转载来源：电网头条 为什么我国电力系统的频率是50赫兹？ http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI3MzAzMjMwNQ==&mid=2654150279&idx=1&sn=35845e5fb69b93ace8baa53e4c3d7a1b&scene=45#wechat_redirect
当你用手机对着照明光源录像时
有没有发现
录下的视频可能
明暗交替闪个不停？
为什么会出现这种现象呢？
因为
肉眼看起来一直亮着的灯
其实是在高速闪烁的
每秒会闪烁一百次
闪这么快
肉眼根本看不出来
而用手机拍摄时
它就会“露出马脚”
图片由AI生成。
肉眼为什么看不出来？
就得从“频率”说起了
频率（frequency）
指单位时间内
完成振动或振荡的次数或周数
单位被命名为赫兹（Hz）
这是为了纪念
德国物理学家
海因里希·鲁道夫·赫兹
对电磁学的贡献
图片由AI生成。
我国电力系统的额定频率
为交流50Hz
也就是说
在1秒内
正弦交流电
电压变化50个周期
方向改变100次
人眼存在“视觉暂留”
对于闪烁这么快的灯光
当然看不出变化了
▲频率为50Hz的正弦交流电波形图。
频率稳定是电力系统稳定
的重要指标
根据现行国家标准
电力系统正常运行条件下
频率偏差限值为±0.2Hz
也就是要将频率控制在
49.8Hz～50.2Hz之间
电力系统中的各类发电与用电设备
都是根据50Hz的额定频率
设计制造的
在设定频率内
设备才能发挥出最佳性能
图片由AI生成。
那为什么
我国电力系统频率要定在50Hz
改为10Hz、20Hz或者100Hz
不可以吗？
且听头条君慢慢道来
我国电力频率相关的标准
最早出现在20世纪30年代
基于当时电气设备、技术水平等因素
频率如果降低到10Hz
想保持电力设备功率不变
变压器、发电机的体积
都需要增加
电气设备造价也就随之提升
▲1930年上海闸北电厂扩建后的厂房全景。（来源：《电力根脉——电力工业遗产名录》）
那20Hz呢？
发明家威斯汀豪斯和特斯拉
通过实验发现
交流电的频率在20Hz的时候
照明设备产生了令人苦恼的闪烁
那为何不把频率尽量提高？
问题又来了
当频率提升至100Hz时
以一对磁极的发电机为例
电机转速
需要从3000转/分升至6000转/分
这将对材料的强度提出更高要求
设备制造的难度也增大了
而且
当频率增加时
电力线路与设备的电抗会变大
损耗则随之增大
除技术原因外
频率标准也存在历史沿革
自交流电产生之初
世界各国曾使用过的
交流电频率类别繁多
从15Hz、16Hz
到125Hz、133Hz不等
在1929年时
通用的频率主要为
16Hz、25Hz、50Hz、60Hz几种
其余均已淘汰
或仅在某一地区使用
我国当时多使用50Hz的频率
1930年9月
我国结合当时国内实际情况
借鉴国外经验
同时整合众多企业、学者等的意见后
制定了中国第一个电压、频率标准：
电灯、电器电压为220V
频率为50Hz
这个标准一直使用到今天
目前世界各国电力系统
都采用正弦交流电流
所用频率主要有50Hz和60Hz
如德国、法国等国为50Hz
美国、加拿大等国则为60Hz
不过
我国也并不是所有电力频率
都是50Hz
比如
飞机上用到的交流电源
频率多为400Hz
这是因为
频率越高
发电机和变压器的铜材、钢材用料就会越少
能够减轻飞机的重量
但频率超过一定数值
又会导致电气设备和线路感抗增大、容抗减小
损耗就会增加
输电效率也会降低
经过长期试验
在115V电压和400Hz频率的条件下
设备频率与重量比最大
因此这个“黄金数值”一直沿用至今
电网柔性低频输电工程
通常会将输送频率降低至15～20Hz
频率过高
会降低远距离输电能力
频率过低
则会增加低频变压器的体积和重量
增加断路器的分断难度
提高设备成本
如在台州35千伏柔性低频输电示范工程中
国网浙江电力经过
层层计算验证和仿真比对
便选用20赫兹为工程频率
你还知道哪些
50Hz以外的用电频率
在评论区一起聊聊吧！
撰稿＆责编｜赵冰洁
执行审核｜陆旻
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