《中国与世界各主要国家的市电电压U与频率Hz 》
中国与世界各主要国家的市电电压U与频率Hz
大庆电力职业技术学校  于宝水
摘 要：我国在制定此标准时是依据,50Hz和60Hz电源的优缺点,两者对负载的功率有没有影响？机场和飞机上又为什么采用400Hz的电源.。中国、日本、美国的电压及频率。
关键字：电压 频率 国家和地区
前言
绝大多数的国家就是220V 50HZ或者110V 60HZ的民用交流电。其实在民用电历史上是先有110V的电网，主要是当时的发电机性能所限，但是后来有了更好的220V交流电后，别国可以实行，但是你不能逼本国所有电器都报废重买220V的吧？而且还要涉及电网改造、电网的变电设备全都重换，所以110V市电的国家就这么延用下来了。
一、我国的电力发展历程:
1882年位于杨树浦路2800号，前身是始建于1882年的英商上海电光公司，这是中国第一家电
气公司，也是世界上最早的发电厂之一。
广州最早的电厂 ,英商旗昌洋行看中这块风水宝地，开办粤垣电灯公司，设有锅炉及发电机四台，发电容量546千瓦（时）,后被官商合股收购，征用附近街店铺扩充厂房。1933年，电力增加至2.4万千瓦。这是广州最早的电厂。”中国近代最早的发电厂之一。
光绪二十八年（1902年）五月，英国驻上海总领事、福公司总董事哲美森，在焦作下白作村建立了“哲美森（译音）厂”，以此为基础，从事对焦作煤田的工业性开发。当年开工兴建一、二、三号矿井（现市第一水厂院内）。随着产煤业的发展，
光绪三十一年（1905）福公司开始建设电厂，名为“福公司附设电厂”，容量495千瓦。建电厂之前，在一、二号井的井台下拱洞内，安装三台40千瓦的直流发电机，简易发电，仅供照明使用。1917年从英国运来三台350千瓦的发电机组。安装在电厂内（现机电总厂南院），当年发电。1918年从英国运来两台750千瓦发电机亦安装在此。1919年发电并修建了正规厂房，至此福公司附设电厂，初步形成了规模性发电。除了供应产煤用电外，另外部分供应民用。当时的马市街（现焦作市新华中街）道路两侧的路灯一到晚上便灯火通明，热闹非凡。
中国的市电起初的时候是在一些殖民地使用的，有用110V的，大多数都是日本人的殖民地。也有用220V的。其中东北为当时全国最大的电网，占全国的50%。
可能早期购入的设备就成为一个事实标准；动乱割据的旧中国，伪满时东北曾有110V的电源（佳木斯的一些地区一直致上个世纪七十年代）和宝岛台湾(110V)由于受日本长期占领和美国影响，电源标准是60HZ以外，尚能够维持电源标准的统一（好像日）.
新中国成立后，统一了全国的电网电压标准为220V 50HZ不同国家由于历史、政治、经济等原因导致电压不相同。
解放前，我国多种电压和频率并存，主要与发电设备的生产国的制式有关，解放后，我国沿用苏联的制式，就成了现在的样子。
二、中国的市电电压和频率
在我国工业控制电路中最常用的三相交流电压等级为380V50Hz，只有在特定行业环境下才用其他电压等级，如煤矿井下的电钻用127V、运输机用660V、采煤机用1140V等。
单相交流电压等级最常见的为220V50Hz，机床、热工仪表和矿井照明等采用127V电压等级，其他电压等级如6V、12V、24V、36V和42V等一般用于安全场所的照明、信号灯以及作为控制电压。
我国在制定此标准时是依据什么呢?50Hz和60Hz电源的优点、缺点在哪里？两者对负载的功率有没有影响？另外，机场和飞机上又为什么采用400Hz的电源？
其实50HZ和60HZ的区别不是很大，没有实质性的问题。不过是发电机的转速略有差别。选择50HZ或60HZ，在一个国家里，总得一致。应当引起人们关注的倒是，为什么要采用50HZ或60HZ，而不是更高或更低。
在电气系统里，频率是一个很重要的基本要素，并不是随意确定的。这一个问题看起来简单，实际上是一个比较复杂的问题，涉及的方面比较多，从原理上追朔，应当从麦克斯韦发现了经典电磁理论、赫兹为麦克斯韦的理论添上了至关重要的一笔、法拉第的法拉第电磁感应定律及其世界上第一台电磁感应发电机、英国工程师瓦特金首先制出了电动机，法国人皮克希制成了发电机、西门子发现了发电机的原理，发明了发电机，这是发电机领域的第一例实际应用等说起。
