1、基礎知識 基礎知識:1. 直流電與交流電1簡介直流電又稱恒流電，恒定電流是直流電的一種，是大小和方向都不變的直流電，它是由 愛迪生發(fā)現(xiàn)的。脈動直流電與平滑直流電恒定電流是指大?。妷焊叩停┖头较颍ㄕ摌O）都不隨時間（相對范圍內(nèi)）而變化， 比如干電池。脈動直流電是指方向（正負極）不變，但大小隨時間變化，比如：我們把50Hz 的交流電經(jīng)過二極管整流后得到的就是典型脈動直流電，半波整流得到的是50Hz的脈動直 流電，如果是全波或橋式整流得到的

2、就是100Hz的脈動直流電，它們只有經(jīng)過濾波（用電 感或電容）以后才變成平滑直流電，當然其中仍存在脈動成分（稱紋波系數(shù)），大小視濾波 電路得濾波效果。2優(yōu)點1、 輸送相同功率時，直流輸電所用線材僅為交流輸電的2/3?1/2 .直流輸電采用兩線制，以大地或海水作回線，與采用三線制三相交流輸電相比，在輸電線載 面積相同和電流密度相同的條件下，即使不考慮趨膚效應，也可以輸送相同的電功率，而輸 電線和絕緣材料可節(jié)約1/3.如果考慮到趨膚效應和各

3、種損耗（絕緣材料的介質(zhì)損耗、磁感應的渦流損耗、架空線的 電暈損耗等），輸送同樣功率交流電所用導線截面積大于或等于直流輸電所用導線的截面積 的1.33倍.因此，直流輸電所用的線材幾乎只有交流輸電的一半.同時，直流輸電桿塔結 構也比同容量的三相交流輸電簡單，線路走廊占地面積也少.2、 在電纜輸電線路中，直流輸電沒有電容電流產(chǎn)生，而交流輸電線路存在電容電流， 引起損耗.在一些特殊場合，必須用電纜輸電.例如高壓輸電線經(jīng)過大城市時，采用地下電纜；

4、輸 電線經(jīng)過海峽時，要用海底電纜.由于電纜芯線與大地之間構成同軸電容器，在交流高壓輸 電線路中，空載電容電流極為可觀.一條200kV的電纜，每千米的電容約為0.2MF每千米 需供給充電功率約3x103kw，在每千米輸電線路上，每年就要耗電2.6x107kw?h.而在直流 輸電中，由于電壓波動很小，基本上沒有電容電流加在電纜上.3、 直流輸電時，其兩側(cè)交流系統(tǒng)不需同步運行，而交流輸電必須同步運行.交流遠距 離輸電時，電流的相位在交流輸電系

5、統(tǒng)的兩端會產(chǎn)生顯著的相位差；并網(wǎng)的各系統(tǒng)交流電的 頻率雖然規(guī)定統(tǒng)一為50HZ，但實際上常產(chǎn)生波動.這兩種因素引起交流系統(tǒng)不能同步運行， 需要用復雜龐大的補償系統(tǒng)和綜合性很強的技術加以調(diào)整，否則就可能在設備中形成強大的 循環(huán)電流損壞設備，或造成不同步運行的停電事故.在技術不發(fā)達的國家里，交流輸電距離 一般不超過300km而直流輸電線路互連時，它兩端的交流電網(wǎng)可以用各自的頻率和相位運 行，不需進行同步調(diào)整.4、 直流輸電發(fā)生故障的損失比交流

6、輸電小.兩個交流系統(tǒng)若用交流線路互連，則當一 側(cè)系統(tǒng)發(fā)生短路時，另一側(cè)要向故障一側(cè)輸送短路電流.因此使兩側(cè)系統(tǒng)原有開關切斷短路 電流的能力受到威脅，需要更換開關.而直流輸電中，由于采用可控硅裝置，電路功率能迅 速、方便地進行調(diào)節(jié)，直流輸電線路上基本上不向發(fā)生短路的交流系統(tǒng)輸送短路電流，故障 側(cè)交流系統(tǒng)的短路電流與沒有互連時一樣.因此不必更換兩側(cè)原有開關及載流設備.在直流輸電線路中，各級是獨立調(diào)節(jié)和工作的，彼此沒有影響.所以，當一極發(fā)生故

