Що означає 50 Гц?

П'ятдесят Герц означає, що пристрій розрахований працювати від змінного струму частотою 50 Гц. Тобто він змінюється від нуля до повної напруги обидві сторони п'ятдесят разів на секунду. Справа в тому, що прийнята в Європі частота промислового змінного струму 50 Гц - не універсальна і в інших частинах світу частота промислового струму інша! У, наприклад, 60 Гц. А якщо інша частота, то прилад, в якому є електромотор, може згоріти - оскільки від частоти змінного струму залежить частота обертання синхронного електродвигуна змінного струму. Також, якщо в приладі є трансформатор, то струм в нм буде перетворюватися неправильно, хоча вхідна напруга буде тим, на яке розрахований прилад, але після проходження через внутрішній трансформатор знижені (або підвищені) напруги будуть іншими.

У Росії частота промислового струму в мережі 50 Гц, на ньому і потрібно купувати побутову техніку.

Герц - це одиниця виміру частотиперіодичного процесу. Тобто якщо є якась величина, яка постійно змінюється туди-сюди (по фігу яка - напруга, координата, проекція вектора швидкості, концентрація речовини в розчині, число особин у популяції...), то для не можна ввести поняття частоти . Тобто, скільки таких змін туди і потім назад відбувається в одиницю часу. На секунду, або на хвилину, або хоч на рік, але у фізиці прийнято відносити до секунди. І якщо за 1 секунду відбувається 50 таких змін туди і потім назад до вихідного значення ( будь-комувихідному значенню - тобто яке б миттєве значення змінної величини ми не взяли, ми з гарантією буде повертатися саме до цього значення через рівні проміжки часу), то частота дорівнює 50 коливань на секунду, або 50 герцям.

У мережі із такою частотою змінюється знак напруги. Форма напруги відповідає синусу. так що якщо в розетку встромити осцилограф, на його екрані буде намальована синусоїда амплітудою приблизно 310 вольт (так-так! Амплітуда там зовсім не 220...), і якщо ціна поділу екрана 1 секунда, то на кожну клітинку прийде 50 періодів цієї синусоїди .

Чому на деяких приладах це пишуть: тому, що точність показань, залежно від типу вимірювальної системи, може залежати від частоти. Може й не залежати, а може й залежати. І позначення 50 Гц (або, в міжнародному позначенні цієї одиниці, 50 Hz) означає, що при такій частоті мережі гарантується паспортна точність приладу.

Цифра 50Гц на позначення електричних приладів означає, що для їх роботи необхідно використовувати напругу мережі змінного струму частотою 50Гц. Змінним електричним струмом називається періодичний процес який змінюється за величиною та напрямом за синусоїдальним законом. Для будь-якого періодичного процесу головною характеристикою є частота процесу. Частота визначає кількість коливань за одиницю часу. Системною одиницею частоти є 1 Герц – одне коливання за секунду. Таким чином, значення 50 Гц означає, що за одну секунду напрямок і величина струму зміниться 50 разів. Такий стандарт напруги мережі прийнятий у нашій країні та багатьох інших. Існують мережі 60Гц, 400Гц.

У побутових електромережах використовується змінний струм. Змінний струм, коли періодично змінюється полярність. Частота 50 або 60 герц вказує на те, що полярність струму змінюється відповідну кількість разів на секунду. Ця частота обрана не випадково, і вона є єдиним стандартом у світі сьогодні. На цій частоті оптимальні втрати від опору дротів. Уся апаратура розрахована харчування від змінного струму цієї частоти. Якщо раптом зміниться частота, апаратура перестане працювати, а електродвигуни просто згорять. Раніше важливо було й напруга 220 вольт, але сьогодні все розраховано на більший розкид напруги. Але частота має виходити межі від 50 до 60 герц.

Це частота. 1 Гц – 1 раз на секунду. 50 Гц - 50 разів на секунду, саме з такою частотою змінює напрямок змінний струм у російських розетках. У - інші стандарти, там 60 Гц частота мережі. Це не краще та не гірше, просто інша.

А ще 50 Гц – це низький такий, басовий звук. Через динаміки ноутбука чи дешеві навушники – не почути.

