直流供电与交流供电的比较

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蚊帐架直流供电与交流供电的比较
一、水浴式汽化器概述
1、供电制式的发展历史
关于电能的输送方式,是采用直流输电还是交流输电,在历史上曾引起过很大的争论。美国发明家爱迪生、英国物理学家开尔文都极力主张采用直流输电,而美国发明家威斯汀豪斯和英国物理学家费朗蒂则主张采用交流输电。在早期,工程师们主要致力于研究直流电,发电站的供电范围也很有限,而且主要用于照明,还未用作工业动力。例如,1882年爱迪生电气照明公司(创建于1878年)在伦敦建立了第一座发电站,安装了三台110伏“巨汉”号直流发电机,这是爱迪生于1880年研制的,这种发电机可以为1500个16瓦的白炽灯供电。
但是随着科学技术和工业生产发展的需要,社会对电力的需求也急剧增大。由于用户的电压不能太高,因此要输送一定的功率,就要加大电流(P=IU)。而电流愈大,输电线路发热就愈厉害,损失的功率就愈多;而且电流大,损失在输电导线上的电压也大,使用户
张刚宁得到的电压降低,离发电站愈远的用户,得到的电压也就愈低。直流输电的弊端,限制了电力的应用,促使人们探讨用交流输电的问题。爱迪生虽然是一个伟大的发明家,但是他没有受过正规教育,缺乏理论知识,难以解决交流电涉及到的数学运算,阻碍了他对交流电的理解,所以在交、直流输电的争论中,成了保守势力的代表。在他的反对下,交流电遇到了很大的阻碍。 
但是为了减少输电线路中电能的损失,只能提高电压。在发电站将电压升高,到用户地区再把电压降下来,这样就能在低损耗的情况下,达到远距离送电的目的。而要改变电压,只有采用交流输电才行。1888年,由费朗蒂设计的伦敦泰晤士河畔的大型交流电站开始输电。他用钢皮铜心电缆将1万伏的交流电送往相距10公里外的市区变电站,在这里降为2500伏,再分送到各街区的二级变压器,降为100伏供用户照明。以后,俄国的多利沃──多布罗沃斯基又于1889年最先制出了功率为100瓦的三相交流发电机,并被德国、美国推广应用。事实成功地证实了高压交流输电的优越性。并在全世界范围内迅速推广。
20世纪50年代后,电力需求日益增长,远距离大容量输电线路不断增加,电网扩大,交流输电受到同步运行稳定性的限制,在一定条件下的技术经济比较结果表明,采用直流输电
更为合理,且比交流输电有较好的经济效益和优越的运行特性,因而直流输电重新被人们所重视。
18世纪以来,奥斯物发现了电流的磁效应,法拉第发现了电磁感应原理。这就为电动机和发电机的制造奠定了理论和实验基础。就在法拉第发现电磁感应原理的第二年,受法拉第发现的启示,法国人皮克希应用电磁感应原理制成了最初的发电机。 
正弦波发生器法拉第向英国皇家学会报告了他的实验及其发现,从而使法拉第被公认为电磁感应现象的发现者,他也顺理成章地成为变压器的发明人。但实际上最早发明变压器的是美国著名科学家亨利。实际上,亨利这个实验是电磁感应现象的非常直观的关键性实验,亨利这个实验装置也实际上是一台变压器的雏形。但是,亨利做事谨慎,他没有急于发表他的实验成果,他还想再做一些实验。然而假期已过,他只得将这件事搁置一旁。后来他又进行了多次实验,直到1832年才将实验论文发表在《美国科学和艺术杂志》第7期上。但是,在此以前,法拉第首先公布了他的电磁感应实验,介绍了他的实验装置,因此电磁感应现象的发明权只能归法拉弟,变压器的发明权也非法拉弟莫属了。亨利虽然非常遗憾地与电磁感应现象的发现权和变压器的发明权擦肩而过,但他在电学上的贡献、对变压器发明的贡献
则是有目共睹的。特别值得一提的是,亨利实验装置比法拉弟感应线圈更接近于现代通用的变压器 
2、交流电与直流电传输比较
直流电,是指大小和方向都不随时间而变化的电流。许多用电器,如收音机,扬声器等许多不含电感元件的电器都用直流电驱动。交流电是指大小和方向都随时间做周期性变化的电流,通常的交流是按正弦规律或余弦规律变化的,电流先由零变到最大,再由最大变到零。然后反方向由零变到最大,再由最大变为零,完成一个周期,以后是下一个周期,如此反复变化。交流电有很有优点,除可用于一些特殊的用电器,如电动机等外,它对于电的传输,特别是远距离传输有着特别的意义。 
交流电:电流的方向、大小会随时间改变。发电厂的发电机是利用动力使发电机中的线圈运转,每转180°发电机输出电流的方向就会变换一次,因此电流的大小也会随时间做规律性的变化,此种电源就称为"交流电源"。简记为ac 直流电和交流电的区别? 
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   
四甲基环丁烷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. 
在物理学中电学发展史上,曾经有过一场关于使用“交流电”还是使用“直流电”的激烈的争论。
提倡使用“直流电”的代表人物则是大名鼎鼎的发明家爱迪生;主张改用“交流电”的代表人物则是比爱迪生小9岁的后起之秀特斯拉。 
马蹄去皮机发电机发明以后,电能就在工农业生产和日常生活的各个方面得到了广泛的应用。起初是采用“直流电” 的方式输电和供电,由于输电的电压较低,所以在输电线路上的热损失就较大,因此每一平方英里的地区就需要一个单独的直流发电机供电,而且还要用大量较粗的铜线。为了解决上述的缺点,特斯拉发明了以交流发电机供电的“交流多相电力传输系统”,由于使用变压器以高电压、低电流的方式输电,就大大地降低了输电线路上的热损失,实现了远距离输电,从而不需要大量分散的单机供电,输电导线的载面也大大地减小了。 

本文发布于:2023-06-01 12:03:51,感谢您对本站的认可!

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标签:输电   交流   直流   电流
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