7、障時， 只需停運故障極，另一極仍可輸送不少于一半功率的電能.但在交流輸電線路中，任一相發(fā) 生永久性故障，必須全線停電.但是為了減少輸電線路中電能的損失，只能提高電壓。在發(fā)電站將電壓升高，到用戶地 區(qū)再把電壓降下來，這樣就能在低損耗的情況下，達到遠距離送電的目的。而要改變電壓， 只有采用交流輸電才行。1885年，由費朗蒂設計的倫敦泰晤士河畔的大型交流電站開始輸 電。他用鋼皮銅心電纜將1萬伏的交流電送往相距10公里外的市區(qū)變電站，在這里降

8、為2500 伏，再分送到各街區(qū)的二級變壓器，降為100伏供用戶照明。以后，俄國的多利 一一多布 羅沃斯基又于1889年最先制出了功率為100瓦的三相交流發(fā)電機，并被德國、美國推廣應 用。事實成功地證實了高壓交流輸電的優(yōu)越性。并在全世界范圍內(nèi)迅速推廣。10與交流電區(qū)別交流電，（市電）是指大小和方向隨時間作周期性變化的一種電流交流電是用交流發(fā)電機發(fā)出的，在發(fā)電過程中,多對磁極是按一定的角度均勻分布在一個 圓周上，使得發(fā)電過程中，各個線圈就切

9、割磁力線,由于具有多對磁極，每對磁極產(chǎn)生的磁力線 被切割產(chǎn)生的電壓、電流都是按弦規(guī)律變化的，所以能夠不斷的產(chǎn)生穩(wěn)定的電流。國內(nèi)交流 電的頻率一般是50赫茲，即每秒變化50次.有些國家交流電的頻率是60赫茲，即每秒變化 60次.當然也有其它頻率.如電子線路中有方波的、三角形的等，但這些波形的交流電不是導 體切割磁力線產(chǎn)生的，而是電容充放電、開關晶體管工作時產(chǎn)生的。直流電的方向則不隨時間而變化。通常又分為脈動直流電和穩(wěn)恒電流。脈動直流電中

10、有 交流成分，如彩電中的電源電路中大約300伏左右的電壓就是脈動直流電成分可通過電容去 除。穩(wěn)恒電流則是比較理想的，大小和方向都有不變。2,電磁電磁，物理概念之一，是物質(zhì)所表現(xiàn)的電性和磁性的統(tǒng)稱。如電磁感應、電磁波等等。 電磁是法拉第發(fā)現(xiàn)的。電磁現(xiàn)象產(chǎn)生的原因在于電荷運動產(chǎn)生波動。形成磁場，因此所有的 電磁現(xiàn)象都離不開磁場。電磁學是研究電磁和電磁的相互作用現(xiàn)象，及其規(guī)律和應用的物理 學分支學科。麥克斯韋關于變化電場產(chǎn)生磁場的假設，奠定

11、了電磁學的整個理論體系，發(fā)展 了對現(xiàn)代文明起重大影響的電工和電子技術，深刻地影響著人們認識物質(zhì)世界的思想。1基本定義電磁是是能量的反應是物質(zhì)所表現(xiàn)的電性和磁性的統(tǒng)稱，如電磁感應、電磁波、電磁場 等等。電磁現(xiàn)象我們知道，所有的電磁現(xiàn)象都離不開磁場；而磁場是由運動電荷產(chǎn)生的。從運動電荷入 手是否可以解釋電磁現(xiàn)象呢？運動電荷可以產(chǎn)生波動。其波動機理為：運動電荷e運動時，必然受到其毗鄰e地阻礙， 表現(xiàn)為運動電荷帶動其毗鄰1向上運動，即毗鄰隨同運

12、動電荷e 一起向上運動；當毗鄰1 向上運動時，必然受到其自身毗鄰1地阻礙，表現(xiàn)為毗鄰1帶動其自身毗鄰向上運動，即毗 鄰2隨同毗鄰1 一起向上運動......。這樣以此向前傳播，形成波動。顯然，真空中這種波動 的傳播速度為光速。運動電荷產(chǎn)生的波動對小磁針有什么影響呢？以直線電流為例我們來分析之。小磁針N 處于直線電流I的右側(cè)，當把小磁針N簡化成一個環(huán)形電流abcd時，雖然點a、b、c、d都 處于直線電流I的波動范圍之內(nèi)，但點a、b、c、d