電力会社が50/60 Hzの周波数で供給するのはなぜですか？

世界中の公益事業会社が国内ユーザーに50 / 60Hzを供給していることに驚いた。10 Hz、または100 Hz ...

50/60はランダムに選択されましたか？国内供給を50/60 Hzに制限するのに、何らかの合理的根拠（効率、構築/制御が容易など）がありますか？

つまり、電力システムを設計している場合、他の周波数ではなく50/60 Hzを選択するのはなぜですか？

60 Hzは工学的なトレードオフの結果であり、ニコライテスラによって作られた、またはニコライテスラの影響を受けたと思います。彼は、DCの配布を望んでいたエジソンと同じように、ACを配布する初期の支持者の一人でした。トレードオフは、必要な機械と変圧器のサイズに関係していました。これらは、周波数が高くなると小さくなり、損失は周波数とともに増加します。60 Hzを選択する決定に慎重な研究が加えられたことを読んだことを覚えています。

一方、50 Hzはマーケティングによるものでした。ドイツとその後ヨーロッパの大部分で標準として50 Hzをプッシュすることをどうにかして自分自身を区別したいと思っていたドイツの電力グリッド機器のメーカーがありました。これは、彼らがアメリカの60 Hz機器と競争する必要がないことを意味しました。世界の残りの地域は、機器の購入者と、より経済的にヨーロッパと米国のどちらに縛られているかに応じて、60 Hzまたは50 Hzになりました。ロシアがヨーロッパの50 Hz標準を採用したため、ソビエトブロックはすべて50 Hzの国になりました。

これはあなたが探しているもののように見えます：

http://en.wikipedia.org/wiki/Utility_frequency

電化の初期には、非常に多くの周波数が使用されていたため、1つの値は普及していませんでした（1918年のロンドンには10の異なる周波数がありました）。20世紀が続くにつれて、60 Hz（北米）または50 Hz（ヨーロッパおよびアジアのほとんど）でより多くの電力が生産されました。標準化により、電気機器の国際貿易が可能になりました。その後、標準周波数を使用することで、送電網の相互接続が可能になりました。手ごろな価格の電気消費財の出現により、第二次世界大戦後、より均一な基準が制定されました。

英国では、1904年には50 Hzの標準周波数が宣言されましたが、他の周波数でも重要な開発が継続されました。[10] 1926年に開始されたナショナルグリッドの実装により、相互接続された多くの電気サービスプロバイダーの間で周波数の標準化が余儀なくされました。50 Hz規格は、第二次世界大戦後に初めて完全に確立されました。

1900年頃までに、ヨーロッパのメーカーは、新規インストールのために50 Hzでほぼ標準化されていました。1902年の電気機械と変圧器の最初の標準のドイツVDEは、標準周波数として25 Hzと50 Hzを推奨していました。VDEは25 Hzのアプリケーションをあまり見なかったため、1914年版の標準から削除しました。他の周波数での残骸のインストールは、第二次世界大戦が終わるまで続きました。[9]

ラスマスフェイバーが引用する1997年のエドワードLオーウェンのコラムに加えて、「北米の標準AC周波数としての60 Hzの技術的起源」IEEE Power Engineering Review、1999年3月、Paul Nixon、p。35-37。記事全文はペイウォールの背後にありますが、最初のページをPNG画像として投稿しています。これについては以下にリンクします。

ここで特に興味深いセクションは次のとおりです。

1889年後半から1890年初頭までに、直接結合オルタネーターは実験段階に入りました。これらの機械は、ベルト駆動発電機よりもはるかに信頼性が高いことが証明されますが、はるかに低い速度で動作します。低いAC動作周波数[133.3Hz]の必要性は明らかでしたが、これもまた構造的および機械的な制約によって推進されました。たとえば、100rpmエンジンによって直接駆動されるオルタネーターは、133 1/3 Hzの周波数を生成するために160極が必要です。このタイプの構造は、法外と見なされていました。この頃、ウェスティングハウス社は、当時のシステムコンポーネントに関する電気的動作特性と、エンジン駆動発電機の建設上の制約の両方を考慮したエンジニアリング調査を実施し、1分あたり200回の交替（60Hz @ 2極）は、その後達成可能なエンジン速度に望ましい周波数と同じくらい高い周波数でした。実際には、60Hzが慎重に選択された妥協案でした。より高い周波数は、存在するトランスよりも優れていると考えられ、低い周波数は、エンジンタイプの発電機よりも優れている可能性があります。60 Hzは、1890年に初めて商業的に登場しました。初期のACシステム（140、133 1 / 3、125 Hz）のような最も初期の60 Hzシステムは、すべて単相でした。

