Question

为什么世界各国电压和频率不一样

Answer 1

为什么各国供电的电压和频率不一样？

世界各国电力系统普遍输送正弦交流电，但电压和频率却各不相同。这是因为电压频率差异几乎是个历史遗留问题，很难改弦易辙。那么为什么各国供电的电压和频率不一样？

特斯拉交流电体系
1885年，塞尔维亚人特斯拉（N.Tesla，1856—1943）将交流发电机专利卖给美国西屋电气公司。八年后在芝加哥举办的纪念发现新大陆400周年世界博览会上，西屋公司用特斯拉交流系统点亮了18万只电灯。此后，利用变压器变换电压的交流电系统以其长距离、低损耗优势逐渐被广泛采用。
交流电地位确立后，频率问题便摆在了欧美各国面前。在电力工业发展早期，一度出现了多种供用电频率并行的局面。西屋公司曾经实验了不同频率正弦交流电，结果表明，频率低时输电线电能损耗也低，但照明设备在低频率环境下很容易产生闪烁，频率至少达到50Hz才能避免。而过高的频率会导致电力传输效率下降，反复实验后，西屋公司将电源频率固定为60Hz。美国联邦政府也开始在国内推广60Hz频率标准。
但在1900年巴黎举办世界博览会上，欧洲各国订购了20套发电设备，其中16套频率为50Hz，3套42Hz，1套25Hz。以此为基础，欧洲供电频率逐渐向50Hz靠拢。
随着欧洲、美国各自供电频率的统一，世界其他国家和地区也都分别以这两个频率作为各自标准频率。以日本为例，1896年东京电灯公司从德国AEG公司订购了6台265kW、50Hz发电机，1897年大阪电灯公司从美国GE公司订购了5台150kW、60Hz发电机。因此，至今日本仍采用两种供电频率，以静冈县富士山和新泻县的丝鱼川市为界，东部50Hz，西部60Hz。
在电力使用早期，爱迪生的通用电力公司首先在美国使用110V电压为客户提供直流电。
而后，特斯拉发明了3相的240V交流电，但出于安全考虑，电压被降低到110V。在西屋电气公司的资助下，特斯拉交流电体系最终击败爱迪生的直流电体系成为美国供电新标准。
标准电压和标准频率
不过110V电压较低，同功率下，比220V时电流大，用铜多，电网传输损耗较大。当时处于欧洲垄断地位的德国AEG公司发现了这一问题，将电压规格改为220V，于是欧洲国家就形成了220V/50Hz的交流电网标准。
后来，美国也一度考虑改用220V来提供城市用电，但由于美国家庭中适配110V电压的家电过多，此时更改电压规格会造成大量浪费，于是不得不继续采用110v标准至今。110v电压后来也影响到日本，并通过日本影响了台湾。美国周边加拿大、墨西哥也采用了110V-120V左右的标准。
英国早期电压是240V，后来为了和欧盟标准统一，改为230V。大多数英联邦国家和英国海外领地都继承这一标准，如澳大利亚、新西兰、印度等。
法国电压标准为230V，受其影响，几乎整个欧洲大陆的电压都在220V-230V上下。它们在亚、非、拉的前殖民地多数也采用这一标准。
中国使用的电压和频率标准，是由电力工业基础较好的地区直接继承而来的。
二十世纪早期中国大陆的汽轮发电机组全部来自国外，电压频率繁杂，给电力设备制
造、使用和管理带来极大不便。当时使用电力最普遍的上海共有8家电厂，其中7家采用50Hz频率，只有1家是60Hz。
1928年7月16日，上海的灯泡制造商亚浦耳公司向上海社会局公用局呈文，建议规定220V和50Hz作为中国标准电压和标准频率。
东北的日满政府更是主动规定：“全满电气设备的标准频率统一为50Hz，今后电气设备除特殊情况外一律采用标准频率。”
基于这些，1949之后制定的全国供用电标准，也都采用了220v/50Hz制式。