Це частота. Частота звуку) Частота коливальної системи.

Це говорить про те, що дані прилади необхідно включати до розетки з напругою частоти 50 Герц. Загалом у стандартну квартирну розетку. 50 Герц - це частота, з якою змінюється змінний струм.

Це означає, що прилад розрахований на електрику з коливаннями 50 000 разів на секунду.

То скільки разів з'являється на одному з двох дротах за одну секунду при 50 герцях? 50 чи 25 разів?

Побутова техніка з Кореї або будь-яка інша техніка зарубіжного виробництва нерідко буває для роботи від електричної мережі, частота змінного струму в якій становить 60 Гц. Природно, у власників таких приладів виникає резонне питання – чи можна їх використовувати в Росії чи інших країнах із частотою мережі живлення 50 Гц? Відповідь проста, як таблиця множення: можна! Але з урахуванням того, що техніка розрахована на живлення від мережі з напругою 220-230 Вольт. Наприклад, якщо на шильдику соковижималки з Кореї вказана робоча частота 60 Гц, а напруга 220-230V, то прилад справно працюватиме.

Звідки вони узялися взагалі?

Електрифікуватися світ почав наприкінці XIX - початку XX століть. В Америці біля її витоків стояли Едісон і Вестінгауз, Європу «привчали» до електроенергетики переважно інженери німецької компанії «Сіменс». Стандартні частоти 50 і 60 Гц були обрані, загалом, відносно випадково з діапазону 40...60 Гц. Ось межі діапазону були обрані не випадково: при частоті нижче 40 Герц не могли працювати дугові лампи, що були на той час основним електричним джерелом штучного освітлення, а при частоті вище 60 Гц - не працювали асинхронні електродвигуни конструкції Ніколи Тесли, найбільш поширені в той період. ..

У Європі було обрано стандарт 50 Гц («золота середина»!), в американців прижився стандарт 60 Гц – на цій частоті стабільніше працювали дугові лампи. Минуло більше століття, дугові лампи стали раритетом, а стандарти залишилися – і на працездатності електрообладнання ця різниця у 10 Гц практично не відбивається. Набагато важливіше напруга в електричній мережі – у багатьох країнах вона приблизно вдвічі нижча, ніж у Росії! А частота... в Японії, наприклад, у третині префектур встановлено стандарт 60Гц, у двох третинах, що залишилися, - стандарт 50 Гц.

Можна, можливо? Можна, можливо!

Можна сміливо стверджувати, що від частоти електромережі живлення працездатність побутової техніки не залежить. З погляду фізики взагалі та електротехніки – зокрема, це цілком очевидно: біля валу 60-герцового електромотора змінного струму, підключеного до мережі 50 Гц, частота обертання зменшиться лише на кілька відсотків; трохи знизитися потужність самого електродвигуна. Іншими словами, він працюватиме в щадному режимі – у тих же, наприклад, шнекових соковижималках холодного віджиму це тільки на краще.

У приладах з двигунами постійного струму частота мережі живлення взагалі не відіграє ніякої ролі - встановлені в блоці живлення випрямні діоди справляються з напругою будь-якої форми і «герцовості». Різниця величин випрямлених напруг, що виникає через зміну частоти мережі, буде просто мізерною; до того ж, випрямлена напруга зазвичай стабілізується електронною начинкою приладу.

Все вищесказане є абсолютно справедливим і для побутової техніки, що має вбудований або зовнішній імпульсний блок живлення. Ще простіше, якщо до складу блоку живлення входить звичайний понижувальний трансформатор - його вихідні характеристики від зміни частоти напруги в первинній обмотці змінюються незначно. Працездатність ще одного типу приладів - нагрівальних - взагалі не залежить від частоти живильної електричної мережі, для таких пристроїв значно більше значення має величина мережевої напруги.

Можна, можливо! Тільки... уважно!

