諸多技術(shù)元素左右著頻率的選擇

揚(yáng)州市蘇中電力設(shè)備有限公司是我國電力行業(yè)生產(chǎn)高低壓電氣的綜合性制造廠，是國家經(jīng)貿(mào)委在國內(nèi)城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造中所需的設(shè)備推薦的生產(chǎn)廠家之一。本廠集科、工、貿(mào)于一體的省級高新技術(shù)企業(yè)。下面就電力系統(tǒng)頻率的選擇介紹如下：

影響交流電網(wǎng)頻率選擇的因素復(fù)雜化是根本，但主要集中在用電設(shè)施、輸變電設(shè)施和原動機(jī)方面。

決定因素1：負(fù)荷特性

以供照明負(fù)荷為主的電網(wǎng)趨于選擇較高的頻率，白熾燈在40 Hz下就存在明顯的閃爍。以供感應(yīng)電機(jī)負(fù)荷為主的電網(wǎng)趨于選擇較低的頻率(目前有些電力機(jī)車供電系統(tǒng)還采用25 Hz，通過換流器與大電網(wǎng)連接)。

在19世紀(jì)末20世紀(jì)初的制造條件下，可以生產(chǎn)在50Hz系統(tǒng)能夠運(yùn)轉(zhuǎn)良好的電機(jī)，卻難以造出在1331/3Hz系統(tǒng)運(yùn)行的感應(yīng)電機(jī)。因此，對于兼有多種負(fù)荷的系統(tǒng)，折中不失為現(xiàn)實(shí)方案。比如，建于1895年的英國考文垂的單相電力系統(tǒng)的頻率就選取87 Hz，一直沿用至1906年。

決定因素2：輸變電設(shè)施

從變電設(shè)施的角度趨于選擇較高的頻率，有利于減少變壓器的體積和材料，這也是為什么飛機(jī)現(xiàn)在依然普遍采用400 Hz供電系統(tǒng)的主要原因，減輕重量是飛行器制造的優(yōu)選目標(biāo)。

但從輸電的角度，尤其是長距離輸電，則傾向于選擇較低的頻率，頻率越低，線路的阻抗也越低，輸電損耗就越少，僅此而言，直流輸電有其優(yōu)越性，兼顧兩方面的特性，也需要尋求平衡。

決定因素3：原動機(jī)和驅(qū)動系統(tǒng)

在當(dāng)時(shí)的機(jī)械制造水平，變速系統(tǒng)成本高昂。因此，原動機(jī)的轉(zhuǎn)速直接成為發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。發(fā)電機(jī)的極數(shù)受制于材料，對頻率的提高有諸多的限制。

西屋公司首建于1895年的尼加拉瓜瀑布水電站，選用的頻率就是25 Hz(12極250RPM)，主要因?yàn)樗啓C(jī)的轉(zhuǎn)速是限定的。由于該電站的重要性和西屋公司的統(tǒng)治地位，25 Hz也一度成為北美低頻交流的頻率標(biāo)準(zhǔn)(美國北部、加拿大渥太華、魁北克地區(qū)的一些配電系統(tǒng)一直沿用到20世紀(jì)50年代)。