損耗的事情,，輸電線路、變電設(shè)備,、用電設(shè)備,，都是有電抗的，電抗與頻率成正比,，頻率越高,，電抗越大，消耗的無功就越大,，能傳遞的有功功率就越少,。目前50Hz輸電線路的電抗約0.4歐姆，約是電阻的10倍,，如果提高到400Hz,，那電抗將是3.2歐姆，約是電阻的80倍,。對于高壓輸電線路,，降低電抗是提高輸電功率的關(guān)鍵。與電抗相對應(yīng)的還有容抗,，容抗和頻率成反比,，頻率越高，容抗越小,，線路的泄漏電流越大,。（因為電纜的電容效應(yīng)較大，所以這也是電纜線路送電距離不能過長的原因,。）如果頻率高了,，則線路的泄漏電流也會增加,。
另一個問題是發(fā)電機的轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)在的發(fā)電機組基本是單級機，也就是一對磁極,。為了發(fā)出50Hz的電,，轉(zhuǎn)子每分鐘轉(zhuǎn)速要達到3000轉(zhuǎn)。咱們的汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到3000轉(zhuǎn)時,，就能明顯感覺引擎在振動作響了,，轉(zhuǎn)到六七千轉(zhuǎn)時，你會覺得發(fā)動機要跳出引擎蓋,。小小的汽車發(fā)動機尚且如此,，更何況是一個重達百噸的實心鐵疙瘩轉(zhuǎn)子與汽輪機,，也因此發(fā)電廠的噪音都很大。一個重達百噸的鋼轉(zhuǎn)子每分鐘轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)談何容易,，如果頻率再高三四倍,，估計發(fā)電機能飛出廠房了。
總結(jié)一下,，頻率不能太低的原因：變壓器能效率高,，電動機可以個頭小功率大。頻率不能太高的原因：線路和設(shè)備可以損耗小,，發(fā)電機轉(zhuǎn)速不必過高,。所以根據(jù)經(jīng)驗和習(xí)慣，我們的電能就被定在在50或60Hz,。
交流電網(wǎng)的頻率,，是電能質(zhì)量的重要標(biāo)志之一，直接關(guān)系許多電能驅(qū)動設(shè)備的產(chǎn)品質(zhì)量,，例如：若電流頻率由50HZ降到48HZ,，電動機的轉(zhuǎn)速將降低4%，致使冶金,、化工,、機械、紡織造紙等工業(yè)的產(chǎn)量和質(zhì)量都會受到影響,。而供給工廠的電能頻率是由電力系統(tǒng)決定的,。
周立功致遠電子自主研發(fā)生產(chǎn)的電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置，可以測量帶寬為42.5000-57.5000Hz,測量精度高達0.002Hz,。同時在電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置可以記錄頻率異常事情,，當(dāng)頻率出現(xiàn)異常時，針對事件發(fā)生的時間段生產(chǎn)的產(chǎn)品,，加強品質(zhì)把控,，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量。
周立功致遠電子的電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)在后臺即可實時看到頻率的變化趨勢圖,，同時還可以導(dǎo)出某個區(qū)間時段的頻率最大值,、最小值、平均值,，讓您輕松把握電網(wǎng)系統(tǒng)的實時情況,。
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