Прилади, які спроектовані для живлення від мережі з частотою 60 Гц, можна сміливо включати в мережу з частотою 50 Гц. Це, до речі, підтверджується одним не надто відомим фактом: якщо розкрити якийсь досить старий прилад з електромотором – пилосос, фен, міксер, соковитискач холодного віджиму – і уважно прочитати написи на шильдику двигуна, можна побачити: «частота мережі живлення... 50-60 Гц»! Частота 60 Гц використовується в техніці з Кореї, США, Японії та інших країн. Тому якщо ви замовили, наприклад, соковижималку з Кореї, то тепер ви знаєте, що хоч її робоча частота відрізняється від наших мереж, підключати прилад можна!

Заради справедливості слід зазначити, що є все ж таки тип електроприладів, які у вітчизняну електромережу краще не включати - це електрообладнання, в якому використовується однофазний асинхронний двигун. І справа тут навіть не в тому, що у таких електромоторів швидкість обертання залежить не від частоти мережі живлення, а від прикладеного до валу навантаження - справа в тому, що через принцип своєї роботи асинхронні електродвигуни дуже чутливі до частоти мережі при пуску. Розрахований на 60 Гц «асинхронник» при 50 Гц просто не запуститься... До прмієра, той самий соковитискач з Кореї може мати ті ж 60 Гц у своїх характеристиках, але якщо у неї відрізняється тип двигуна, то будьте готові до того, що прилад не ввімкнеться. Те саме стосується і будь-якої техніки з Кореї, Японії, США.

Ось на що ще обов'язково потрібно звертати увагу при виборі техніки з Кореї, Японії, Тайваню, США та інших країн – на вимоги до величини напруги! У багатьох країнах, що виробляють техніку (Корея, Японія і т.д.), електромережі мають робочу напругу 110, а не 220, як у нас. Увімкнути прилад, розрахований на 110 В, без перехідного трансформатора можна лише один раз – перший і останній... у кращому разі апарат «перегорить», у гіршому – вибухне прямо в руках! Тому якщо соковитискач з Кореї чи іншої країни, і має робочу напругу за своїми характеристиками 110V, то такий прилад для наших мереж не годиться. Вибираючи соковитискач холодного віджиму, звертайте увагу на робочу напругу приладу - воно має бути 220V!

Час Мск	Частота, Гц
01-09-2019 00:00	50.03
01-09-2019 01:00	50.00
01-09-2019 02:00	49.97
01-09-2019 03:00	49.97
01-09-2019 04:00	49.99
01-09-2019 05:00	50.01
01-09-2019 06:00	50.02
01-09-2019 07:00	49.99
01-09-2019 08:00	50.00
01-09-2019 09:00	50.02
01-09-2019 10:00	50.01
01-09-2019 11:00	50.01
01-09-2019 12:00	50.02
01-09-2019 13:00	49.99
01-09-2019 14:00	50.03
01-09-2019 15:00	49.98

• Зберегти у форматі csv
• Зберегти у форматі xml

Інформація про частоту електричного струму в ЄЕС Росії, що публікується ВАТ «З ЄЕС» відповідно до Постанови Уряду Російської Федерації від 21.01.2004 № 24 «Про затвердження стандартів розкриття інформації суб'єктами оптового та роздрібних ринків електричної енергії» (в редакції Постанов Уряду Російської Федерації від 21.04.2009 № 334 та від 09.08.2010 № 609), розміщена в підрозділі «Інформація про значення частоти електричного струму в ЄЕС Росії» розділу «Розкриття інформації про функціонування ЄЕС Росії»

Про частоту в Єдиній енергетичній системі Росії

Частотаелектричного струму є одним із показників якості електричної енергії та найважливішим параметром режиму енергосистеми. Значення частоти показує поточний стан балансу генерованої та споживаної активної потужності в енергосистемі. Робота Єдиної енергосистеми Росії планується для номінальної частоти – 50 герц (Гц). Безперервність виробництва електроенергії, відсутність можливості запасати енергію у промислових масштабах та постійна зміна обсягів споживання вимагають настільки ж безперервного контролю за відповідністю кількості виробленої та спожитої електроенергії. Показником, що характеризує точність цієї відповідності, є частота.

При веденні режиму ЄЕС постійно виникають коливання балансу потужності в основному через нестабільність споживання, а також (набагато рідше) при відключеннях генеруючого обладнання, ліній електропередачі та інших елементів енергосистеми. Зазначені відхилення балансу потужності призводять до відхилень частоти від номінального рівня.

