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《为什么用电频率是50Hz?》续篇

2014-09-22 17:00来源:能源观察网关键词:用电频率智能用电电力常识收藏点赞

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回溯交流电网频率的统一过程,不纯粹是技术之争,其中也可窥见权力角逐。技术分析表明,根据20世纪上半叶的实际,综合上述各项影响因素,40 Hz可能是最好的选择,也确实有很多系统采用了40 Hz,德国早期的劳芬--法兰克福联网系统采用的是40 Hz(1891年,输电距离长达175公里),英格兰东北部电网在20世纪20年代成立英国国家电网之前也一直使用40 Hz,意大利也是使用40 Hz系列(42 Hz),匈牙利也是接近使用40 Hz(412/3 Hz),但该频率最终没能成为标准,显然技术不是唯一的原因。

在标准的形成过程中,设备制造商和电网经营者起到了决定性的的作用。在欧洲,电机、变压器生产商,德国的VDE公司推荐25 Hz和50 Hz两项标准,到1914年放弃了25Hz,全力推动50 Hz。同时,爱迪生德国公司设立的AEG公司19世纪末首次建造德国的发电设施,采用50Hz,之后依托其垂直垄断力,携手在欧洲推行50 Hz标准,历时40余年,直到二战之后才真正形成;而在美国,兼有制造和运行交流供电技术优势的西屋公司,在1890年后力推60 Hz的较高频率的标准(相对25 Hz低频交流的频率标准),在美国系统沿用至今,期间,1893年,美国GE公司按照其爱迪生系的频率标准,在加州部分供电系统采用50 Hz,但因竞争压力,最终(1948)屈从于西屋的60 Hz标准。欠发达国家,尤其是殖民地国家则主要是依附宗主国和制造商的选择,如巴西一开始就兼有50和60 Hz,1938年通过立法,力图通过8年的时间,统一到50 Hz,但最后没有成功,因为多数发达地区都采用60 Hz,20世纪60年代又改为60 Hz。50与60,成就了现有基本格局,一般而言,110V供电系统采用60 Hz标准,220V供电系统采用50 Hz标准。

50与60 Hz,技术上难分伯仲,大多数家用电器也能混用,由于电力系统的地域性,似乎也没有统一成一种标准的动力,而且要从一种标准变更到另一种标准,其难度是难以想象的。对于平常百姓,频率的重要甚至其存在看似无关紧要,但对于将电能转变成动能的设备,它的输出功率是与频率的高低正相关的(因种类不同从1次幂到4次幂不等)。因此对于电力行业自身,频率的重要性便是不言自明的,我国60~70年代,汽轮机叶片断裂的事是经常发生的,其罪魁祸首就是频率偏差。当时由于电力严重短缺,电网长时间低频率运行(经常低到48 Hz),汽轮机的转速、振动都是按照50 Hz设计的,长时间偏差运行,除降低效率,还带来加速疲劳等问题,造成叶片断裂。对电力系统运行而言,最严重的事故莫过于频率崩溃,瞬时就会让光明世界跌入黑暗。

因此了解频率,历史地观察频率,不无补益。脱离当时的技术条件讨论标准形成的对与错显然是有失公允的,漠视旧标准对新技术发展的障碍也并非科学精神。回溯频率标准的演进,是否还觉得理所当然,在制造技术、控制技术、信息技术日新月异的今天,变频技术的节能效果、双频技术对影像效果的改良,新能源发电技术的发展,频率的现行标准还会不会一成不变,试问谁来续写频率的明天。

原标题:从历史到明天——《为什么用电频率是50Hz?》续【能源常识】
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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