1892年までに、ウェスティングハウスが設計した60 Hzの中央局が多数存在し、60 Hzが高い周波数からACビジネスのシェアを引き継ぎました。

_{（ソース：ieee.org）}

したがって、基本的にトレードオフ（高周波数での変圧器の改善と低周波数での電気機械の改善、これは現在でもほぼ正しい）があり、ややarbitrary意的な妥協をもたらし、その後、ネットワーク効果が選択肢を固めます。

オーウェンの記事には、1948年に60Hzへの変換が完了するまで、南カリフォルニアが50Hzであったことが記載されています。日本の半分は50 Hzの経路に置かれました。1年少し後、GEは大阪の電力会社に60 Hzの発電機を販売し、日本の西半分は60 Hzの経路に置かれました。最終的には、ほとんどが慣性/ネットワーク効果であるように思われます-大規模なインフラストラクチャプロジェクトを変更するにはあまりにも苦痛です。

電源周波数として60Hzのの起源（IEEE産業応用誌、1997年12月、エドワード・L.・オーウェンによる「履歴」欄）：

「選択範囲は50〜60 Hzで、どちらもニーズに等しく適していました。すべての要因を考慮すると、どちらの周波数を選択する説得力のある理由はありませんでした。迷惑な光のちらつきが発生する可能性が低いと感じられました。」

テスラはエジソンとのAC / DCの戦いに勝った後、彼が多くの影響を獲得し、アメリカで60Hzの周波数を多かれ少なかれ口述したと思います。彼はその時に蛍光灯を発明し、蛍光体の減衰時間はおそらくそれよりも短く、このレートの2倍で光を発する50Hzでよりちらつきがありました。

マットが昨日言ったように、ドイツのVDEは1900年代初期に標準を支配し、ヨーロッパは第二次世界大戦後に50 Hzに標準化しました。

送電網輸送のための別のシステムがあります。そのHVDCと呼ばれます。残念ながら、後方計算の要件がそのままであるため、標準周波数は将来の使用に備えてルビジウムと同じくらい堅固です。そこで、彼らは巨大な真空管インバーターを使用して、長距離配送後にACに戻します。

もう1つの例は、DCトラクションモーターがバッテリーから実行できるように、バッテリーに格納するだけのディーゼルトレインの可変周波数ジェネレーターです。これは最も効率的な経済的な方法です。50Hzまたは60Hzに結び付けられていないためです。

ロシア人およびその他の人々は、可動部およびフィールドが1 T を超えない磁気ハイドロダイナミック（MHD）発電機を実験しました。

場合によっては、これらのジェネレータは4〜6 kHzの範囲で動作します。

エジソンの時代にHVDCを配電する方法を知っていた場合、テスラは変圧器のステップアップと配電コストのステップダウンの効率の改善、ブラシタイプDCに対する誘導モーターの信頼性、およびその他の理由に基づいて勝った戦いを失っていたでしょう。

人間の目の「リフレッシュレート」自体は、60hz前後です。これは、発電の周波数選択における決定要因でした。実現可能性のために可能な限り低い周波数になるように設計されているため、最終的には約60hz（世界のさまざまな地域で50）になります。

100年前に得られる最大の高出力タービン発電機は、8極または16極3相の250 RPMであり、それを速く実行すると共振し、遅すぎて非効率的です。次に、DCの代わりにACを使用して送信し、60 Hzを使用するとすべてのクロックがより正確になると考えながら、ある国では25 Hz、50 Hzになります。

後にIBMが自動再同期磁気時計を発明しました。これは、すべての教室で1時間ごとに同期し、50 Hzではなく60 Hzの電力を使用して時計を発明したためです。60 HZに基づいていますが、ヨーロッパは気にする人は、タービンは250 RPMで優れているため、電力を共有したい場合、ヨーロッパの全員を変更する余裕はありません。1人以上が同意しなければならない場合は別として、あなたは完全に同じグローバルな答えを決してしません。

正確な答えはわかりませんが、歴史と大型機械の電気機械的コスト問題の可能性に基づいたものを想像できます

また、ACグリッドで電力をやり取りしたい場合は、10 ^ 15分の1の電力とゼロの位相エラーに同期する必要があります。理由...グリッド電力を共有するいくつかの方法は、高電圧DCであるか、モータージェネレーターを使用するか、HVDCの同期インバーターを使用して位相補正を行います...

EUは50、北アメリカは60、日本は両方であり、アフリカには同期の問題と多くの停電があります。WHichは、あなたが決めたものは何でも、あなたが力を売るのに必要なものでそれを変えてはいけないと言います。

（私の兄弟はアフリカでよく働き、ウガンダの田舎で冷蔵庫のモーターやラップトップ用品を含む彼の家のすべてのデバイスが1つの停電で焼損したと言った。