Підвищений рівень частоти в енергосистемі щодо номінальної означає надлишок генерованої активної потужності щодо споживання енергосистеми, і навпаки, знижений рівень частоти означає недолік активної генерованої потужності щодо споживання.

Таким чином, регулювання режиму енергосистеми за частотою полягає в постійному підтримці планового балансу потужності шляхом ручного або автоматичного (а частіше і того, і іншого одночасно) зміни навантаження генераторів електростанцій таким чином, щоб частота постійно залишалася близькою до номінальної. При аварійних ситуаціях, коли резервів генеруючого устаткування електростанцій недостатньо, відновлення допустимого рівня частоти, може застосовуватися обмеження навантаження споживачів.

Регулювання частоти електричного струму в ЄЕС Росії здійснюється відповідно до вимог, встановлених Стандартом ВАТ «СО ЄЕС» СТО 59012820.27.100.003-2012 «Регулювання частоти та перетікання активної потужності в ЄЕС Росії. Норми та вимоги» (у редакції від 31.01.2017) та національним стандартом Російської Федерації ГОСТ Р 55890-2013 «Єдина енергетична система та ізольовано працюючі енергосистеми. Оперативно-диспетчерське керування. Регулює частоту та перетікання активної потужності. Норми та вимоги» (далі – Стандарти).

Відповідно до зазначених Стандартів, у першій синхронній зоні ЄЕС Росії має бути забезпечена підтримка усереднених на 20-секундному часовому інтервалі значень частоти в межах (50,00±0,05) Гц за допустимості знаходження значень частоти в межах (50,0±0,2) ) Гц із відновленням частоти рівня (50,00±0,05) Гц протягом не більше 15 хвилин. Високі вимоги до підтримки частоти обумовлені необхідністю узгодження відхилень частоти з планованими запасами пропускної спроможності контрольованих перерізів ЄЕС у нормальних умовах. Для ЄЕС Росії, що характеризується протяжними міжсистемними зв'язками, які входять у контрольовані перерізи, жорсткіші нормативи підтримки частоти і, відповідно, балансу потужності, дозволяють максимально використовувати пропускну здатність цих зв'язків.

Усі механізми, що обертаються в синхронно працюючих частинах енергосистеми (турбіни, генератори, двигуни і т.д.) мають номінальні проектні обороти, пропорційні номінальній частоті в мережі. Відомо, що номінальний режим роботи всіх механізмів, що обертаються, є найбільш ефективним з точки зору їх економічності, надійності і довговічності. Відхилення від номінальних оборотів обертання призводить до небажаних ефектів у роботі обладнання електростанцій та споживачів (виникнення підвищених вібрацій, зносу тощо), зниження їх економічності та надійності. Для різного обладнання існують гранично допустимі відхилення від номінальної частоти. Підтримка частоти на рівні близькому до номінального забезпечує максимальну економічність роботи енергетичного обладнання та максимальний запас надійності роботи енергосистем.

Під цим терміном "змінний електричний струм" слід розуміти струм, що змінюється в часі будь-яким чином, відповідно до введеного в математику поняття "змінна величина". Однак в електротехніку термін "змінний електричний струм" увійшов у значенні електричного струму, що ставиться в напрямку (на противагу), а отже, і за величиною, оскільки фізично не можна уявляти зміни електричного струму в напрямку без відповідних змін за величиною.

Рух електронів у дроті спочатку в один бік, а потім в інший називають одним коливанням змінного струму. За першим коливанням слідує друге, потім третє і т. д. При коливаннях струму у дроті навколо нього відбувається відповідне коливання магнітного поля.

Час одного коливання називають періодом і позначають буквою Т. Період виражають у секундах чи одиницях, що становлять частки секунди. До них відносяться: тисячна частка секунди - мілісекунду (мс), що дорівнює 10 -3 с, мільйонна частка секунди - мікросекунда (мкс), рівна 10 -6 с, і мільярдна частка секунди - наносекунда (нс), що дорівнює 10 -9 с.

