交流電

交流電是一種大小和方向隨時間周期性變化的電流。直流電則相反。電網(wǎng)公司通常使用交流電進行電力傳輸，但高壓直流電用于長距離大功率傳輸、海底電纜傳輸以及異步交流系統(tǒng)之間的通信。

與高壓交流輸電相比，高壓直流輸電具有明顯的優(yōu)勢。從歷史上看，交流輸電被直流輸電取代只是出于技術原因。下面，我們首先比較交流電和直流電的主要優(yōu)缺點，并解釋各自在您的應用中的價值。

交流電的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在發(fā)電和配電方面。使用基于電磁感應原理的交流發(fā)電機可以經(jīng)濟、方便地轉換機械能（水流能、風能等）、化學能（石油、自然能等）。氣體.）等可以將其他形式的能量轉化為電能。對于相同功率，交流電源和交流變電站比直流電源和直流換流站便宜得多。交流電源可以輕松升壓和降壓。通過變壓器供電給配電帶來了巨大的好處。這是交流電相對于直流電的獨特優(yōu)勢。

交流波形圖

特斯拉

直流電

直流電的優(yōu)點主要體現(xiàn)在電力傳輸方面。

傳輸相同電量時，直流輸電使用的電線數(shù)量是交流輸電的2/3 至1/2。

直流輸電是一種兩線制系統(tǒng)，回線采用泥土或海水，與三線制三相交流輸電相比，在相同的輸電線路面積和相同的電流密度下，集膚效應的可能性較小即使不考慮也會發(fā)生這種情況。相同的功率可以使用1/3的傳輸線和絕緣材料來傳輸。

考慮到集膚效應和各種損耗（絕緣材料中的介電損耗、磁感應中的渦流損耗、架空線路中的電暈損耗等），用于傳輸交流電的導體的橫截面積是這樣的大于所用導體截面積的1.33倍因此，用于直流電力傳輸?shù)碾娋�大約是用于交流電力傳輸?shù)碾娋�的一半。同時，直流輸電鐵塔的結構比相同容量的三相交流輸電鐵塔更簡單，軌道占地面積更小。

在電纜輸電線路中，直流輸電時不會產(chǎn)生電容電流，但在交流輸電線路中會產(chǎn)生電容電流，從而產(chǎn)生損耗。

傳輸直流電時，無需同步兩個交流系統(tǒng)，但交流電傳輸必須同步。長距離輸送交流電時，交流輸電系統(tǒng)兩端電流存在較大相位差，但規(guī)定并網(wǎng)的各系統(tǒng)交流電頻率必須統(tǒng)一為50Hz。交流輸電系統(tǒng)兩端的交流電頻率差異很大。事實上，它經(jīng)常波動。這兩個因素導致交流系統(tǒng)無法同步工作，需要復雜而廣泛的補償系統(tǒng)和高度集成的技術來協(xié)調(diào)它們，否則會導致設備中產(chǎn)生強大的環(huán)流，可能形成并損壞設備或導致設備故障。停電導致異步操作。 在技術欠發(fā)達國家，交流輸電距離通常不超過300km，但當直流輸電線路互連時，兩端的交流電網(wǎng)可以按照各自的頻率和相位運行，無需同步即可工作。

直流輸電時的損耗比交流輸電時的損耗小。當兩個交流系統(tǒng)通過交流線路互連時，如果系統(tǒng)的一側發(fā)生短路，短路電流將從另一側流向故障側。因此，系統(tǒng)兩側原有開關開斷短路電流的能力受到威脅，必須更換開關。在直流輸電中，晶閘管元件的使用可以使電路功率調(diào)節(jié)快速、方便，而且直流輸電線路基本不會向發(fā)生短路的交流系統(tǒng)傳輸短路電流。發(fā)生故障的空調(diào)系統(tǒng)未互連。因此，無需更換兩側原有開關或帶電設備。

直流波形圖

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