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?

   會有兩個問題，一是線路和設備的損耗增加，二是發(fā)電機轉(zhuǎn)速過快。

   先說損耗的事情，輸電線路、變電設備、用電設備，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“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。

    如此重的轉(zhuǎn)子具有相當大的慣性，這也是電力系統(tǒng)被稱為慣性系統(tǒng)，能保持安全穩(wěn)定運行的前提。同樣也是為 什么風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。因為風光變化很快，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)，跟不上風電和光伏發(fā)電的變化，所以有時不得不棄風和棄光。另外，光伏電池不是旋轉(zhuǎn)設備，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，電動機可以個頭小功率大。頻率不能太高的原因：線路和設備可以損耗小，發(fā)電機轉(zhuǎn)速不必過高。所以根據(jù)經(jīng)驗和習慣，我們的電能就被定在在50或60Hz。

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