Важливою величиною, що характеризує, є частота. Вона являє собою число коливань або кількість періодів в секунду і позначається буквою f або F. Одиницею частоти служить герц, названий на честь німецького вченого Г. Герца і скорочено позначений буквами Гц (або Hz). Якщо одну секунду відбувається одне повне коливання, то частота дорівнює одному герцю. Коли протягом секунди відбувається десять коливань, частота становить 10 Гц. Частота та період є оберненими величинами:

і

За частоти 10 Гц період дорівнює 0,1 с. Якщо період дорівнює 0,01 з, то частота становить 100 Гц.

Частота – найважливіша характеристика змінного струму.Електричні машини та апарати змінного струму можуть нормально працювати тільки на тій частоті, на яку вони розраховані. Паралельна робота електричних генераторів і станцій на загальну мережу можлива лише на одній частоті. Тому в усіх країнах частота змінного струму, який виробляється електростанціями, стандартизується законом.

В електричній мережі змінного струму частота дорівнює 50 Гц. Струм п'ятдесят разів на секунду йде в один бік і п'ятдесят разів у зворотний. Сто разів на секунду він досягає амплітудного значення і сто разів стає рівним нулю, тобто сто разів змінює свій напрямок при переході через нульове значення. Лампи, включені в мережу, сто разів на секунду пригасають і стільки ж разів спалахують яскравіше, але око цього не помічає завдяки зоровій інерції, тобто здатності зберігати отримані враження близько 0,1 с.

При розрахунках із змінними струмами користуються також кутовий частотою, вона дорівнює 2піf або 6,28f. Її слід висловлювати над герцах, а радіанах на секунду.

При прийнятій частоті промислового струму 50 гц максимально можливе число оборотів генератора – 50 об/сек (р = 1). На таку кількість оборотів будуються турбогенератори, т. е. генератори, що наводяться паровими турбінами. Число оборотів гідротурбін і гідрогенераторів, що наводяться ними, залежить від природних умов (насамперед від напору) і коливається в широких межах, знижуючись іноді до 0,35 - 0,50 об/сек.

Число оборотів дуже впливає на економічні показники машини - габаритні розміри і вага. Гідрогенератори з декількома оборотами в секунду мають зовнішній діаметр в 3 - 5 разів більший і вага набагато більше, ніж турбогенератори тієї ж потужності з n = 50 об/сек. У сучасних генераторах змінного струму обертається їхня магнітна система, а провідники, в яких індукується е.д.с, розміщуються в нерухомій частині машини.

Змінні струми прийнято розділяти за частотою. Струм із частотою менше 10000 Гц називають струмами низької частоти (струмами НЧ). У цих струмів частота відповідає частоті різних звуків людського голосу або музичних інструментів, тому вони інакше називаються струмами звукової частоти (за винятком струмів з частотою нижче 20 Гц, які не відповідають звуковим частотам). У радіотехніці струми НЧ мають велике застосування, особливо радіотелефонної передачі.

Однак головну роль радіозв'язку виконують змінні струми з частотою понад 10000 Гц, звані струмами високої частоти, або радіочастоти (струми ВЧ). Для вимірювання частоти цих струмів застосовують одиниці: кілогерц (кГц), рівний тисячі герц, мегагерц (МГц), рівний мільйону герц, і гігагерц (ГГц), рівний мільярду герц. Інакше кілогерц, мегагерц та гігагерц позначають kHz, MHz, GHz. Струми частотою в сотні мегагерц і вище називають струмами надвисокої або ультрависокої частоти (НВЧ та УВЧ).

Радіостанції працюють за допомогою змінних струмів ВЧ, що мають частоту від сотень кілогерців і вище. У сучасній радіотехніці для спеціальних цілей застосовуються струми з частотою мільярди герц і є прилади, що дозволяють точно вимірювати такі надвисокі частоти.

Чому до цього дня в енергетичній галузі для передачі та розподілу електроенергії всюди обрані та залишаються прийнятими частоти 50 та 60 Гц? Ви колись замислювалися про це? Адже це зовсім не випадково.