此后人们发现总结出来的定理为，周期性地改变方向的电流叫做交流电，电流发生1个周期性变化的时间叫做周期，每秒电流发生变化的次数做频率，单位是赫兹（为了纪念赫兹的贡献）。交流电的频率为50（60）赫，电流方向每秒钟发生50（60）个周期性的变化，每秒改变的次数为100（120）次。
电动机是根据通电线圈在磁场中转动的基本原理制成的。如果将电动机线圈两端加两个铜制滑环及分别与滑环接触的两个电刷就成为交流发电机（原理）。发电机是实现将机械能转化为电能的装置，需要原动机拖动。频率大小的确定与发电机、电动机及变压器等的构造、材料等有关。50赫的两极发电机的同步转速是3000转/分，而如果频率上升一倍达到100赫，那么同步转速将会是6000中国十个最邪门的地方转/分。如此高的速度将会给发电机的制造带来很多问题，特别是转子表面的线速度太高，必将大大限制容量的增加。另外，从使用角度看，频率过高，使得电抗增加，电磁损耗大，加剧了无功的数量。譬如以三相电机为例，其电流大大下降，输出功率及转矩也大大下降，实在没有益处。另外，如果采用较低的频率譬如30赫，变压效率低，那么将不利于交流电的变压和传输。
现代电力系统的频率即电力系统中的同步发电机产生的正弦基波电压的频率。频率是整个电
力系统统一的运行参数，一个电力系统只有一个频率。我国和世界上大多数欧洲国家电力系统的额定频率为50Hz。美洲地区多数是60Hz。大多数国家规定频率偏差±0.1～0.3Hz之间。在我国，300万kW以上的电力系统频率偏差规定不得超过±0.2Hz；而300万kW以下的小电力系统的频率偏差规定不得超过±0.5Hz。由于大机组的运行对电力系统频率偏差要求比较严格，因此有些国家对电力系统故障运行方式的频率偏差也作了规定，一般规定在±0.5～±1Hz之间。超过允许的频率偏差，大机组将跳闸，这不利于系统的安全稳定运行。
在电力系统内，发电机发出的功率与用电设备及送电设备消耗的功率不平衡，将引起电力系统频率变化。当系统负荷超过或低于发电厂的出力时，系统频率就要降低或升高，发电厂出力的变化同样也将引起系统频率变化。另外，我国电网的频率变化范围是±1Hz。因为频率调节惯量较大，范围小容易引起电网振荡，作过温控或恒压的人应该理解。在大网并网前，兰州地区的电网频率在50.5Hz以上，上海地区在49.5Hz左右。现在的大网并网有利于电网频率及电压稳定。载波频率越高，正弦波型越好，电机绕组的谐波越少。但是辐射干扰能量提高，干扰周边电气设备。
电网频率的差异取决于人们的计算习惯，美洲的大规模发电较早，当时的计算工具主要是英
制（12进制）计算尺，为便于计算，用60Hz，稍晚一点的规模电网都用10进制数据，50Hz更方便些。
关于电压等级，分为发电机和电动机两个系列，我们常说的电压是电动机电压，是基本系列，220V为基础，每乘1.414并圆整后为一个等级，变频器电压除外；发电机电压为同等级的电动机电压加5%并圆整。所以只有230V或400V的发电机而没有220V或380V的发电机。
机场的特殊情况是：机载发电机要求体积小重量轻，只有提高频率才能满足功率要求，所以相应的机载电气设备用400Hz,与飞机相关的电源要400赫兹咯！军用的更高的也有。
航空器上的电源采用400Hz就是为了减小体积和重量，是一个复杂的系统工程。军电和航电的400Hz主要取决于以下几点：1、频率高的发电机或电动机由于转速高、转矩小而体积、重量较小；2、飞机上发电机的动力取自航空发动机，转速较高；3、直流用电设备较多，频率高有利于减小整流纹波。
在相同电压的情况下，50hz与60hz及400hz电源在传输功率上、整流效率有什么不同?不用100Hz或120Hz是因为频率太高，一方面传输困难，做变频器的对线路感抗及容抗的理解应
该是深刻的；另一方面，发电机和电动机的转速太高或极数太多都不可取。400Hz的电不能远距离传输，用户在订购400Hz发电机时要给定传输距离及方式，整流效率也差，但整流后纹波较小，纹波频率较高，好处理.
