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50Hz輸電的優(yōu)勢在哪里
點(diǎn)擊次數(shù):1537 更新時(shí)間:2014-09-03

   大家平時(shí)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(gè)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?yàn)椴捎玫氖鞘M(jìn)制,什么12星座、12小時(shí)、12先令等于1英鎊等等。后來的國家都采用十進(jìn)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?

說說頻率大了會怎么樣?比如定在400Hz怎么樣?

   會有兩個(gè)問題,一是線路和設(shè)備的損耗增加,二是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速過快。

   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(回復(fù)“無功”,參見“為啥功率還分有功功率和無功功率”)。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?yàn)殡娎|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(gè)問題是發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。現(xiàn)在的發(fā)電機(jī)組基本是單級機(jī),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(dá)到3000轉(zhuǎn)。咱們的汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到3000轉(zhuǎn)時(shí),就能明顯感覺引擎在振動作響了,轉(zhuǎn)到六七千轉(zhuǎn)時(shí),你會覺得發(fā)動機(jī)要跳出引擎蓋。小小的汽車發(fā)動機(jī)尚且如此,更何況是一個(gè)重達(dá)百噸的實(shí)心鐵疙瘩轉(zhuǎn)子與汽輪機(jī),也因此發(fā)電廠的噪音都很大。一個(gè)重達(dá)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(jì)發(fā)電機(jī)能飛出廠房了。

    如此重的轉(zhuǎn)子具有相當(dāng)大的慣性,這也是電力系統(tǒng)被稱為慣性系統(tǒng),能保持安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提。同樣也是為 什么風(fēng)電和太陽能這種間歇性電源對傳統(tǒng)電源提出挑戰(zhàn)的原因。因?yàn)轱L(fēng)光變化很快,但幾十噸重的轉(zhuǎn)子由于巨大的慣性,要減少出力或增加出力的速度很慢(爬坡率的概念),跟不上風(fēng)電和光伏發(fā)電的變化,所以有時(shí)不得不棄風(fēng)和棄光。另外,光伏電池不是旋轉(zhuǎn)設(shè)備,即非慣性系統(tǒng),大量接入后,降低了電力系統(tǒng)的慣性,這也會對安全穩(wěn)定運(yùn)行造成影響。

   總結(jié)一下,頻率不能太低的原因:變壓器能效率高,電動機(jī)可以個(gè)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(jī)轉(zhuǎn)速不必過高。所以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣,我們的電能就被定在在50或60Hz。

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  上海來揚(yáng)電氣科技有限公司一貫奉行誠信務(wù)實(shí)的精神,不斷努力,開拓進(jìn)取,視電力檢測為己任。以科技求發(fā)展,以質(zhì)量求生存,以服務(wù)求信譽(yù),以管理求效益,為客戶和社會提供優(yōu)良的服務(wù)。
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