У країнах Європи та СНД прийнято стандарт 220-240 вольт 50 герц, у північноамериканських країнах та у США - 110-120 вольт 60 Гц, а в Бразилії 120, 127 і 220 вольт 60 Гц. До речі, безпосередньо в США в розетці може виявитися, скажімо, 57 або 54 Гц. Звідки ці цифри?

Давайте звернемося до історії, щоб розібратися в цій темі. У другій половині 20 століття вчені багатьох країн світу активно вивчали електрику та шукали йому практичне застосування. Томас Едісон винайшов свою першу лампочку, впровадивши цим електричне освітлення. Зводилися перші електростанції постійного струму. Початок електрифікації у США.

Перші лампи були дуговими, вони світилися електричним розрядом, що горіло на відкритому повітрі, що запалювалося між двома вугільними електродами. Експериментатори того часу досить швидко встановили, що саме при 45 вольтах дуга стає більш стійкою, проте для безпечного запалювання, послідовно з лампою підключали резистивний баласт, на якому падало в процесі роботи лампи близько 20 вольт.

Так, тривалий час застосовувалася постійна напруга 65 вольт. Потім його підвищили до 110 вольт, щоб можна було послідовно включити до мережі відразу дві дугові лампи.

Едісон був фанатичним прихильником систем постійного струму, і генератори постійного струму Едісона спочатку так і працювали, подаючи в споживчі мережі 110 вольт постійної напруги.

Але технологія постійного струму Едісона була дуже витратною, економічно не вигідною: потрібно було прокладати багато товстих проводів, та й передача від електростанції до споживача не перевищувала відстані в кілька сотень метрів, оскільки втрати при передачі були величезні.

Пізніше була введена трипровідна система постійного струму на 220 вольт (дві паралельні лінії по 110 вольт), проте суттєве положення щодо економічності такої передачі не покращало.

Пізніше розробив свої, зовсім новаторські генератори змінного струму, і впровадив економічно більш ефективну систему передачі електроенергії при високій напрузі в кілька тисяч вольт, і електроенергію можна передавати на тисячі метрів, втрати при передачі знизилися в десятки разів. Постійний струм Едісона не витримав конкуренції зі змінним струмом Тесла.

Трансформатори на залозі знижували високу напругу до 127 вольт кожної з трьох фаз, подаючи його споживачеві як змінного струму. При роботі генераторів змінного струму, що приводяться в рух парою або водою, що падає, ротори їх оберталися з частотою від 3000 оборотів в хвилину і навіть більше.

Це дозволяло лампам не мерехтіти, асинхронним двигунам нормально працювати, витримуючи номінальні обороти, а трансформаторам – перетворювати електрику, підвищувати та знижувати напругу.

Тим часом, в СРСР напруга мереж до 60-х років залишалася на рівні 127 вольт, потім із зростанням виробничих потужностей його підняли до звичних нам тепер 220 вольт.

Доливо-Добровольський, як і Тесла, досліджував можливості змінного струму, запропонував використовувати передачі електроенергії саме синусоїдальний струм, а частоту запропонував встановити межах від 30 до 40 герц. Пізніше зійшлися на 50 герцях у СРСР і на 60 герцях - у США. Ці частоти були оптимальними для обладнання змінного струму, що працював на багатьох заводах.

Частота обертання двополюсного генератора змінного струму становить 3000 або максимум 3600 оборотів на хвилину, і дає частоти 50 і 60 Гц при генерації. Для нормальної роботи генератора змінного струму частота повинна бути не менше 50-60 Гц. Промислові трансформатори без проблем перетворять змінний струм цієї частоти.

Сьогодні принципово можна підвищити частоту передачі електроенергії до багатьох кілогерців, і заощадити таким чином на матеріалах провідників у ЛЕП, проте інфраструктура залишається пристосованою саме для струму частотою 50 Гц, вона була так спроектована спочатку по всьому світу, генератори на атомних електростанціях обертаються з тим самим частотою 3000 оборотів на хвилину, мають ту саму пару полюсів. Тому модифікація систем генерації, передачі та розподілу електроенергії – питання віддаленого майбутнього. Ось чому 220 вольт 50 герц залишаються у нас поки що стандартом.

Андрій Повний