第1个回答 2022-03-11
交流电是电压、电流大小和方向都随时间变化的一种电。 交流电是用交流发电机发出的,在发电过程中,多对磁极是按一定的角度均匀分布在一个圆周上,使得发电过程中,各个线圈就切割磁力线,由于具有多对磁极,每对磁极产生的磁力线被切割产生的电压、电流都是按弦规律变化的,,所以能够不断的产生稳定的电流。交流电的频率一般是50赫兹,即每秒变化50次.当然也有其它频率.如电子线路中有方波的、三角形的等,但这些波形的交流电不是导体切割磁力线产生的,而是电容充放电、开关晶体管工作时产生的。 直流电的电压、电流方向则不随时间而变化。通常又分为肪动直流电和稳恒电流。脉动直流电中有交流成分,如彩电中的电源电路中大约300伏左右的电压就是脉动直流电成分可通过电容去除。稳恒电流则是比较理想的,大小和方向都有不变。 最本质的区别是: 这种方式产生的交流电是按正弦曲线变化的.由于交流发电机,在发电过程中,多对磁极是按一定的角度均匀分布在一个圆周上,使得发电过程中,各个磁极切割磁力线的时候,具有互补性,所以能够不断的产生稳定的电流;交流电的频率一般是50赫兹,即每秒变化50次.当然也有其它频率. 直流电则不是按正弦曲线变化的.没有频率的变化. 交流电与直流电最直观的区别是方向变不变;直流电的电流方向是不随时问变化的,但大小可能变化;最特殊的直流电是大小方向都不变的稳恒电流。所谓交流,就是电流交替流动,其方向是交替变化的,最常见的是民用电,它是正(余)弦式交流电,电微电子电路中常见的有方波电流。 高压直流输电方式与高压交流输电方式相比,有明显的优越性.历史上仅仅由于技术的原因,才使得交流输电代替了直流输电.下面先就交流电和直流电的主要优缺点作出比较,从而说明它们各自在应用中的价值.
交流电的优点主要表现在发电和配电方面:利用建立在电磁感应原理基础上的交流发电机可以很经济方便地把机械能(水流能、风能……)、化学能(石油、天然气……)等其他形式的能转化为电能;交流电源和交流变电站与同功率的直流电源和直流换流站相比,造价大为低廉;交流电可以方便地通过变压器升压和降压,这给配送电能带来极大的方便.这是交流电与直流电相比所具有的独特优势.
直流电的优点主要在输电方面:
①输送相同功率时,直流输电所用线材仅为交流输电的2/3～l/2
直流输电采用两线制,以大地或海水作回线,与采用三线制三相交流输电相比,在输电线载面积相同和电流密度相同的条件下,即使不考虑趋肤效应,也可以输送相同的电功率,而输电线和绝缘材料可节约1/3.
如果考虑到趋肤效应和各种损耗(绝缘材料的介质损耗、磁感应的涡流损耗、架空线的电晕损耗等),输送同样功率交流电所用导线截面积大于或等于直流输电所用导线的截面积的1.33倍.因此,直流输电所用的线材几乎只有交流输电的一半.同时,直流输电杆塔结构也比同容量的三相交流输电简单,线路走廊占地面积也少.
②在电缆输电线路中,直流输电没有电容电流产生,而交流输电线路存在电容电流,引起损耗.
在一些特殊场合,必须用电缆输电.例如高压输电线经过大城市时,采用地下电缆;输电线经过海峡时,要用海底电缆.由于电缆芯线与大地之间构成同轴电容器,在交流高压输线路中,空载电容电流极为可观.一条200kV的电缆,每千米的电容约为0.2μF,每千米需供给充电功率约3×103kw,在每千米输电线路上,每年就要耗电2.6×107kw·h.而在直流输电中,由于电压波动很小,基本上没有电容电流加在电缆上.
③直流输电时,其两侧交流系统不需同步运行,而交流输电必须同步运行.交流远距离输电时,电流的相位在交流输电系统的两端会产生显著的相位差;并网的各系统交流电的频率虽然规定统一为50HZ,但实际上常产生波动.这两种因素引起交流系统不能同步运行,需要用复杂庞大的补偿系统和综合性很强的技术加以调整,否则就可能在设备中形成强大的循环电流损坏设备,或造成不同步运行的停电事故.在技术不发达的国家里,交流输电距离一般不超过300km而直流输电线路互连时,它两端的交流电网可以用各自的频率和相位运行,不需进行同步调整.
④直流输电发生故障的损失比交流输电小.两个交流系统若用交流线路互连,则当一侧系统发生短路时,另一侧要向故障一侧输送短路电流.因此使两侧系统原有开关切断短路电流的能力受到威胁,需要更换开关.而直流输电中,由于采用可控硅装置,电路功率能迅速、方便地进行调节,直流输电线路上基本上不向发生短路的交流系统输送短路电流,故障侧交流系统的短路电流与没有互连时一样.因此不必更换两侧原有开关及载流设备.
在直流输电线路中,各级是独立调节和工作的,彼此没有影响.所以,当一极发生故障时,只需停运故障极,另一极仍可输送不少于一半功率的电能.但在交流输电线路中,任一相发生永久性故障,必须全线停电。另外提醒一下:在直流输电系统中,只有输电环节是直流电,发电系统和用电系统仍然是交流电。