如果50赫兹投入需要60赫兹的生产线,　交流电机速度降低，（电机速度与频率成正比）电机发热，长时间工作必烧无疑. 控制系统一般通过整流和开关电源，应该没事。还要看一下对频率敏感的器件.（大前题，电压等级一致）    如果要研究将50Hz电源直接供电给需要60Hz电源的生产线上使用,主要考虑电磁器件的电磁特性，如电动机、变压器，其次是与电源频率有关的采样信号。对于前者，研究的方法可以到这两个器件的电磁表达式，分别将50Hz和60Hz带进去，就可以发现一些问题。徐武安《电感器件设计与计算〉，四川科技出版社，1985.08，其中的103页-106页主要讲高频变压器的设计计算，其中有些理论可以引申到电动机上去。后者不用说就知道了。
对于异步电机而言，将50Hz的电源供给60Hz的负载时，转速降低是肯定的，电压应按电机铭牌电压降低1/6供应，此时电机可长期运行，且转矩、电流不变，功率减小了1/6。若电压不降低，会造成电机磁路饱和，空载电流和空载损耗增大很多。
对于电感器，感抗减小1/6。对于60Hz专用的接触器，改为50Hz，容易误脱扣。但目前一般都是50/60Hz通用的。
三、日本、英国、美国的市电电压和频率
发达国家也有50HZ的，比如欧洲大多数国家，德标即欧标。小国也有采用60HZ的，比如日本。日本电源标准的起源，在网上见到以下叙述：
    “日本有两个周波数，关东是50赫兹，关西是60赫兹！怎么会有这种邪门事？很简单，日本人向老外学发电时，关东人跟欧洲人学，买50赫兹的发电机，而关西人则跟美国人学，买60赫兹的发电机！”
  “关东指的是首都圈，也就是东京都23区和周围的神奈川，琦玉等好几个县的一部分，而关西指京阪神（京都，大阪，神户）及周围地区。”也就说日本有50赫兹和60赫兹。
英国的电源标准是 50HZ 单相230V,三相400V，和我国现行的标准接近。
说说美国的电压，由于美国是个联邦制国家，虽然联邦电力法律规定了供电等级，但仍然有个别州拥有着自己的供电法律。
现在我仅说德克萨斯州以及加尼福利亚州的供电电压，按照美国电压标准(ANSI C84-la-1980)的规定，即范围A供电规定，应当符合下面这些要求的标准联邦电力法规定供电电压为115～120V，但我们通常也可以认为是110V，接110V设备并不会损坏，一切设备都有一个至少125%的富余设计容量。
主要是美国人口密度小，所以线很长，电压必须提高，不然到末端就没有110V了。对于单相电力，按照联邦法律规定，在满负载时，用电设备处必须保证110～125V，变压器处必须保证114～126V。在空负载时，电设备处必须保证108～125V，变压器处必须保证114～126V他们大多州都准寻这个法案，即范围A标准法案。即115～120V系统对于工业用电即三相四线制供电要求。460～480V系统以及277V系统两大类。他们分2类工业用电的。满负载时保证设备端440～500V，变压器端456～504V空负载时保证设备端432～500V，变压器端456～504V对于13200V工业用电接入，必须保证负载端12870～13860V，变压器端13000-14000V。

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。